中國儲能網(wǎng)訊：日前，德國發(fā)生一起儲能事故，導(dǎo)致居民建筑坍塌，成為近幾年最“炸裂”的儲能安全事故案例。
在裝機(jī)量高速增長趨勢下，儲能安全問題從未離開業(yè)內(nèi)視線并日益凸顯。隨著事故發(fā)生率逐年提高，儲能對安全防控技術(shù)需求也在與時俱進(jìn)。
安全斷層，急需打通聯(lián)動機(jī)制
當(dāng)前，伴隨儲能市場的高速增長，國內(nèi)外的儲能安全標(biāo)準(zhǔn)或政策越來越多，包括從儲能設(shè)備生產(chǎn)、到電站的運(yùn)維等各層面，都有針對性地提出一些儲能安全防控的相關(guān)規(guī)則或技術(shù)要求。不過，科華數(shù)能技術(shù)中心總經(jīng)理曾春保表示，目前已有的這些標(biāo)準(zhǔn)文件還是偏單一環(huán)節(jié)的。“目前儲能行業(yè)蓬勃發(fā)展，但部分標(biāo)準(zhǔn)要求滯后行業(yè)的發(fā)展速度和需求?！彼硎荆瑯I(yè)內(nèi)缺少各環(huán)節(jié)協(xié)同聯(lián)動的保護(hù)機(jī)制，一旦發(fā)生問題將會出現(xiàn)責(zé)任主體劃分不清的情況。另外，業(yè)內(nèi)對儲能安全也存在認(rèn)知誤區(qū)：重鋰電池本體安全管控而輕系統(tǒng)，并默認(rèn)這種方式可以滿足安全防護(hù)需求。
為疏通儲能安全防控的合環(huán)節(jié)堵點(diǎn)，11月1日，科華數(shù)能在業(yè)內(nèi)首次隆重發(fā)布《新型儲能系統(tǒng)全棧式高安全管控技術(shù)白皮書》?；谪S富的工程項目經(jīng)驗，科華數(shù)能以儲能系統(tǒng)集成設(shè)計角度出發(fā)，展示了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)手段。如此完整的解讀在業(yè)內(nèi)尚屬首次，因而也成為業(yè)內(nèi)參考的教科書級范本。
降本更需安全技術(shù)加持
近日，國家電投一則儲能設(shè)備采購開標(biāo)，儲能系統(tǒng)報價最低至0.644元/Wh，業(yè)內(nèi)直呼“太卷”。內(nèi)卷的主因來源于碳酸鋰價格的下降，但電池環(huán)節(jié)的擴(kuò)產(chǎn)潮更是對整個系統(tǒng)價格的下降帶來了推波助瀾的加持。
當(dāng)碳酸鋰價格風(fēng)光不在，首先受益的就是電池企業(yè)。以電芯企業(yè)官宣進(jìn)入0.5元/Wh時代為標(biāo)志，電芯的持續(xù)降價直接刺激了儲能系統(tǒng)、儲能項目EPC單價的持續(xù)下降。尤其以電池為主營業(yè)務(wù)的儲能系統(tǒng)集成商，明顯更具系統(tǒng)成本優(yōu)勢，因而也成為行業(yè)價格內(nèi)卷的主要推手。
但以電池生產(chǎn)制造為主的集成商，在儲能系統(tǒng)集成方面，并沒有豐富的電力領(lǐng)域技術(shù)和經(jīng)驗，尤其對于儲能參與輔助服務(wù)和未來的電力交易等缺乏充分的認(rèn)知。這種天然的業(yè)務(wù)認(rèn)知短板在價格內(nèi)卷下，其安全隱患更加突出。因此，通過更嚴(yán)格的選型把關(guān)電芯質(zhì)量，這也成為更多資深儲能系統(tǒng)集成商的優(yōu)勢。
此次科華數(shù)能發(fā)布的《白皮書》指出，在電芯選型及電池模塊設(shè)計上，可以通過采用結(jié)構(gòu)、電氣、消防、熱管控等多維度安全設(shè)計，預(yù)防電芯漏液、電池組之間短路風(fēng)險，從而提升電池壽命，保證電芯環(huán)節(jié)的安全。而且科華數(shù)能獨(dú)特的BMS協(xié)同安全管控技術(shù)，可以實現(xiàn)BMS、EMS、PCS聯(lián)動故障保護(hù)，并通過算法判斷電池簇內(nèi)可能存在內(nèi)短路的風(fēng)險，及時切斷異常、防止事態(tài)蔓延引發(fā)安全事故。
而在電力電子方面，科華數(shù)能更以先進(jìn)的直流短路保護(hù)、高穿過程電池安全保護(hù)、PCS過載/短路保護(hù)、三重絕緣檢測與漏電流保護(hù)等技術(shù)，可有效解決直并電池簇均流問題、木桶效應(yīng)以及限制簇級短路故障，隔絕電網(wǎng)高穿對儲能系統(tǒng)的影響，實現(xiàn)PCS過載保護(hù)和輸出短路保護(hù)，從而確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全。
當(dāng)下為了進(jìn)一步控制成本，儲能電芯正在向大容量發(fā)展，這也推動了儲能系統(tǒng)集成設(shè)計方案的調(diào)整，更高容量的儲能系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)?！暗歉噙€是需要依靠集成技術(shù)的創(chuàng)新?！痹罕Ｖ赋?，單體儲能系統(tǒng)容量的增大，其實給儲能熱管理、BMS電池管理、以及安全性管理等帶來比較大的挑戰(zhàn)，技術(shù)創(chuàng)新才能保證系統(tǒng)設(shè)計方案真正達(dá)到降本的目的。
系統(tǒng)集成水平、項目運(yùn)維能力亟待加強(qiáng)
當(dāng)下儲能市場的全面爆發(fā)，吸引了相當(dāng)多的新企業(yè)入局。尤其以今年爆火的工商業(yè)儲能市場來看，無論是投資方還是設(shè)備供應(yīng)商，市場參與者更多、其背景、技術(shù)實力參差不齊。在部分企業(yè)看來，工商業(yè)儲能只需執(zhí)行固定充放電、滿足削峰填谷賺電價差的設(shè)定，但實際上“技術(shù)門檻”并不低。
據(jù)曾春保介紹，以科華為客戶提供UPS解決方案的經(jīng)驗來看，工商業(yè)儲能客戶要求設(shè)備具有離并網(wǎng)切換功能，意味著需要增加一套裝置，對電力負(fù)載進(jìn)行檢測，還要實現(xiàn)快速切換?！斑@既考驗設(shè)備的檢測水平，而且對切換時間、帶載能力等也有更精細(xì)的要求，一般企業(yè)難以達(dá)到所需指標(biāo)。”
曾春保同時也強(qiáng)調(diào)，企業(yè)對儲能系統(tǒng)的理解不同、對應(yīng)用場景的需求理解也不同，而且工程應(yīng)用經(jīng)驗的積累不同，最終會導(dǎo)致企業(yè)在產(chǎn)品定位、產(chǎn)品設(shè)計時，理念發(fā)生變化，繼而會產(chǎn)生更大的實力差距。未充分考量到的風(fēng)險，意味著產(chǎn)品后期運(yùn)行可能有異?；蚋鼑?yán)重的事故發(fā)生。
今年5月，科華數(shù)能發(fā)布了S3-EStore工商業(yè)液冷儲能系統(tǒng)，曾春保表示：這款產(chǎn)品的設(shè)計特點(diǎn)首先就是安全性，一大亮點(diǎn)就是主動安全。其次是模塊化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，以實現(xiàn)快速交付。場內(nèi)完成完整的系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、保證整個交付周期縮短30%以上。
而在大儲領(lǐng)域，科華數(shù)能此前發(fā)布的S3液冷儲能系統(tǒng)為例，產(chǎn)品覆蓋0.25C、0.5C、1C等不同充放電倍率的應(yīng)用場景，在不到2年的時間內(nèi)，產(chǎn)品已經(jīng)得到行業(yè)的廣泛認(rèn)可，而且科華的儲能產(chǎn)品設(shè)計能力和安全防護(hù)能力也在后期項目的運(yùn)營中得到了充分驗證。
此外，儲能系統(tǒng)中各零部件的匹配性、整體協(xié)調(diào)性不僅會影響儲能系統(tǒng)運(yùn)行效率，也會帶來不同程度的安全隱患。每一個零部件都關(guān)乎后期項目運(yùn)行效果、甚至是決定著企業(yè)或行業(yè)的成長空間，這也是全棧式安全管控的意義所在。
針對整體儲能電站的消防安全，科華數(shù)能獨(dú)有的三級消防技術(shù)，實現(xiàn)模塊級與系統(tǒng)級滅火聯(lián)動，能夠在極早期監(jiān)控預(yù)警，有效預(yù)防及滅火。在項目設(shè)備進(jìn)場前，科華數(shù)能結(jié)合百兆瓦級儲能電站建設(shè)經(jīng)驗，總結(jié)《儲能電站布局指導(dǎo)建議技術(shù)說明書》，可以針對場站布局安全做最后的保障。
依托大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，科華數(shù)能將儲能電站的人工運(yùn)維升級為智能運(yùn)維、提前預(yù)警的一體化設(shè)計，實現(xiàn)核心器件健康狀態(tài)監(jiān)控、計劃性智能運(yùn)維、電池智能化控制等功能，多維度實現(xiàn)儲能系統(tǒng)整體安全性保障。
在白皮書發(fā)布會現(xiàn)場，科華數(shù)能解決方案總監(jiān)馮曉濱指出，全棧式安全管控可以有效提升儲能安全性、但并未絕對的0安全事故，其核心目標(biāo)是將年事故發(fā)生概率降至0.5%、0.3%、0.1%，同時將直接間接損失降低在可控范圍內(nèi)；最終實現(xiàn)在儲能的全生命周期內(nèi)，降低安全管控投資成本的30%以上，將運(yùn)行生命周期延長10%以上。
基于30多年的電力電子技術(shù)領(lǐng)域經(jīng)驗，科華數(shù)能對充放電、電能轉(zhuǎn)換有著深刻的理解；與此同時，以往的UPS備用電源業(yè)務(wù)，也令科華數(shù)能深刻理解電化學(xué)電池的運(yùn)行原理和特點(diǎn)；再結(jié)合在過去各類儲能業(yè)績中，科華積累的對電力系統(tǒng)和并網(wǎng)技術(shù)的理解，最終構(gòu)建成了其多場景的競爭實力。
目前其液冷儲能系統(tǒng)產(chǎn)品已經(jīng)在寧夏、貴州、新疆、廣東等等多地已經(jīng)基本通過工程驗證，相關(guān)項目經(jīng)驗案例也在反哺其儲能系統(tǒng)集成設(shè)計能力?？迫A數(shù)能希望將此共享為業(yè)內(nèi)合作伙伴，共同尋求儲能安全穩(wěn)定效運(yùn)行之路徑，共同推動儲能行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展！
