隨著(zhù)工商業(yè)儲能經(jīng)濟性的不斷增強，工商業(yè)儲能場(chǎng)站鋪建得如火如荼。截至2022年，我國新增投運新型儲能項目裝機規模達6.9GW/15.3GWh，功率規模首次突破6GW，能量規模首次突破15GWh。電化學(xué)新型儲能憑借其高效率、快速響應和短周期等優(yōu)勢，成為近幾年發(fā)展最為迅猛的領(lǐng)域。

然而，儲能建設蓬勃發(fā)展的背后，儲能安全事故卻頻頻發(fā)生。據不完全統計，2012-2022年10年間，全球共發(fā)生儲能電站安全事件數十余起。2021年4月，發(fā)生在北京豐臺大紅門(mén)儲能電站的安全事故造成了1660萬(wàn)元的直接財產(chǎn)損失，兩名消防員也在此次安全事故中不幸遇難······

ups儲能安全問(wèn)題影響之廣，程度之深不容忽視。儲能安全不僅對人民群眾的生命財產(chǎn)安全帶來(lái)不可預估的傷害，還使儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展嚴重受挫，帶來(lái)一定的技術(shù)風(fēng)險、市場(chǎng)評估風(fēng)險和社會(huì )接受度風(fēng)險。

對于以?xún)δ芙ㄔO運營(yíng)方為代表的各方投資者來(lái)說(shuō)，在追求發(fā)展的同時(shí)，也應該更加重視儲能安全問(wèn)題!各方要努力協(xié)同，建設更安全的儲能系統，為儲能產(chǎn)業(yè)的持續健康發(fā)展創(chuàng )造更加有利的條件。

由于儲能建設涉及相關(guān)方較多，不一而足，本文先從儲能建設運營(yíng)方角度出發(fā)，談?wù)動(dòng)心男┓矫婵梢猿蔀閮δ芟到y的安全防線(xiàn)。

哪些是儲能系統的安全防線(xiàn)?

循序漸進(jìn)，從微觀(guān)到宏觀(guān)分析，讓我們一起來(lái)看看儲能安全體系包含哪些方面。

(一)完善監控上報系統

電池管理系統(以下簡(jiǎn)稱(chēng)BMS)負責實(shí)時(shí)監測關(guān)鍵參數，并在出現異常時(shí)向上層管理系統上報。然而，由于種種原因，BMS可能缺乏一定的可靠性，如果設計適用場(chǎng)景的變化超出了BMS控制范圍，就有發(fā)生險情的可能。因此，完善儲能電池組的監控系統是需要優(yōu)先考慮的第一道安全設計防線(xiàn)。

(二)優(yōu)化分析預警系統

BMS的設計通常較為緊湊，當出現超出BMS控制范圍的險情時(shí)，需要配合能量管理系統(以下簡(jiǎn)稱(chēng)EMS)進(jìn)行預測和決策。另外，EMS負責數據的存儲與分析工作，利用連續數據分析當前的運行健康狀況，能夠更好地加強對儲能系統安全性演化趨勢的預測和早期預警。因此，不斷改進(jìn)EMS技術(shù)能帶來(lái)很大的安全收益。

(三)加強系統級別維護

儲能系統通常處于半/全自動(dòng)運營(yíng)狀態(tài)，所以各組件的協(xié)同運行至關(guān)重要。系統級的安全保障是守住儲能安全底線(xiàn)的關(guān)鍵。儲能建設方必須考慮如何提升在即將發(fā)生安全事件的黃金處理時(shí)間內的快速響應的能力，或者已經(jīng)發(fā)生安全事件時(shí)的應急處理能力。

以上三個(gè)方面直接關(guān)系儲能系統的穩定性和安全性，如果能在建設前期就對這些方面進(jìn)行規劃并采取相關(guān)措施，就能最大程度提高儲能場(chǎng)站的整體安全水平。此外，儲能建設方還應該對其他可能影響儲能安全的諸多因素進(jìn)行提前設計和考慮，如識別故障電流、極早期識別拉弧并關(guān)斷等，本文在此不具體闡述。

具體應對手段和策略

既然完善監控上報系統、優(yōu)化分析預警系統和加強系統級別維護將逐漸成為儲能系統安全問(wèn)題解決的核心要點(diǎn)。那么，有哪些具體的手段和措施呢?

(一)電池管理系統(BMS)：新場(chǎng)景下的更可靠設計

工商業(yè)儲能站并網(wǎng)后將參與電力交易，這對儲能的安全健康運行有了更新更全面的解釋?zhuān)瑢?/span>BMS的調頻、高電壓、長(cháng)周期能力有了更高的安全設計要求，運行控制也要更加靈敏和精準，若想要提高BMS設計的可靠性，通常需要加強在其抗干擾能力、響應速度、數據處理能力、數據存儲等方面的建設能力。

1、抗干擾能力：在調頻和高壓等特殊應用場(chǎng)景下，電池系統可能會(huì )面臨更多的干擾源。BMS要具備高度抗干擾能力，才能夠穩定地采集和傳輸數據。

2、響應速度：對于調頻等高頻率應用場(chǎng)景，BMS的響應速度顯得尤為重要。它應迅速檢測和響應系統狀態(tài)的變化，實(shí)時(shí)控制電池的充放電過(guò)程，確保在短時(shí)間內實(shí)現電池狀態(tài)的動(dòng)態(tài)平衡。

3、數據處理能力：在長(cháng)循環(huán)應用中，電池會(huì )經(jīng)歷頻繁的充放電過(guò)程，產(chǎn)生大量的數據。BMS要利用有限的能力及時(shí)處理和分析數據，并從中提取有用信息。

4、數據存儲：在長(cháng)循環(huán)應用中，BMS要有足夠的數據存儲能力以記錄和保存長(cháng)期的運行數據。這有助于進(jìn)行歷史數據分析，發(fā)現電池狀態(tài)演化的規律，并制定更有效的管理策略。

(二)能量管理系統EMS：解鎖儲能潛力的關(guān)鍵大腦

在設計EMS時(shí)，一般會(huì )綜合考慮系統內電池狀態(tài)、運營(yíng)收益以及循環(huán)壽命等影響儲能運營(yíng)的經(jīng)濟性因素。為了保證和提升儲能系統長(cháng)期工作的安全性，形成更加合理的商業(yè)儲能充放電策略，需要對EMS功能進(jìn)行更加深入的思考和規劃。

1、搭建數據下沉平臺：使用采集層EMS站端設備將電池狀態(tài)、充放電情況、能量交易狀況等關(guān)鍵指標通過(guò)云端上傳數據到數倉。通過(guò)對數據的深度挖掘，相關(guān)管理人員能夠在復雜的運行環(huán)境下做出更科學(xué)的決策，例如在能量交易頻繁的場(chǎng)景下，合理制定充放功率和時(shí)長(cháng)，避免超時(shí)高壓高頻工作，增強運行的安全性。

2、基于大數據進(jìn)行可視化故障預測：利用多種人工智能算法模型，對電池的生命周期進(jìn)行可視化分析，根據實(shí)際繪制的曲線(xiàn)走勢分析電池狀態(tài)是否正常，識別故障的早期征兆并做出安全預警設計，提升儲能安全性。

3、改善自我健康管理：EMS較為依賴(lài)BMS上報的信息，但由于各BMS廠(chǎng)商技術(shù)能力參差不齊，BMS出現的的假均衡、誤均衡等現象會(huì )干擾EMS決策的可靠性。因此需要強化EMS的自我監督能力，做到關(guān)鍵參數定期自校準、無(wú)監督學(xué)習等，減少數據誤判。

通過(guò)不斷提升儲能系統的安全性能和智能化水平，能夠提供更可靠、高效的儲能解決方案，并在儲能市場(chǎng)中獲得競爭優(yōu)勢。

(三)ups儲能系統安全：保障系統的協(xié)同運行

為了確保儲能項目的穩定運營(yíng)，還要對儲能完整的生命周期開(kāi)展有效的安全管理措施，主要包含監控告警，系統安全冗余，消防聯(lián)動(dòng)和維護巡檢。

1、加強系統監控告警

儲能場(chǎng)站應配備系統級(多級)監控告警系統，配置符合要求的監控系統，全面監測和及時(shí)報警，提高儲能系統安全性和可靠性。另外，監控系統需要具備數據存儲、回溯、報警處理和實(shí)時(shí)通知等功能，便于工作人員及時(shí)發(fā)現并處理異常情況，減少潛在風(fēng)險，提升儲能項目運行效率和安全性。

2、保障系統安全冗余

若運行期間系統的熱管理失效或發(fā)生其他儲能系統無(wú)法自主修復的嚴重故障，PCS停機是最后的解決辦法，PCS停機后等待人工排查與修復是阻止明火爆炸的最后一道防線(xiàn)。

停機命令需要多重冗余設計，例如EMS通信命令、BMS干接點(diǎn)動(dòng)作、總直流斷路器直接脫扣等，最大程度保證PCS停機命令的可靠執行，保證系統安全運行。

3、進(jìn)行消防聯(lián)動(dòng)

合理地設計多級消防聯(lián)動(dòng)方案是儲能電站至關(guān)重要的安全底線(xiàn)。通過(guò)多層次預警系統、自動(dòng)滅火裝置和聯(lián)動(dòng)控制系統的協(xié)調配合，迅速響應火災威脅并自動(dòng)啟動(dòng)滅火程序。若有要求，還可將告警上報至相應的管理部門(mén)，專(zhuān)業(yè)的消防團隊和應急響應隊伍在必要時(shí)使用煙感、可燃氣體檢測等一系列火災識別技術(shù)進(jìn)行干預，搭配隔離設計和自啟動(dòng)消防設施阻礙火勢擴散蔓延。

4、加強維護巡檢

為了應對儲能設備可能會(huì )發(fā)生的事故或其他異常情況，相關(guān)建設方還需要制定詳細的日常巡檢清單和應急處置流程，當儲能設備發(fā)生事故或異常告警時(shí)，業(yè)務(wù)運維人員及時(shí)上報給主管，開(kāi)展一系列應對措施。

(1)日常巡檢

儲能設備的安全巡檢是確保其正常運行和安全性能的重要環(huán)節。通過(guò)對電池監測，冷卻系統，電氣設備，消防系統，環(huán)境監測，防護系統，通風(fēng)系統，消防設備等一系列設備和系統的日常定期巡檢，可及時(shí)處理儲能設備的異常情況。

同時(shí)，巡檢工作的記錄可以為后續的運維工作提供參考和數據支持，有助于優(yōu)化設備的維護和管理策略。當系統的健康狀態(tài)較為糟糕時(shí)，主動(dòng)申請人工維護，保障儲能系統健康地運營(yíng)。

(2)應急處置

通過(guò)制定詳細的應急處置流程和角色分工，能夠在儲能設備發(fā)生事故或異常情況時(shí)快速、有效地采取應對措施，最大程度地減少安全風(fēng)險和設備損害，保障儲能系統的穩定運行，應急處置過(guò)程中的記錄和總結也有助于后續的事故分析和預防措施的完善。

結語(yǔ)

相關(guān)投資方、建設方在加碼儲能賽道時(shí)，也必須保持警惕與關(guān)注，共同尋求儲能安全的發(fā)展方向。正是在儲能安全這一穩定的基石下，儲能行業(yè)才能更加高效、穩定地運行!金武士ups電源廠(chǎng)家也期待深入參與ups電源暨儲能事業(yè)，為實(shí)現雙碳戰略盡一份綿薄之力。