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破除储能安全隐患该做些啥

2020-11-04 光明网 【 字体:

  储能电站

  编者按

  “平安”是储能进展绕不开的话题。近些年来,大到储能电站,小到新能源车,起火变乱时有发作。这些变乱,除电池本身缺点外,还存在着许多亟待办理的体制题目。环绕近期发作的多起电池起火变乱,本版将从根蒂根基研讨、技巧开辟、设想制作等多个维度,对保证储能平安开展考虑。

  ■本报记者 秦志伟

  锂离子电池“长寿”的潜伏要素被发明、借助新型电极质料并经由进程界面设想可晋升电极功能、利用纳米体制工程理念可晋升质料储锂功能……近期,对于储能电池特别是锂离子电池的研讨愈来愈多。固然研讨要领和途径大概有所分歧,但研讨成果都有一个配合宣传点,即高平安性。

  储能平安是储能进展绕不开的话题,今朝储能平安题目首要来自于电化学储能,而电池组(堆)又是其最大的平安隐患之一。

  凭据《2020储能产业利用研讨讲演》(以下简称《讲演》),仅在2019年,中国储能名目新增装机合计1228.4兆瓦,个中电化学储能名目新增装机678.4兆瓦,占比第一,高达54.5%。停止2019年底,锂离子电池装机占电化学储能装机范围的82.4%。

  但是,储能平安题目不单单是电池带来的。《中国科学报》采访时了解到,储能平安是一个体制题目,某一环节泛起题目,均有大概致使起火。

  火警变乱后的考虑

  自2017年8月韩国23个储能电站起火变乱发作以来,储能平安题目就始终搅扰着行业。《讲演》以为,这与韩国各大企业以三元锂电池为支流产物有关。

  中国化学与物理电源协会储能利用分会教授级高工江卫良引见,今朝寰球首要储能企业以传统电池企业为主,技巧范例上根本以两大派别为主,即日韩三元锂电池体制和中美磷酸铁锂电池体制。

  但也并不是说磷酸铁锂电池相对平安。2018年8月初,我国江苏一储能名目中磷酸铁锂电池集装箱起火并销毁,但起火缘故原由今朝还未宣布。

  据中国科学技巧大学火警科学国家重点实验室副教授段强领引见,锂电池在利用进程中,经由进程锂离子嵌入和拖出开释能量。假如利用欠妥,如过充、低温、碰撞等前提下大概会激发电池内部的热化学反应,致使热失控发作。“假如热失控在电池模组内发作传达,会致使体制的火警变乱的发作。”

  值得留神的是,热失控会发生有毒和可燃气体,而锂离子电池的火警扑救更艰巨,给消防带来应战。

  近些年来,电化学储能技巧利用提速,产物投运周期愈来愈短,在平安尺度体制尚不完美、羁系机制还没有竖立的情况下,列国储能平安变乱时有发作。“必需无视这些关键题目。”江卫良以为,储能体制要经由进程本身维护步伐,实时对储能电站异样情况停止处理惩罚,将储能体制的平安危险降到最低。

  电池本体要素成为平安中心

  针对储能电站火警变乱,韩国建立专家考察组将成因总结为电池体制缺点、应答电气妨碍的维护体制不完美、经营情况办理不到位、储能体制综合办理体制短缺。个中,电池体制缺点大概是激发火警的首要要素之一。

  鉴戒韩国储能变乱考察讲演对平安诱因的分类,中科院广州能源研讨所曹文炅等人将储能平安变乱成因分别为电池本体、内部激源、运转情况及办理体制四类。而电池本体要素还是储能平安的中心,其激发平安变乱的起原首要包罗电池制作进程的瑕疵及电池老化带来的储能体制平安性退步两方面。

  曹文炅等人撰文说明道,电池在非常规的运转情况及办理体制要素影响下,内部老化进程加倍庞大多变,并逐步演酿成平安题目。

  鉴于电池本体要素长周期演变特点,研讨若何经由进程电池内部老化机理、电池间不一致性演变及对应的内部参数变革,完成对储能体制平安性演变趋向的展望和晚期预警,成为以后锂电池储能平安办理的重点。

  “受现阶段办理体制的监测管控可靠性制约,对电池本体的充放电的电池荷电状态(SOC)区间有必要得当收紧。”曹文炅示意,“一般而言,锂电池在20%~80%的SOC区间任务时充放电内阻较小,发热量也响应较小,而且该区间任务不容易形成电池的过充过放题目,有利于躲避是以发生的危险。”

  危险防控与处理相结合

  但储能平安是体制题目,不克不及将平安题目扫数归于电池,变乱常常是多要素交互感化激发的。

  在江卫良看来,储能平安技巧题目的中心分为平安危险和平安处理,前者包罗储能体制及部件的电气平安危险、机器平安危险、化学平安危险、火警平安危险、爆炸平安危险等多个维度。

  “危险剖析和危险评价是认知危险的中心内容。”江卫良示意,曾经宣布或正在拟定的电力储能体制尺度起首就是阐述危险剖析和危险评价。

  接下来就是平安处理,包罗参数量化准入制约设定、产物防护设想、消防环节设想、感知预警、紧迫处理惩罚、运维等。

  平高集团储能科技有限公司市场支持部部长李占军以江苏昆山储能电站消防设想为例引见,他们经由进程与国网江苏省电力公司相互协作,在磷酸铁锂电池预制舱初次设置自动灭火体制、火警报警及联动节制体制,个中自动灭火体制创新性集成利用了七氟丙烷气体灭火体制和高压细水雾灭火体制,设置了自动节制、近程手动节制等4种节制形式,完成了体制功效最大化,将电池运转的平安系数提到最高。

  据悉,昆山储能电站是天下单体容量最大的电网侧电化学储能电站,建立范围为110.88兆瓦/193.6兆瓦时,总占地面积31.4亩,共设置88组预制舱式储能电池,电池采纳磷酸铁锂电池计划。

  平高集团在近期储能名目并网测试时发明,国际并网尺度差别较大,给任务促进带来了阻力。是以,李占军倡议,我国在放慢储能技巧尺度落地的同时,也要增强储能尺度化建立,特别是并网调试、产物检测、消防平安、运维办理等,助力储能行业平安稳步进展。

[责任编辑: 张梦凡 ]

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