大型储能系统的“安全法则”-北极星储能网

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储能市场的这一 “富矿”无疑已经逐渐被新能源产业链众多企业 “盯上”，特斯拉、宁德时代、华为等纷纷“抢滩”全球储能市场。

但最近，海内外储能电站起火事故频发，其中缘由或许跟LG三元锂的安全性相关联。但大型储能系统的安全性也日益受到关注。

（本文来源：微信公众号“高工储能”ID:weixin-gg-ess）

尤其在“双碳”背景下，国内储能市场是一个有望迎来千亿大市场的“蓝海”。GGII调研显示，2025年我国电化学储能累计装机规模有望达到24GW。在储能这个千亿级市场面前，大型储能系统的发展和完善关系行业的发展。

在电源侧，它常常被称为解决新能源发电不连续性和不稳定性的关键技术，其可靠性会对能源安全带来极其重要的影响。一旦安全系统的市场走向成熟，储能有望可靠的系统加持下，逐步从备用走向主用，从光伏平价迈向“光储”平价。

在储能市场快速扩张的同时，大型储能系统的强可靠性一直是业内关注的“热点”。但要真正实现储能系统的强可靠性，来源于对系统内每个部件及整体的安全、稳定，以及全寿命周期强可靠性的要求。

简单来说，电芯本体层面的热失控安全、一致性控制以及全寿命周期的可靠性保障，电池模组单元层面的可靠性预警方式、结构稳定性保障，电池簇-堆层级极端运行环境（高盐、高湿、高温、高尘）下的可靠性保障，储能系统层级真实运行状态下的温度和SOH（蓄电池容量）均一度可靠性控制状态以及在线诊断技术保障等，都关系着储能系统的安全性问题。

大型储能系统逐渐走向“智能化” “模块化”

大型储能系统的发展和安全问题绕不开三个关键因素，也被称为大型储能系统集成关键技术。

大型的储能系统主要由三部分构成：电池存储系统，功率转换系统PCS，能量管理系统EMS（实现能量流和信息流的流动）。

电池管理系统需要更多关注电池PACK流程，在电池配组上，根据容量、电压、发电率的一致性原则，对合适的电池进行配组，然后模块组装、BMU安装，线束连接、测试等。功率转换系统PCS和能源管理EMS则主要关注能量的双向流动，有功无功调节，黑启动，充放电管理，运行状态控制，通讯管理，后台监控等难点。

当前，大型储能系统大都具有直流侧电压高(目前高压可达到1500V)、电池数量多、多个功率设备运行、环境恶劣干扰严重、数据庞大、控制复杂的特点。

目前市场上大型储能系统逐渐采用了多重安全控制技术。系统可以实现故障电池簇的自动切除，且维护后的电池簇可以自动并联运行，实现系统不间断运行，减少停机现象保证系统安全性。

行业人士称，目前针对大型储能系统的安全设计问题，大致有六大方面值得关注：1、超长寿命锂电池；2、一致性、低成本电池材料体系；3、电池动态阻抗在线识别与动态一致性管理；4、单体与模块寿命衰减机制及预测；5、电池单体及模块的安全性能表征和评测标准；6、大规模储能系统集成与应用。

而从大型储能系统测试方面，需要从系统层面进行系统设计、电气安全、电池安全、并网特性、环境适应、功能安全等方面的技术审核和严格测试。

未来，整个大型储能系统的架构将会从简单电池的串并联，用组串式的架构去转换，通过把电池的化学技术、热管理技术以及电力电子技术、数字技术进行综合，来实现综合安全生命周期可用性更高的储能系统。

伴随各种数字化技术、电力电子技术对储能进行更精细化的管理，储能系统将逐渐走向 “智能化” “模块化”。

多维降低大型储能系统安全威胁

储能系统的安全性依旧是一个系统性的工程。行业人士认为，主要可以从以下四个方面入手，强化流程，技术武装，预警设置，创新管理。

1、需要关注大型储能系统全生命周期风险分析，推动建立储能设备制造、建设安装、运行监测等环节的技术标准规范，加快推进新型储能系统安全规范。

2、在考虑循环寿命、规模化、安全性、经济性和能效等指标的基础上，鼓励发展多种技术路线的储能电池打造更多的安全高效储能电站。

3、尽快出台储能电站建设运维安全指引标准，完善电化学储能电池系统热失控发生前预警、事故时保护机制、事故后防扩散技术要求，指导国内储能电站安全体系建立，降低储能电站失火风险，为储能安全、有序、高质量发展打好基础。

4、创新性安全管理。目前，有一种新的安全发展趋势那就是可以直接调整大型储能连接器结构。一旦关键零部件出现故障，及时更换部件，可有效保护电池系统、提高稳定性，使整个系统在设计上解决除了材料本身以外的可靠性问题。

据了解，目前华为等储能头部企业已经聚焦于利用电力电子的可控性解决锂电池的不一致性和不确定性。

行业人士也呼吁，希望通过一套储能系统，从整个生命周期去降低放电成本。其次，希望更完善的储能市场能够提供一个更安全可靠、更高放电量、更优投资和更简单运维的解决方案。

未来，基于锂电池更成熟、更稳定的大规模储能系统，既要满足大型电站、电网停电等极端情况，又要让电力公司快速存储、便捷使用来自于间歇性来源的可再生能源。这样，在各种技术不断完善下，储能将逐步“晋升”为不可或缺的“能源来源”。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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