9月10-11日，由中国化学与物理电源行业协会、南方科技大学碳中和能源研究院、南方电网能源发展研究院联合100余家机构共同支持的碳中和能源高峰论坛暨第三届中国国际新型储能技术及工程应用大会在深圳召开。此次大会主题是“绿色、经济、安全、发展”。

来自行业主管机构、国内外驻华机构、科研单位、电网企业、发电企业、系统集成商、金融机构等不同领域的600余家产业链企业，1317位嘉宾参加了本届大会。

10日下午，国网浙江省电力有限公司电力科学研究院储能技术中心高级工程师陈凌宇受邀在“储能安全与系统集成专场”分享了主题报告，主题为《新型储能技术安全管理要求及提升性分析》。

陈凌宇：大家好，我是来自国网浙江电科院储能中心的陈凌宇，我主要负责电网的储能相关技术研究，今天想要做的汇报主题是新型储能应用安全管理要求及技术提升性分析，主要从电网公司的安全管理角度和储能技术的安全角度，对安全做一个解析，主要以锂离子电池为主。

从锂离子储能系统的基本结构、电池系统的组成来看，锂电池的本质安全原因，就是锂电池本身存在一定的不一致性，包括容量不一致、内阻止部分一致、自放电率不一致、老化曲线不一致、温度的影响等等。

最主要的安全问题就是热失控的行为，以磷酸铁锂来说，热失控温度在500度以上，三元锂低于300度，这是我们市面上电化学储能比较倾向于磷酸铁锂的重要原因。热失控的行为比较关键的环节就是SEI膜的分解，导致电解液在电极表面的大量分解放热，造成电池温度升高，从而引发热失控。热失控早期和发生阶段会产生不同的气体，包括一氧化碳、烷烃及挥发性有机气体，这些可燃气体是造成储能电站发生燃爆事故的关键因素。

近年也发生了一些储能事故，如2021年4月16日，北京大红门储能电站发现了燃爆事件，造成了三名人员的死亡。大红门事件就是可燃气体的聚集引起的燃爆事件。还有特斯拉的储能电站，液冷系统的泄露，导致电池模块产生电弧，这也是热失控爆炸的直接诱因。

从储能事故上看，很重要一点就是在储能电池的集成上，存在环流、过充、内短路现象，对电池安全造成重要的影响。除此以外，在整个过程中会引起可燃气体的复燃，这也是安全管控过程中比较重视的环节。

从这些问题看来，我们分析当前储能安全的几个主要因素，标准体系和安全管理整个环节存在短板，还有消防应急手段不足，这是目前存量储能电站存在的共性问题。当然，在这几年发展过程中，体系和技术路线上都在提升。

我们针对现在面临的问题，也采取一些措施，其中一部分就是针对电网储能电站新增了《变电站电化学储能装置投运验收技术规范》，我们后来会按照这个标准来验收和实施，该标准的制定响应了国家的政策号召，同时也是因为整个生产工艺和技术都在提升，不断地要求我们把更高的标准对储能电站进行要求。其中一个很重要的管理环节就是要求明确有型式试验报告和抽检报告，能够满足经营规范和标准。其次是储能电池管理系统，早期的产品相对来说比较简单，现在大家对这个环节比较重视，要求有相对精准高效的保护，和及时准确的故障诊断，对电池的热失控和安全防护形成比较有效的手段，提高储能的安全水平。其中非常重要的就是温度采集，包括采集点的分布，保护的温度，以及温升速率。

在电站消防上，我们在标准规范里面也明确了选址、防火间距、消防联动、通风系统、消防给水、灭火系统等等，有详细的要求。举例来说，消防联动功能要求可燃气体探测器跟通风、空调等有明确的联动以及相关的反应逻辑，避免可燃性聚集和燃爆的风险发生。因为气体的密度不同，也明确了排风口的位置以及排风口的要求必须要防爆性。同时，能源局发布《防止电力生产事故的二十五项重点要求》里面提出，要求有固定的灭火系统，以及要满足扑灭电池明火不复燃的要求，而且消防系统要经过相应资质的机构实施模块级电池实体火灾模拟试验验证。

在国网公司内部管理上，安监专业线上也提出了安全隐患排查的标准，这个标准里头涉及到电化学储能的有14条隐患，其中第一条属于重大隐患——消防设施未按规定配置正常运行。对此，我们对存量储能电站做了排查，主要是存在可燃气探测器联动功能以及防爆泄压的设计，明确了整改方案，对存量储能电站做了整改和提升。

第二个隐患，主要涉及到封堵和防火间距的问题，北京大红门事件也是因为封堵不严密，导致可燃气体流通，造成可燃气燃爆，故对整个储能电站做了封堵提升。在防火间距上也明确最新的设计标准是要求长边端3米，短边端4米，同时要求防火墙的高度要超出外扩1米。

第三个重大隐患就是联动功能，这个包括在消防设计里头，我们也对这个功能做了功能改造和提升。

第四个是在储能电池单体级温度采集布点方面，我们通过多方调研明确了单体级温度采集对存量站整改具有较大的难度，因此主要针对新增的储能电站，明确了这块的提升要求，而温升速率的提升已经通过BMS软件升级来实现。

第五是涉及到选址的问题，在整改过程中通过防火墙等提升性防护举措实现安全隐患的有效隔离，对于改造难度较大的站点，只能实施关停的措施。

第六个隐患针对电池系统回路未配置直流断路器、隔离开关等开断、保护设备，电池簇未设置簇级断电器等情况，按照要求增配直流断路器。

  第七个隐患是相关检测资质，这个我们早期在投运的时候就做了要求。

  第八个隐患是BMS的过压、欠压、绝缘、过温的保护功能，大多数早期的BMS以及EMS都有具备这块功能。

  第十个隐患是电池未取得储能电池有效型式试验报告和抽检报告。国家在对检测资质和相关检测报告上有提出非常明确的要求，后续在入网的时候将会对这一块把控更严格。

  第十四条是我们目前遇到的比较棘手的问题，因为消防备案在各省份地市的应急管理部对这块的决策、手段、应对措施不是非常明确，而且不统一，所以很多地方涉及到项目没有办法备案，所以我们只能采取纳入消防重点保护单位的措施来完成管理的闭环。

  第四部分，浙江电科院具备专业成熟的储能团队，在科研上有较深的积累和提升，并且应用到储能电站的实际运行中去。

  一是储能电池的安全管理技术，第一个技术就是数字化储能，通过高频电力电子与电池耦合的柔性架构，通过基于可重构电池模组网络的开关设计，实现融合电池在线电压检测的电池均衡与安全管控技术。简单来说，就是通过DESS，用软件定义电池网络拓扑可动态重构的分布式数字储能装置，实现电池能量流和信息流同频离散化处理，使电池管控颗粒度从传统电池簇级别细化为电池内部的能量片，使得能量流和信息流深度匹配融合，也就是我们把硬件上的储能电池能量转化成数字上的能量流，对它做一个集中的管控。

  第二个技术是早期预警技术，也是集成在现在用的内部管控大数据平台上，通过热滥用、电滥用、机械滥用等三方面，提取关键的特征参数，建立热失控预警机制，做到防范于未然。主要从温度采集、温升速率监测、电池运行状态评估、可燃气监测等方面，实现热失控早期预警。早期预警完以后，对结果重新发布于管理提升上，比如优化电池的材料和结构设计，增强电池环境、温度管控能力，以及提升可燃气监测及联动通风系统，结合云边协同系统，能够实现整个储能电站的综合评估和故障预警。技术创新点主要集中在将局部异常因子引入电池储能系统的渐边性故障诊断分析，提出了不同的局部异常因子方法的输入数据生成算法，首次将阈值自适应机制引入局部异常因子方法。

  第三个技术是安全诊断技术，基于气体探测的早期预警，通过不同的故障类型，分析它的气体类型，对它进行定量定性分析。基于内置和外置的感知技术，这是外置的探测传感技术，这是项目内置的传感器技术，形成了基于数据的电池状态评估。举个例子，将锂电池的顶盖与气体传感器形成一体化的无损植入方法。

  以上就是我们对储能安全做的工作，在安全和管理上做的工作、经验和措施。希望能给大家带来一些启发，一起促进储能行业安全有效快速的发展。

  以上是我的报告，谢谢大家！

原标题：国网浙江电科院陈凌宇：新型储能技术安全管理要求及提升性分析