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1、诚 信进 取创 新协 同电力储能风险管控及过程安全管理张光青 2022年9月8日CONTENT目目 录录01电力储能安全风险电力储能风险管控及过程安全管理02电力储能安全风险Part 01典型事故案例储能产业各环节的主要安全风险01 01 典型电站典型电站事故案例事故案例-北京北京4.164.16储能电站事故储能电站事故2021年4月大红门西马厂甲14号院内储能电站起火(南楼)并爆炸(北楼16日中午,北京市丰台区南四环永外),在事故救援过程中导致2名消防员牺牲,电站内1名员工失联。p 直接原因:系南楼西电池间内的磷酸铁锂电池发生内短路故障,引发电池热失控起火并扩散,事故产生的易燃易爆组分通过电
2、缆沟进入北楼储能室并扩散,与空气混合形成爆炸性气体,遇电气火花发生爆炸。p 间接原因:相关企业未落实主体责任;多次发生事故未排除仍继续运行;电缆沟未有效封堵;未按照场所实际风险制定事故应急处置预案;有关单位研究部署、监督落实安全监督检查工作不够;安全问题研究不深;对事发项目建设运营维护过程风险失察失管。亚利桑那州公用事业服务公司(APS)发布“McMicken Battery Energy Storage System Event Technical Analysis and Recommendations”,发生此次严重事故的原因主要是以下几个方面:热失控起火:电池单体内部故障引发热失控灭火
3、不成功:项目只采用了洁净气体灭火剂,通常适用于火灾初期,并不能防止或抑制锂离子电池系统的级联热失控热失控扩散:电池单体之间缺乏足够的隔热层保护导致级联热失控电池热失控产生易燃气体+密闭空间增加的灭火气体导致压力增大打开箱体发生爆炸:项目只采用了洁净气体灭火剂,通常适用于火灾初期,并不能防止或抑制锂离子电池系统的级联热失控;气体灭火需要密闭空间;可燃气体达到一定浓度会爆炸应急响应计划缺失:没有灭火、通风和进入程序2019年4月19日APS McMicken电池储能项目火灾爆炸事故,造成4名消防员受到化学物质、烫伤等伤害02 02 典型电站典型电站事故案例事故案例-美国美国APSAPS储能电站事故
4、储能电站事故03 03 典型电站典型电站故障故障分析分析-澳大利亚澳大利亚“维多利亚大电池维多利亚大电池”储能项目事故储能项目事故2021年7月30日,采用特斯拉MegaPack系统的澳大利亚“维多利亚大电池”储能项目发生火灾,灾情发生4天后,大火已明显消退,但仍未得到有效控制。地址:澳大利亚的Moorabool;容量:300MW/450MWh(澳大利亚最大的电池储能项目)状态:刚注册成功,正处于测试阶段,尚未正式投入使用。p 主要原因:澳大利亚储能电站事故最可能的根本原因是冷却系统内的泄漏导致短路,从而导致电子元件起火,引发热失控,进而引发相邻电池舱起火p 其它原因:起火的Pack被切换到离
5、线模式,导致预警保护策略失效,控制设备无法接收警报。储能安全风险管理p 识别风险,评估其可能性及后果严重程度p 采取管控措施,使装置/单元/系统/项目的风险程度适中处于可接受水平-安全储能潜在安全风险储能潜在安全风险电击危险电击危险高温危险高温危险机械危险机械危险噪声危险噪声危险火灾危险火灾危险爆炸危险爆炸危险液体危险液体危险化学危险化学危险储能安全风险来源1、关键设备选型2、系统集成3、电站设计4、电站施工、安装和调试5、电站运行维护1、电池安全设计亟待提升,厂家数量爆发式增多,设计水平不一;存在未严格按照标准和规则进行认证的电池、PCS、BMS等核心设备流入市场、安全性能不达标;未严格执行
6、质量管理要求导致不良品进入项目现场;新技术、新产品缺乏相关标准规范指导;2、储能系统集成标准不完善,系统产品质量高低取决于集成商水平及采购方要求;部分集成商缺乏完善的质量监管体系及产品质量信息追溯能力;不同形式的储能系统火灾特性、新型灭火系统效果研究不足,系统整体消防有效性缺乏验证;3、电站设计标准修订中,现有标准对电站安全设计要求不足;部分设计单位对储能特性了解不够,设备选型无法满足整体设计目标、安全设计高度依赖集成商提供信息或其它类型电站安全设计要求;4、电站施工、安装、调试过程缺乏必要的安全管理及作业规范,过程中出现的施工错误、操作不当及安全隐患及质量问题排除不及时;5、运维技术能力良莠
7、不齐、安全保障能力不足;储能设施及灭火系统维护保养、有效使用管理不到位;部分监测误差大、管控滞后甚至失效造成电池滥用及非正常老化;部分电站应急处置能力不足(应急预案、处置方案、装备、消防联动、操作和流程熟练程度)。Part 02电力储能风险管控及过程安全管理储能安全风险管控1、关键设备选型2、系统集成3、电站设计4、电站施工、安装和调试5、电站运行维护选择有资质和能力的认证机构认证的产品严格供应商准入对生产过程监造选择新技术新产品进行充分评价严格采购技术要求对系统集成商的质量保证能力进行要求和评价开展设计评估和制造过程监审;或选择通过认证的系统跟进标准进展,及时修改相关项目设计要求选择有经验有
8、资质的设计单位进行设计制定施工和调试过程安全管理规范并加强现场监督管理明确各部分工作安全主体责任、制定安全工作规程、明确安全管理责任人识别过程安全风险事件、制定管理、响应和处置措及时开展验收制定运维管理程序和作业指导加强人员培训与考核主动与管理部门联系开展消防验收、建立联动机制建立系统安全监测的机制与手段、定期确认储能用锂离子电池(单体、模块、簇)储能用铅酸蓄电池储能用阀控式密封胶体蓄电池储能用锂离子电池管理系统(BMS)GB/T 36276-2018 电力储能用锂离子电池GB/T 22473-2008 储能用铅酸蓄电池CGC/GF045-2015 储能阀控式密封胶体蓄电池技术规范GB/T 3
9、4131-2017 电化学储能电站用锂离子电池管理系统技术规范CGC/GF176 2020A 电化学储能系统用电池管理系统补充技术要求设备质量风险管控措施1-产品认证电池储能系统用连接器电池储能系统用连接线缆储能变流器(PCS)储能能量管理系统CGC/GF160-2020 电池储能系统用连接器技术规范CGC/GF150-2019 电池储能系统用连接电缆技术规范GB/T 34120-2017 电化学储能系统储能变流器技术规范GB/T 34133-2017 储能变流器检测技术规程NBT 42090-2016 电化学储能电站监控系统技术规范产品名称认证依据标准+累计发放证书张储
10、能系统CGC/GF177:2020 箱式锂离子电池储能系统通用技术要求799认证目的:证明工厂具备批量生产满足标准要求的某一型号产品的能力锂离子电池认证部分合作企业关键设备认证情况合作企业锂电池单体锂电池模块锂电池簇宁德时代比亚迪阳光电源远景能源华为科陆上海派能天津力神双一力中航锂电中创新航特隆美亿纬锂电江苏海基瑞浦鹏辉昆宇福建巨电中天储能中宏科创合作企业锂电池单体锂电池模块锂电池簇赣锋锂电冠宇天能沃太许继科华安徽汉星江西通瑞法罗电力厦门海辰南瑞继保BMS、EMS-部分合作企业合作企业BMSEMS比亚迪阳光电源远景能源华为科陆杭州华塑沃太上海派能天津力神天津瑞能海博思创海南金盘国能信控杭州协能
11、合肥华思关键设备认证情况储能变流器认证部分合作企业关键设备认证情况设备质量管控措施2-设备监造关键设备 电池单体/模块/簇,PCS等分系统 电池系统 变流升压系统系统 系统目的:确保产品质量满足采购技术协议和标准要求;生产进度满足交期要求设备监造情况空调格栅磕碰螺钉漏装外门磕碰尺寸超差扭力标识漏打/错打门锁闭合不顺畅内部卫生/铁削等清理不干净烟温报警不响应u 使用的电池单体、BMS、电池簇与提供的型式试验报告和认证证书不一致,实际使用设备无认证u 电池舱通风排气设计与技术要求不符u 系统热仿真未考虑技术要求的上限温度,空调选型有风险u 预制舱中所用设备来料检/生产、出库、使用记录追溯性差;u
12、电池单体、模块、簇、BMS及PCS保护参数设置不协调等箱式锂离子电池储能系统认证1.设计评估2.型式试验3.制造能力评估4.获证后监督型式认证规则CGC-R46312:2020 储能产品认证实施规则 箱式锂离子电池储能系统型式认证标准CGC/GF177:2020箱式锂离子电池储能系统通用技术要求系统集成质量风险管控措施-系统认证或设计评估+制造过程监审箱式锂离子电池储能系统认证-规范聚焦安全通用要求电击危险防护高温危险防护机械危险防护火灾危险防护气体危险防护液体危险防护噪声危险防护自检保护热管理消防联动监控远程/本地控制自动对时应急供电系统集成质量风险管控措施-系统认证或设计评估+制造过程监审
13、箱式锂离子电池储能系统认证检查安全设计的充分性与设计准则的正确性01.设计准则评估检查系统是否按照设计假设条件、指定标准及其他技术要求来进行设计和记录02.设计评估提供必要的数据确认对安全关系重大的内容、电性能、功能、必要的附加测试验证,以及通过分析方法不能进行可靠评估的其他方面。03.型式试验基于最终评价结果颁发的证明文件06.型式认证证书提供参与型式认证各模块评估的所有执行机构结论的文档05.最终评估评估特定型号的产品是否按照符合设计评估时验证过的设计要求进行制造。04.制造能力评估具体工作内容系统集成质量风险管控措施-系统认证或设计评估+制造过程监审设计评估内容:设计准则、设计控制程序、
14、电池及电气系统设计、机械与结构设计、控制与保护设计、人员安全设计调试和FAT测试监审系统集成质量风险管控措施-系统认证或设计评估+制造过程监审主要确认实际生产设备与设计的一致性,与标准及相关技术要求的符合性,包括但不限于设备的制造质量确认,相关安全、控制、保护、基本电性能等的调试测试。主要包括以下方面的内容:调试方案确认 调试条件确认 调试前设备状态及安全检查监审 开关机操作流程 控制功能 保护功能 辅助系统功能 监控信息与功能 调试后硬件BOM 调试后软件版本 出厂测试见证(FAT)远景、天合、华为、阳光、联合动力、三一能源等企业储能系统认证或设计评估+制造过程监审进行中系统认证或设计评估+
15、制造过程监审开展情况储能电站建设过程监审(业主工程师)储能电站建设过程监审的主要内容包括电站现场施工、安装与设计方案及标准的符合性;电站现场安全管理及作业规范性等内容。序号建设过程监审项目监审重点内容1.电站设计-设计方案及评审结论-设计单位资质-设计方案与标准的符合性2、施工现场监审-施工方案及评审结论-施工方案与设计的符合性-施工过程安全管理规范-施工现场应急管理预案-现场施工与施工方案的符合性-施工单位及人员资质文件3、安装现场监审-储能系统吊装方案-储能系统安装方案-储能系统安装过程安全管理规范-储能系统安装过程现场应急管理预案-储能系统安装与安装方案的符合性-安装单位及人员资质文件4
16、、调试现场监审-储能系统联调方案-储能系统调试过程安全管理规范-能系统调试过程现场应急管理预案-调试单位及人员资质文件试运行验收测试储能电站运行期安全风险管控措施-验收测试、风险查勘、技术尽职调查储能电站运行期安全风险管控措施-验收测试、风险查勘、技术尽职调查并网验收序号主要测试项目1额定能量测试2额定功率能量转换效率测试3电网适应性频率适应性测试4电压适应性测试5电能质量适应性6功率控制测试有功功率调节能力测试7无功功率调节能力测试8功率因数调节能力测试9过载能力测试10低电压穿越测试11高电压穿越测试12电能质量测试三相电压不平衡测试13谐波测试14直流分量测试15充放电响应时间测试16充放电调节时间测试17充放电转换时间测试储能电站运行期安全风险管控措施-验收测试、风险查勘、技术尽职调查风险查勘、技术尽职调查p 协助保险机构进行投保储能电站的风险查勘、编制风险防控指南p 接受金融机构委托对即将进行买卖的储能项目进行技术尽调调查储能合作伙伴(100+)诚 信进 取创 新协 同THANKS