新型储能系统安全管控急需规范化
新型储能系统安全管控急需规范化
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洞察正在发生的变革
储能,正在经历前所未有的快速发展。
据储能与电力市场的项目数据库,
2022年
,中国新增建成并网的储能项目总规模达
7.762GW/16.381GWh
,相较于2021年新增规模,增长近245%(按容量规模比较)。而
2023年上半年,新增建成并网的储能项目总规模更是达到了7.59GW/15.59GWh
,直逼2022年全年新增规模。
随着储能市场发展和项目投运数量的快速增多,储能事故的数量也在增加。根据储能与电力市场的统计, 从历年的事故数量分布来看,近两年发生储能事故的数量占比超过了总体事故量的50% 。
锂离子电池储能系统发生事故的根源在于电池发生热失控,根据实际事故分析,引发电池热失控的原因主要涉及了
电池失效、电池舱内部电气故障、消防系统误操作、运输及设备安装不当、外部环境问题
等因素。而这其中,相对于电池本身的问题,涉及系统层面的电气、消防、设备安装等的问题越发成为事故发生的主要原因。
近两年,为规范化储能产业发展,我国加快了储能标准的制定。2023年2月国家标准化管理委员会、国家能源局发布的《新型储能标准体系建设指南》中,包含了205项新型储能标准。从安全标准来看,目前已出台的标准,
主要集中于储能电站设计、储能技术选型、火灾预警与消防等方面
。
据储能与电力市场的项目数据库,2022年全年中国新增建成并网的储能项目总规模达7.762GW/16.381GWh,
较2021年,实现了近245%的增长(按容量规模比较),涉及近300个源、网、荷侧储能项目
。
2023年,迅猛发展的势头延续。仅2023上半年,中国新增并网储能项目总规模就已达到7.59GW/15.59GWh,规模直逼2022全年并网总规模,涉及储能项目近200个。
随着投运项目数量的快速增加,储能事故出现的次数也在逐渐增加
。储能与电力市场跟踪的近70个储能项目事故显示,近两年发生的事故数量占比超过了50%。
在项目数量不断增加的同时,我国的储能项目单体规模也呈不断增大之势。一方面多个200MW/400MWh单体项目投运,另一方面 规划的单体项目正在由百MWh级向GWh级快速迈进 。
2022年已启动前期工作的、单体规模达GWh级的储能项目已达11个
。
2023年,GWh项目仍在推进。如近日,山东滨州北海700MW/1400MWh独立共享储能项目公示EPC中标候选人,河北张口察北管理区(300MW/1.2GWh)电网侧独立储能电站项目开启EPC招标。
在储能系统的设计方面,目前主要依据的标准为GB51048-2014,《
电化学储能电站设计规范》
,涵盖了
站址选择、接入系统、储能系统、电气系统、建筑、消防等
多方面的内容。在储能系统方面,针对不同的组成部分,制定了相关的设备选型、配置等通用性要求。该标准目前正在修订。
2023年7月1日开始正式实施的GB/T 42288-2022,
《电化学储能电站安全规程》
,从
消防安全的
角度考虑,规定了
消防最小保护单元为电池模块级别
,这是近期影响最大的储能系统设计方面的安全规定。
我国已出台的部分与储能系统设计、安全规范相关的标准如下:
从目前的标准情况来看,显然尽管我国的标准体系正在完善,但针对储能系统的设计及安全规范,
仍大部分停留在针对各系统组成部件自身安全的标准上
,“各自为战”的势态较为明显。
单维度考虑安全设计,缺乏系统安全协同,不利于储能系统安全建设的提升
。
另外,新型储能电站涉及
大量设备供应方,集成环节多
,问题定位不明确等多因素综合,容易形成问题黑盒子。当安全责任事故出现后,存在
源头定位难、责任主体划分不清等问题
。
行业亟需能涵盖储能系统设计、安全防护、电站建设、运行维护在内的
“全栈式”安全管理规范
,保证储能安全稳定运行。
科华数能 结合自身长期在储能应用领域积累的安全管控技术经验,从新型储能系统全链路安全管控设计理念出发,“白皮书” 对当前系统安全需要关注的各方面进行充分论述 ,展示了 科华数能 在储能电站复杂场景下,应对安全管控挑战的思考,详细介绍了 科华数能 已建立的包括 从电芯选型到电池管理电气安全、系统消防安全、施工安全以及运维安全在内的全栈式高安全管控技术 。
全方位理电模组安全管控技术 ,通过结构安全设计、电气安全设计、消防安全设计、热管控安全设计、复合型云母片隔热设计,构建电池模块多维度安全保障;
BMS协同安全管控技术 ,通过电芯内短路检测技术、3S*联动故障保护、BMS消防联动,充分发挥BMS在安全管控方面的作用;
多维度电气安全管控技术 ,通过直流短路保护技术、高穿过程电池安全保护技术、PCS过载/短路保护技术、三重绝缘检测与漏电流保护设计,确保储能系统电气安全;
站级消防及安全技术 ,通过规范化场站布局安全设计、消防安全及给排水布置、消防监视与控制系统,确保储能系统场站与消防安全行之有效;
智能化运维技术 ,通过核心器件健康状态监控、计划性智能运维、电池智能化控制,将储能电站的人工运维升级为智能运维、提前预警的一体化设计。
从实际项目的实施来看,目前 电站安全管控投入不超过电站建设投资成本的3%~5% ,相较于数亿元的电站初始投资,储能系统安全管控对客户而言,显然具备典型的低投入高回报特性,同时也是保障客户投资持续获得收益的重要基础。
科华数能新型储能系统
全栈式高安全管控技术,是从电芯、模块、电池簇、PCS、系统、施工、消防、运维等方面
进行全面安全设计考量的高安全管控系统方案,将安全设计理念融入到系统的各个环节,且可在
全生命周期内进一步降低安全管控投资成本达30%以上
。对电站系统持续的安全守卫,可以
为客户延长运行生命周期10%以上
。
通过对新型储能系统高安全管控设计的持续研究, 科华数能 将与行业技术发展共同进步, 为实现新型储能系统行业安全发展贡献科华力量 ,以电力储能健康发展驱动低碳数字未来,让绿色电能惠及全人类。
该《白皮书》已在“科华数能”官方公众号-资料中心-电子书架上线,欢迎免费下载查阅。
责任编辑:
一拳超人
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通过对中国储能市场的发展特点、项目开展情况、市场竞争情况的深入分析,储能与电力市场近期形成了三份2022年度年度行业分析报告,以及一份2023年上半年行业分析报告:
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《2023上半年储能市场全景分析报告》
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《2022年储能市场分析和2023年发展展望》
《储能项目招投标及报价全景分析报告(2022年)》
《独立式储能电站周年考(2022年)》
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