电化学储能纳入安全监测 储能安全升级引领行业高质量发展

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储能技术作为能源领域的重要创新,为电力系统的稳定运行和可再生能源的大规模集成提供了关键支持。数据显示,截至2022年底,全国已投运新型储能项目装机规模达870万千瓦,平均储能时长约2.1小时,比2021年底增长110%以上。分省域来看,截至2022年底,山东、宁夏、广东、湖南、内蒙古5个省份累计装机规模排名前5。

 

 

然而,储能中存在一系列安全问题,如火灾风险、热失控、材料老化等。近年来,国际、国内电力储能、动力储能安全事故频发,全球累计报告储能事故超过80起,仅2022年就已经发生了17起以上的储能着火事故,已严重影响产业整体品牌及市场信心。

 

日前,国家能源局综合司发布《关于加强发电侧电网侧电化学储能电站安全运行风险监测的通知》(国能综通安全〔2023〕131号)。其中提出,电力企业应对本企业投资、运维的电化学储能电站电池组、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、储能变流器(PCS)、消防系统、网络安全、运行环境以及其他重要电气设备运行安全状态实施监测和管理,定期分析安全运行情况,强化运行风险预警与应急处置,对存在安全隐患的设备及系统,应能够及时预警并采取有效措施消除隐患。各电力企业应于2024年12月31日前完成本企业监测能力建设,2025年以后新建及存量电化学储能电站应全部纳入监测范围。

 

 

发电侧储能也可以称为电源侧储能、供电侧储能,主要是建在各个火电厂、风电场、光伏电站,是各种类型的发电厂用来促进电力系统安全平稳运行的配套设施,主要包括以抽水蓄能为主的传统储能和以电化学储能为代表的新型储能。

 

当前我国发电侧储能从用途上看主要有两类。第一类是火电配储能。即通过火电+储能联合调频的方式,发挥储能快速响应优势,从技术上提升火电机组响应速度,提高火电对电力系统的响应能力。火电配电化学储能在我国已有广泛应用,山西、广东、内蒙古、河北等地都有发电侧火储联合调频项目。

 

第二类是新能源配储能。相比火电,风电和光伏的间歇性和波动性很大:光伏发电高峰集中在白天,无法直接匹配傍晚和夜间用电需求高峰;风电发电高峰在一日内很不稳定, 且存在季节性差异;电化学储能作为新能源的“稳定器”,能够平抑波动,不仅可以提高能源在当地的消纳能力,也可以辅助新能源的异地消纳。

 

电网侧储能是指电力系统中能接受电力调度机构统一调度、响应电网灵活性需求、能发挥全局性、系统性作用的储能资源,这一定义下,储能项目建设位置不受限制,投资建设主体具有多样性。

 

应用主要包括调峰、调频、备用电源等电力辅助服务和独立储能等创新服务,服务提供方主要有发电企业、电网公司、参与市场化交易的电力用户、储能企业等,目的是维护电力系统安全稳定、保证电能质量等。

 

 

电化学储能的安全问题,主要来自于电池内部热量积蓄导致的热失控引起的火灾、爆炸等安全事故,因此,监控、感知电池的技术非常重要,而其中的核心部件,就是传感器。

 

通过传感器技术,根据热失控特性,设定预警阈值,将环境温湿度、一氧化碳、二氧化碳、氢气、烟雾、VOCs等气体浓度及火焰等多种特征参数进行耦合,当某一指标达到预警值,触发系统警报,防止热失控进一步扩散,造成不可挽回的后果。

 

当然,除了锂离子电池内/外部电池单体内部温度、压力和气体浓度、种类等传感技术外,还包括传感器信息实时采集、传输、自动分析、主动预警等传感系统技术。利用多传感器融合技术实现储能安全系统化、精细化的管控,建立储能系统的多重安全防护屏障,正是大势所趋。

 

碳中和背景下储能政策支持力度加大,随着技术的不断创新和进步,储能产业将迎来更多的发展基于和更广阔的市场前景。

2023年12月5日
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来源:元一能源