題記：日前，某地儲能電站發(fā)生的一起安全事故再一次把電化學(xué)儲能的安全性提上了行業(yè)“熱搜”，此后，多個涉及儲能的電站被要求暫停運(yùn)行進(jìn)行整改，但這并不意味著儲能行業(yè)發(fā)展的停滯，更多的鞭策來自于提醒行業(yè)重視儲能安全性問題。安全與降本，應(yīng)當(dāng)并列為當(dāng)前儲能行業(yè)發(fā)展的兩大當(dāng)務(wù)之急。
在30·60的大目標(biāo)下，碳中和與新型電力系統(tǒng)相輔相成，共同指向了發(fā)展可再生能源的緊迫性。顯然，未來在以新能源為主體的電力系統(tǒng)中，無論是基于穩(wěn)定性電力輸出還是調(diào)峰調(diào)頻的需求，作為重要的技術(shù)支撐和基礎(chǔ)裝備，儲能必不可少并且被寄予厚望。
儲能在這場氣候轉(zhuǎn)型大任中的關(guān)鍵價值，也體現(xiàn)在相關(guān)的政策文件中。4月21日，國家發(fā)改委、國家能源局首次印發(fā)《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見（征求意見稿）》，文件對儲能建設(shè)運(yùn)行要求、儲能備案并網(wǎng)流程、儲能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及管理體系等提出了明確要求。不僅如此，去年以來，多個省份針對新能源與儲能設(shè)施配套進(jìn)行了明確的規(guī)定，并且提出了對于新能源配套儲能的具體要求。
潛力無限，儲能安全性成關(guān)鍵
氣候轉(zhuǎn)型的國家大戰(zhàn)略給予了儲能行業(yè)前景無限的發(fā)展空間，但北京儲能電站事故帶來的慘痛教訓(xùn)仍歷歷在目。事實(shí)上，自2017年以來，全球已發(fā)生30起以上儲能相關(guān)的安全事故，這對于國內(nèi)即將爆發(fā)的儲能市場來說，這些案例帶來的壓力巨大。
對于儲能行業(yè)自身來說，相比于未來可期的由規(guī)?；瘞淼某掷m(xù)降本以及需要解決的技術(shù)性問題，安全問題是規(guī)?；l(fā)展前務(wù)必要重視解決的問題。
圖片來源：TüV南德
TüV南德曾針對某海外國家2年發(fā)生的23起儲能電站起火事故進(jìn)行了分析，其中充電完成后待機(jī)中發(fā)生火災(zāi)14起，充放電過程中6起，安裝、施工中3起，太陽能風(fēng)力并網(wǎng)電站17起，需求管理電站4起，調(diào)頻電站2起。從安裝時間來看，1年以下16起，1-2年3起，2年以上4起。
報(bào)告中詳細(xì)分析了這些儲能電站發(fā)生事故的原因，其中包括電池系統(tǒng)的電氣保護(hù)系統(tǒng)缺陷、運(yùn)行環(huán)境不足（結(jié)露嚴(yán)重并且容易暴露在大量灰塵中）、安裝質(zhì)量問題、ESS集成控制和保護(hù)系統(tǒng)缺陷以及電池的制造缺陷（長時間在惡劣環(huán)境下使用會帶來風(fēng)險(xiǎn)）等。
作為一個能量/電力儲存系統(tǒng)，儲能的安全問題實(shí)際上是一個系統(tǒng)性的問題，其中既有電池及BMS（電池管理系統(tǒng)）相關(guān)的技術(shù)或者運(yùn)行因素，同時也涉及到儲能電站的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成及后期運(yùn)營管理等方面。在解決解決儲能安全性問題方面，上述幾個維度缺一不可，這也給從事儲能業(yè)務(wù)的企業(yè)提出了挑戰(zhàn)。
儲能安全，缺一不可
如上述所言，對于儲能相關(guān)企業(yè)來說，安全性問題儼然已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。而解決儲能安全性問題，不能僅僅針對某一個單一的環(huán)節(jié)，必須要從整個系統(tǒng)的角度進(jìn)行考量。那么儲能電站究竟能否安全運(yùn)營？溫故而知新，這或許可以從已有的案例來一探究竟。
作為專業(yè)的儲能系統(tǒng)集成商，從2006年涉足儲能至今，陽光電源已經(jīng)積累了超過3500+套的集成經(jīng)驗(yàn)，連續(xù)五年儲能系統(tǒng)裝機(jī)位列中國第一，集成系統(tǒng)服務(wù)于全球各種復(fù)雜應(yīng)用場景，至今未出現(xiàn)過一例安全事故。這一數(shù)據(jù)對于當(dāng)前處于關(guān)鍵時期的儲能行業(yè)來說，尤為重要。這意味著，儲能電站可以做到安全運(yùn)營，但這需要建立在對整個系統(tǒng)層面深刻理解并且持續(xù)積累運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上。
從上述事故原因分析中也可以看出，與電池及BMS（電池管理系統(tǒng)）相關(guān)的因素是導(dǎo)致儲能電站發(fā)生事故的最直接原因?；诖?，陽光電源在儲能領(lǐng)域配置了專業(yè)的研發(fā)體系，擁有PCS、電池、EMS、材料、儲能系統(tǒng)集成等各個專業(yè)的高科技人才，研發(fā)隊(duì)伍占比40%以上，從源頭重視安全事故的誘發(fā)因素。目前，陽光電源在儲能系統(tǒng)集成領(lǐng)域獲得相關(guān)專利300余項(xiàng)，其中僅安全相關(guān)專利多達(dá)100余項(xiàng)。
不僅如此，除了在研發(fā)與經(jīng)驗(yàn)方面的積累之外對于儲能安全的問題，陽光電源形成了從電池單體、模組、電池簇、電池系統(tǒng)管理到PCS的全方位保護(hù)體系，全方位保障儲能系統(tǒng)的安全運(yùn)行。尤其針對儲能電池直流側(cè)的安全管理方面，陽光電源采用了“防”、“護(hù)”、“消”、“泄”的儲能系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)規(guī)則，未雨綢繆，避免或者降低儲能安全事故帶來的隱患。
防護(hù)消泄+運(yùn)維服務(wù)全方位保障電站安全
一般來說，儲能系統(tǒng)的安全事故，往往是由于缺乏有效的防護(hù)措施，導(dǎo)致電池或其他設(shè)備出現(xiàn)不安全因素，如過充、過放、拉弧、對地絕緣故障等。那么對于故障預(yù)“防”的重要性便體現(xiàn)出來。
第一步“防”，即預(yù)防。陽光電源通過高精度的四級電池管理系統(tǒng)、直流回路防呆連接設(shè)計(jì)、回路連接松動智能識別和高標(biāo)準(zhǔn)材料選型，全面的安全防護(hù)，預(yù)防電激源、熱激源、機(jī)械激源的產(chǎn)生。
如果熱失控誘因已經(jīng)激發(fā)，那么就需要第二步“護(hù)”，陽光電源在這一步設(shè)置了四級熔斷保護(hù)+快速聯(lián)動保護(hù)機(jī)制+高安規(guī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，包括在模組之間、開關(guān)盒、電池控制柜和PCS四個層級都設(shè)有熔斷保護(hù)，電池、PCS、消防及空調(diào)等設(shè)備可實(shí)現(xiàn)ms級快速聯(lián)動，系統(tǒng)具備直流250kA及交流50kA短路耐受能力等等，避免電池自身的熱失控或是連接處拉弧引燃進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)。
然而，一旦防、護(hù)兩大措施失靈，對于儲能設(shè)施來說，如何避免發(fā)生更大的損失、保護(hù)人員安全將成為重中之重。在缺乏可靠的消防措施時，如果火災(zāi)在初期無法得到有效抑制，將會迅速蔓延，最終演變?yōu)榇笠?guī)模的火災(zāi)。
所以，最后兩步“消”與“泄”便是防止事態(tài)擴(kuò)大、保護(hù)人員安全的關(guān)鍵兩步。在這兩步中，陽光電源通過“消”即可燃?xì)怏w檢測 +主動排風(fēng)系統(tǒng)+水消防與“泄”即快速的泄壓防爆，杜絕爆炸風(fēng)險(xiǎn)，降低事故帶來的損失與傷害。
除了“防”、“護(hù)”、“消”、“泄”四步之外，針對儲能安全性問題，陽光電源還在品控、測試驗(yàn)證以及全生命周期的安全指導(dǎo)和定期安全巡視方面做足了功課。比如，按照A品電芯篩選確保電芯一致性，利用MES和條碼追溯系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對電芯數(shù)據(jù)的100%追溯；從電芯到系統(tǒng)全方位驗(yàn)證，通過最高安全標(biāo)準(zhǔn)UL9540、UL9540A認(rèn)證；提供線上線下安全培訓(xùn)，專業(yè)的售后隊(duì)伍，周期性現(xiàn)場巡視，對存在的安全風(fēng)險(xiǎn)給出整改建議、通過本地監(jiān)控系統(tǒng)+數(shù)據(jù)采集+數(shù)據(jù)分析的綜合系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時預(yù)測并預(yù)警等，力保儲能電站實(shí)現(xiàn)全生命周期的安全運(yùn)行。
實(shí)際上，盡管儲能元年的口號已經(jīng)喊了幾年，但國內(nèi)儲能的真正爆發(fā)，直到碳中和與新型電力系統(tǒng)的提出，也就是2021年才算真正走入“元年”。在陽光電源一季度財(cái)報(bào)中，儲能業(yè)務(wù)貢獻(xiàn)了3.8億元的營收，同比大增350%。陽光電源在儲能領(lǐng)域年復(fù)一年的堅(jiān)守與努力，不僅僅體現(xiàn)在財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)，也將在中國這場氣候轉(zhuǎn)型的大任中得以凸顯。
在助力碳中和的路上，儲能必不可少。對于從事儲能的企業(yè)來說，路漫漫其修遠(yuǎn)兮，但這場“戰(zhàn)役”值得且重要！
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