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用自己的储能设备真机燃烧,一方面考验的企业对自己产品研发的自信心,要敢于向外界展示储能设备安全设计的真实情况;另一方面也彰显了企业在研发投入方面的决心,用真金验证设计安全,不计成本地探索和实践来换取“品质”,向行业交付圆满的答卷。
在各类前沿科技的探索中,不仅需要敢为人先,更需要智慧。为了探索储能更多的可能性,阳光电源一直走在行业前列,探索业内“无人区”,如今又在储能系统站控级安全防控研发技术迈出了重要一步,填补行业新的空白。
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50倍,储能直流侧的拉弧风险有多高?
深入了解原理,才是破除恐惧的最好方法。破解电化学储能安全问题,也应如此。
当下,业内在储能安全防护手段上越来越细致,从三级、四级甚至有企业提出六级消防。然而从发生火灾根源上来说,其实主要可聚焦在两点,一是电池热失控导致电芯起火,另一方面则是电气拉弧故障引发火灾。
不过,尽管储能系统直流侧拉弧风险已引起行业广泛关注,但业内暂时仍然没有有效应对方案。而阳光电源,又一次站在了行业前列。
在2024 SNEC展会上,阳光电源重磅发布《ArcDefender™ 储能直流拉弧技术白皮书》。在储能技术“无人区”开启新一轮探索。
拉弧是发生在带电导体与导体(或地)距离较近时,导体间的电压击穿气体,使气体电离而产生的一种持续放电现象。在储能系统中,因连接点接触不良、绝缘材料老化或损坏、电路突然断开等原因,都会导致拉弧的产生。在美国、澳洲,都曾发生液体泄漏造成拉弧,最终引发储能系统火灾的案例。
当下储能行业正朝大容量、长时储能的方向发展。而随着能量密度的增加,系统的电流和电压同步提升,这些会大大提升拉弧发生的概率。
《白皮书》显示,以100MWh容量、416S、12P的储能系统为例,其交流侧的电气连接点有4320个,而直流侧电气连接点多达220320个,是交流侧的近50倍。接触点更多,意味着拉弧风险倍增。
其次,交流侧拉弧具有间歇性,发生火灾概率小、灭弧也容易;而储能直流侧拉弧具有稳定持久的特点,且难以熄灭,火灾发生概率更大。
另外,储能直流侧拉弧放出的能量远远高于光伏。在大电流、高电压的条件下,直流拉弧能量会大于1500焦,相当于光伏拉弧的20倍。
一旦发生直流拉弧,可能对人员造成伤害,也可能造成设备损坏,影响储能电站运行和收益,甚至影响电网的运行,后续也将带来经济赔偿损失。
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光伏经验难直接套用
储能拉弧技术面临更高挑战
其实拉弧在电力领域不是新鲜事,很多企业在光伏领域拉弧防范技术已经有所建树。不过储能领域几乎是空白,这也成为了阳光电源和其他企业的分水岭。
据悉,当直流电弧故障发生时,电弧电流通常会有明显差异,因而业内通常通过利用这种特征变化来判断拉弧故障,一旦检测到拉弧故障,就发出警报和分断电路,防止危险扩大。
其中最大难点,就在于储能拉弧特征识别技术尚属行业空白,具体表现在三个挑战。
第一个挑战,就是噪音干扰大。光伏领域的拉弧和音频具有明显差异、易于判断。而储能直流侧拉弧和噪音音频基本相同,难以判定。
第二个挑战,是储能拉弧能量大。储能的拉弧能量比光伏要大很多,短时间内的能量聚集极易引发电池热失控,因此,拉弧检测需要更短的识别时间。
第三个挑战是储能应用场景愈加复杂。而在高盐雾、高湿、离网直流耦合等条件下,储能直流拉弧的概率会大增,这对直流拉弧的准确率和误报率也提出了更高的要求。
而阳光电源成功突破了种种技术难点,提出了基于PCS构筑储能全场景拉弧安全的技术方向。
在直流拉弧检测方面,阳光电源首次采用了高灵敏度的TMR传感器,比传统传感器灵敏度提高400倍,噪音降低10倍,提升对微弱电流信号的感知;同时用增益积分计算取代传统傅里叶分析,大大的提高了拉弧识别的强度和精度,并将获取的信息加以判断让PCS下达指令执行关断。
也正因为储能拉弧威胁性高,在灭弧方面就更强调三字经——“快、准、稳”。阳光电源通过以上技术结合,可以做到百分之百的电弧检测准确率,0误报和漏报;而且能够在0.2秒内快速制定策略和下达灭弧指令,能量控制在小于1500焦,保证灭弧过程0复燃。阳光电源表示,这种直流拉弧技术还能在复杂的离网工况下使用,做到储能应用全场景覆盖。
此外,阳光电源也联合鉴衡发布了CGC/GF 240:2024《储能系统直流电弧检测及分断评价技术规范》,详细描述了测试方法和评价标准。目前仅有阳光电源一家可以做到毫秒级别响应,为此,阳光电源得到了鉴衡颁发的储能直流拉弧安全Level 4等级认证。
李国宏认为,储能产品必然有它的底线,储能价格也不会无限的往下跌。在成本价格之外,储能行业最需要关心的有三点,第一是安全、第二是可靠,第三是不断的用研发创新去唤起客户的需求。
阳光电源表示,在储能业务上将坚持市场沉淀,会提前预演、研发再销售,提前预判客户需求和客户的价值主张,通过研发创新去实现在行业内持续引领。
不只是安全层面,在新型储能发展的历程中,阳光电源经常扮演开荒者角色。
今年上半年,在“干细胞电网技术”支撑下,阳光电源还完成了极弱网、弱网、强网、离网等不同场景构网型光储系统实证测试,收获了业内首个光储全场景构网实证报告。
坚持“三电融合 智储一体”理念,阳光电源在电化学、电力电子、电网支撑技术深度融合基础上,依托大数据分析及高算力处理器、AI深度学习技术,不断创新突破,不断开垦 “无人区”,不断推进储能行业的演进。
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