儲(chǔ)能，正在經(jīng)歷前所未有的快速發(fā)展。

據(jù)儲(chǔ)能與電力市場(chǎng)的項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)，2022年，中國(guó)新增建成并網(wǎng)的儲(chǔ)能項(xiàng)目總規(guī)模達(dá)7.762GW/16.381GWh，相較于2021年新增規(guī)模，增長(zhǎng)近245%（按容量規(guī)模比較）。而2023年上半年，新增建成并網(wǎng)的儲(chǔ)能項(xiàng)目總規(guī)模更是達(dá)到了7.59GW/15.59GWh，直逼2022年全年新增規(guī)模。

隨著儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展和項(xiàng)目投運(yùn)數(shù)量的快速增多，儲(chǔ)能事故的數(shù)量也在增加。根據(jù)儲(chǔ)能與電力市場(chǎng)的統(tǒng)計(jì)，從歷年的事故數(shù)量分布來(lái)看，近兩年發(fā)生儲(chǔ)能事故的數(shù)量占比超過(guò)了總體事故量的50%。

鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)生事故的根源在于電池發(fā)生熱失控，根據(jù)實(shí)際事故分析，引發(fā)電池?zé)崾Э氐脑蛑饕婕傲穗姵厥?、電池艙?nèi)部電氣故障、消防系統(tǒng)誤操作、運(yùn)輸及設(shè)備安裝不當(dāng)、外部環(huán)境問(wèn)題等因素。而這其中，相對(duì)于電池本身的問(wèn)題，涉及系統(tǒng)層面的電氣、消防、設(shè)備安裝等的問(wèn)題越發(fā)成為事故發(fā)生的主要原因。

近兩年，為規(guī)范化儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我國(guó)加快了儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)的制定。2023年2月國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)、國(guó)家能源局發(fā)布的《新型儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》中，包含了205項(xiàng)新型儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)。從安全標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，目前已出臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)，主要集中于儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)、儲(chǔ)能技術(shù)選型、火災(zāi)預(yù)警與消防等方面。

盡管目前的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)在一定程度上提高了儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展的安全水平，但從目前已出臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范來(lái)看，系統(tǒng)級(jí)安全風(fēng)險(xiǎn)管理規(guī)范仍顯不足。儲(chǔ)能系統(tǒng)集成，涉及多種設(shè)備以及供貨方，儲(chǔ)能事故的成因分析，也已讓行業(yè)充分認(rèn)識(shí)到“鋰電芯安全不等于系統(tǒng)安全”。行業(yè)亟需包含從電芯選型到電池管理、電氣安全、系統(tǒng)消防安全、施工安全以及運(yùn)維安全在內(nèi)全棧式安全規(guī)范出臺(tái)。

儲(chǔ)能行業(yè)高速發(fā)展 安全問(wèn)題不容忽視

儲(chǔ)能與電力市場(chǎng)的項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)，2022年全年中國(guó)新增建成并網(wǎng)的儲(chǔ)能項(xiàng)目總規(guī)模達(dá)7.762GW/16.381GWh，較2021年，實(shí)現(xiàn)了近245%的增長(zhǎng)（按容量規(guī)模比較），涉及近300個(gè)源、網(wǎng)、荷側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目。

2023年，迅猛發(fā)展的勢(shì)頭延續(xù)。僅2023上半年，中國(guó)新增并網(wǎng)儲(chǔ)能項(xiàng)目總規(guī)模就已達(dá)到7.59GW/15.59GWh，規(guī)模直逼2022全年并網(wǎng)總規(guī)模，涉及儲(chǔ)能項(xiàng)目近200個(gè)。

隨著投運(yùn)項(xiàng)目數(shù)量的快速增加，儲(chǔ)能事故出現(xiàn)的次數(shù)也在逐漸增加。儲(chǔ)能與電力市場(chǎng)跟蹤的近70個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目事故顯示，近兩年發(fā)生的事故數(shù)量占比超過(guò)了50%。

在項(xiàng)目數(shù)量不斷增加的同時(shí)，我國(guó)的儲(chǔ)能項(xiàng)目單體規(guī)模也呈不斷增大之勢(shì)。一方面多個(gè)200MW/400MWh單體項(xiàng)目投運(yùn)，另一方面規(guī)劃的單體項(xiàng)目正在由百M(fèi)Wh級(jí)向GWh級(jí)快速邁進(jìn)。

2022年已啟動(dòng)前期工作的、單體規(guī)模達(dá)GWh級(jí)的儲(chǔ)能項(xiàng)目已達(dá)11個(gè)。2023年，GWh項(xiàng)目仍在推進(jìn)。如近日，山東濱州北海700MW/1400MWh獨(dú)立共享儲(chǔ)能項(xiàng)目公示EPC中標(biāo)候選人，河北張口察北管理區(qū)（300MW/1.2GWh）電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立儲(chǔ)能電站項(xiàng)目開(kāi)啟EPC招標(biāo)。

鋰電池儲(chǔ)能項(xiàng)目高速發(fā)展、單體規(guī)模快速提升，給行業(yè)帶來(lái)的前所未有的安全隱患及管理壓力不言而喻，安全問(wèn)題不容忽視。

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)正在建立 亟需系統(tǒng)及安全規(guī)范出臺(tái)

2014年，由中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)籌建及進(jìn)行業(yè)務(wù)指導(dǎo)，我國(guó)成立了全國(guó)電力儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/C550，對(duì)口IEC TC120)。相對(duì)于歐美國(guó)家，我國(guó)儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)化工作雖起步較晚，但進(jìn)展較快，目前已在關(guān)鍵部件的性能（如電池、電池管理系統(tǒng)、儲(chǔ)能變流器等）、關(guān)鍵零部件的檢測(cè)、儲(chǔ)能電站的設(shè)計(jì)、儲(chǔ)能電站的運(yùn)維、安全和消防、以及并網(wǎng)調(diào)度等方面，出臺(tái)了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

在儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面，目前主要依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)為GB51048-2014，《電化學(xué)儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)規(guī)范》，涵蓋了站址選擇、接入系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、建筑、消防等多方面的內(nèi)容。在儲(chǔ)能系統(tǒng)方面，針對(duì)不同的組成部分，制定了相關(guān)的設(shè)備選型、配置等通用性要求。該標(biāo)準(zhǔn)目前正在修訂。

2023年7月1日開(kāi)始正式實(shí)施的GB/T 42288-2022，《電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全規(guī)程》，從消防安全的角度考慮，規(guī)定了消防最小保護(hù)單元為電池模塊級(jí)別，這是近期影響最大的儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的安全規(guī)定。

我國(guó)已出臺(tái)的部分與儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安全規(guī)范相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)如下：

從目前的標(biāo)準(zhǔn)情況來(lái)看，顯然盡管我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)體系正在完善，但針對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及安全規(guī)范，仍大部分停留在針對(duì)各系統(tǒng)組成部件自身安全的標(biāo)準(zhǔn)上，“各自為戰(zhàn)”的勢(shì)態(tài)較為明顯。單維度考慮安全設(shè)計(jì)，缺乏系統(tǒng)安全協(xié)同，不利于儲(chǔ)能系統(tǒng)安全建設(shè)的提升。

另外，新型儲(chǔ)能電站涉及大量設(shè)備供應(yīng)方，集成環(huán)節(jié)多，問(wèn)題定位不明確等多因素綜合，容易形成問(wèn)題黑盒子。當(dāng)安全責(zé)任事故出現(xiàn)后，存在源頭定位難、責(zé)任主體劃分不清等問(wèn)題。

行業(yè)亟需能涵蓋儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安全防護(hù)、電站建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)在內(nèi)的“全棧式”安全管理規(guī)范，保證儲(chǔ)能安全穩(wěn)定運(yùn)行。

儲(chǔ)能全棧式安全規(guī)范 鑄就行業(yè)發(fā)展基石

面對(duì)新型儲(chǔ)能系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展的痛點(diǎn)與挑戰(zhàn)，11月1日，廈門科華數(shù)能科技有限公司在SNEC儲(chǔ)能展2023上重磅推出《科華數(shù)能新型儲(chǔ)能系統(tǒng)全棧式高安全管控技術(shù)白皮書(shū)》。

科華數(shù)能結(jié)合自身長(zhǎng)期在儲(chǔ)能應(yīng)用領(lǐng)域積累的安全管控技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，從新型儲(chǔ)能系統(tǒng)全鏈路安全管控設(shè)計(jì)理念出發(fā)，“白皮書(shū)”對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)安全需要關(guān)注的各方面進(jìn)行充分論述，展示了科華數(shù)能在儲(chǔ)能電站復(fù)雜場(chǎng)景下，應(yīng)對(duì)安全管控挑戰(zhàn)的思考，詳細(xì)介紹了科華數(shù)能已建立的包括從電芯選型到電池管理電氣安全、系統(tǒng)消防安全、施工安全以及運(yùn)維安全在內(nèi)的全棧式高安全管控技術(shù)。

全方位理電模組安全管控技術(shù)，通過(guò)結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)、電氣安全設(shè)計(jì)、消防安全設(shè)計(jì)、熱管控安全設(shè)計(jì)、復(fù)合型云母片隔熱設(shè)計(jì)，構(gòu)建電池模塊多維度安全保障；

BMS協(xié)同安全管控技術(shù)，通過(guò)電芯內(nèi)短路檢測(cè)技術(shù)、3S*聯(lián)動(dòng)故障保護(hù)、BMS消防聯(lián)動(dòng)，充分發(fā)揮BMS在安全管控方面的作用；

多維度電氣安全管控技術(shù)，通過(guò)直流短路保護(hù)技術(shù)、高穿過(guò)程電池安全保護(hù)技術(shù)、PCS過(guò)載/短路保護(hù)技術(shù)、三重絕緣檢測(cè)與漏電流保護(hù)設(shè)計(jì)，確保儲(chǔ)能系統(tǒng)電氣安全；

站級(jí)消防及安全技術(shù)，通過(guò)規(guī)范化場(chǎng)站布局安全設(shè)計(jì)、消防安全及給排水布置、消防監(jiān)視與控制系統(tǒng)，確保儲(chǔ)能系統(tǒng)場(chǎng)站與消防安全行之有效；

智能化運(yùn)維技術(shù)，通過(guò)核心器件健康狀態(tài)監(jiān)控、計(jì)劃性智能運(yùn)維、電池智能化控制，將儲(chǔ)能電站的人工運(yùn)維升級(jí)為智能運(yùn)維、提前預(yù)警的一體化設(shè)計(jì)。

從實(shí)際項(xiàng)目的實(shí)施來(lái)看，目前電站安全管控投入不超過(guò)電站建設(shè)投資成本的3%~5%，相較于數(shù)億元的電站初始投資，儲(chǔ)能系統(tǒng)安全管控對(duì)客戶而言，顯然具備典型的低投入高回報(bào)特性，同時(shí)也是保障客戶投資持續(xù)獲得收益的重要基礎(chǔ)。

科華數(shù)能新型儲(chǔ)能系統(tǒng)全棧式高安全管控技術(shù)，是從電芯、模塊、電池簇、PCS、系統(tǒng)、施工、消防、運(yùn)維等方面進(jìn)行全面安全設(shè)計(jì)考量的高安全管控系統(tǒng)方案，將安全設(shè)計(jì)理念融入到系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，且可在全生命周期內(nèi)進(jìn)一步降低安全管控投資成本達(dá)30%以上。對(duì)電站系統(tǒng)持續(xù)的安全守衛(wèi)，可以為客戶延長(zhǎng)運(yùn)行生命周期10%以上。

通過(guò)對(duì)新型儲(chǔ)能系統(tǒng)高安全管控設(shè)計(jì)的持續(xù)研究，科華數(shù)能將與行業(yè)技術(shù)發(fā)展共同進(jìn)步，為實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能系統(tǒng)行業(yè)安全發(fā)展貢獻(xiàn)科華力量，以電力儲(chǔ)能健康發(fā)展驅(qū)動(dòng)低碳數(shù)字未來(lái)，讓綠色電能惠及全人類。

該《白皮書(shū)》已在“科華數(shù)能”官方公眾號(hào)-資料中心-電子書(shū)架上線，歡迎免費(fèi)下載查閱。