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安全监测护航电化学储能产业健康发展

2022-11-17 09:51来源:中国能源报作者:杨晓冉关键词:储能安全电化学储能储能电池收藏点赞

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国家能源局批准成立的国家电化学储能电站安全监测信息平台日前在北京发布,同时首次发布了《电化学储能电站行业统计数据》。多位与会人士指出,当前我国电化学储能产业快速发展并广泛应用于电力行业多个领域,但其安全形势依然严峻,需要行业共建相关的安全监测信息平台,护航储能产业健康发展。

安全是电化学储能规模发展前提

“近年来,在国家政策支持鼓励下,我国新型储能产业迎来发展机遇期。”中电联副秘书长刘永东在发布会上表示,电化学储能作为新型储能的重要类型之一,率先实现了产业化应用,正广泛应用于可再生能源发电、综合智慧能源系统、有源配电网、微电网等领域。“截至今年8月,我国电化学储能装机规模达730.9万千瓦,居世界第一。”

2021年7月,国家发改委、国家能源局发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》明确,到2025年,实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变,装机规模达3000万千瓦以上;到2030年,实现新型储能全面市场化发展,标准体系、市场机制、商业模式成熟健全。

此次发布的《电化学储能电站行业统计数据》显示,截至今年8月31日,全国电力安全生产委员会19家企业成员单位总计报送500kW/500kWh以上的电化学储能电站478座、总功率7.36GW、总能量14.88GWh。其中,在运电站248座、总能量5.27GWh,在建电站158座、总能量8.77GWh,停运电站72座、总能量0.84GWh。

中电联党委书记杨昆指出,电化学储能是助力可再生能源开发、构建新型电力系统的重要技术和基础装备,也是实现“双碳”目标的关键支撑。“加强电站安全管理、建设国家电化学储能平台,对于构建新型电力系统、实现‘双碳’目标意义重大。”

国家能源局今年4月发布的《关于加强电化学储能电站安全管理的通知》指出,要高度重视电化学储能电站安全管理,加强电化学储能电站规划设计安全管理。积极配合参与电化学储能电站安全监测信息平台建设,按照有关规定报送电池安全性能、电站安全运行状态、隐患排查治理、风险管控和事故事件等安全生产信息,提升电站信息化管理水平。

确保安全关键在于控制明火

根据中国科学院院士欧阳明高对2011-2021年全球储能电站事故共性特征的统计分析,33起事件中三元电池引起的事故占比高达81.8%;从事故起因看,48.5%的储能电站事故发生于搁置和安装调试及维护阶段。

“电池安全事故的基本原理大体分为热诱因、热失效和热蔓延三个过程。热诱因一般由电动车撞车等原因产生火花引起,热失效的两个路径则是内部热失控或外部点火源引起燃烧。”欧阳明高分析称。

“可再生能源的使用为电力系统带来了较大变化,电力系统暂态和稳态过程中惯量的缺失都需要电化学储能的配套使用。”国家能源局电力安全监管司司长苑舜表示,“虽然现阶段我国储能应用已初步形成规模,但作为新技术,其在推广过程中仍有安全问题,这就需要深入研究电化学储能安全事故中如何灭火,以及储能使用和运行过程中如何进行安全监测和事故预判等问题。”

杨昆还表示,近年发生的电化学储能电站安全事故对电网安全稳定运行造成了威胁。

对此,欧阳明高建议,应严格参照相关安全标准,建立完善的安全风险评估体系。“失效概率始终存在,但系统必须是本质安全的。本质安全的大型储能电池系统任一点发生失效均不会发生扩散,而磷酸铁锂电池在没有明火的作用下无法触发热扩散。因此,关键是控制好明火。”

多种数字化监测技术应运而生

为加强电化学储能电站安全管理,今年1月,国家能源局批复授权中电联建设国家电化学储能电站安全监测信息平台。据刘永东介绍,该平台由国家级平台、集团级平台和储能电站级平台三级构成,平台还拟与国家政府信息平台对接,对地方能源政府主管部门预留接口。“最终实现对电站管理服务、运行分析服务、信息发布、全景展示、信息报送、风险隐患排查、线上调研、辅助分析、储能课堂等功能。”

“电芯自身的劣化过程无法通过肉眼察觉,也极难通过传感器准确识别安全与故障的临界点,导致储能电站火灾和爆炸事故时有发生。”华能集团新能源智慧运维中心平台维护部主任林昇指出,华能集团的储能智慧运维系统注重火灾安全评级方法,能够对电池本体火灾可能性进行预测,并提供火灾可能性指标及维护建议,目前系统准确率可达80%以上。“此外,基于‘云-边-端’协同架构的储能大数据平台,能够通过算法模型分析预警潜在风险,提升储能电池运行安全性。”

在提升本质安全水平方面,国家电网公司则采用为储能电池强制配置可燃气体探测装置的方法提升在线监测控制水平。“该装置可实现电池管理系统、火灾报警系统、通风系统联动控制,并对电池进行状态实时监测,提前预警故障隐患,有效防范火灾事件。”国家电网公司安监部副主任房岭峰介绍。


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