比亚迪论坛

首页 » 品牌荣誉 » 车型 » 国内外储能电站火灾或爆炸事故统计与分析
TUhjnbcbe - 2021/7/9 13:34:00
国网/南网/铁塔换电/哈啰换电/e换电/比亚迪/宁德时代/ATL/苏博哈特/春藤物联/雷风换电等齐聚深圳,共襄两轮电动车换电盛会九号公司招人了!

来源:九樟能参

本文对全球储能项目主要火灾或爆炸事故的公开信息进行整理,汇总了近10年间发生事故的储能电站的基本信息,总结了起火爆炸事故的基本特征。依据文献“韩国锂离子电池储能电站安全事故的分析及思考”,给出了储能电站发生安全事故的基本原因以及经验总结;并根据网络公开信息,搜集了美国发生人身伤亡事故的储能电站爆炸事件的原因及整改措施。

一、储能电站主要安全事故统计

通过对行业公开信息进行搜集整理,汇总了-年间,全球储能项目主要火灾或爆炸事故。由于较多安全事故原因复杂,相关事件很多都未公开披露,据不完全统计,近10年间,全球共发生32起储能电站起火爆炸事故。其中,日本1起、美国2起、比利时1起、中国3起、韩国24起。

32起储能电站起火爆炸事故共有以下几个特征:一是25起事故采用三元锂离子电池;二是韩国储能电站起火爆炸事故占24起,这与韩国各大电池企业以三元锂电池为主流产品有关;三是年以后的储能项目占30起;四是储能电站起火爆炸大多发生在充电中或充电后休止中,占21起。

表1全球电化学储能电站起火或爆炸事故统计

目前公开的储能电站事故造成人员伤亡的主要有两起:一起是美国亚利桑那州的公共服务公用事业公司(APS)发生大规模电池储能项目(三元锂电池)爆炸,造成8名消防队员受伤。另外一起就是4月16日北京国轩福威斯光储充技术有限公司储能电站(磷酸铁锂电池)发生事故,事故造成2名消防员牺牲,1名消防员受伤,电站内1名员工失联。

从电池类型来看,三元锂电池事故最多,磷酸铁锂目前已知主要就两起,其中一起是江苏的电网侧项目,具体原因并未披露。另外一起就是4月16日北京国轩福威斯光储充技术有限公司储能电站(磷酸铁锂电池)发生事故。目前具体原因都仍在调查中。

二、公开事故原因分析收集

目前公开披露原因的事故,主要是韩国储能电站起火事故和美国亚利桑那州的公共服务公用事业公司发生大规模电池储能项目(三元锂电池)爆炸,虽然没有磷酸铁锂电池的事故原因分析,但还是具有一定的借鉴意义,主要是2点:一是储能电站火灾事故多数发生在充电中或充电后休止中,此时电池电压较高,电池活性较大,并联电池簇间形成环流,导致电芯处于过充状态,电压升高形成内短路,易造成火灾事故;二是储能电站起火后,采用七氟丙烷等气体灭火装置,是通过隔绝氧气来实现灭火,但无法使电池降温,一旦有外部氧气进入,就易引起电池复燃,且电池燃烧过程中会产生一氧化碳、甲烷等易燃易爆气体,电池复燃后甚至可能引发气体爆炸。

三、韩国储能电站事故原因分析及启示

3.1事故原因

韩国储能电站主要采用三星和LG的三元锂电池,该电池体系熔点为℃,储能系统设计单簇为kW/kWh,4簇并联。储能电站火灾事故多数发生在充电中或充电后休止中,此时电池电压较高,电池活性较大。充电结束休止过程中,并联电池簇间形成环流,导致电芯处于过充状态,电压升高形成内短路,造成火灾事故。

文献“韩国锂离子电池储能电站安全事故的分析及思考”结合韩国储能事故调查,将储能电站事故致因总结为以下四个方面:电池系统缺陷、应对电气故障的保护系统不周、运营环境管理不足、储能系统综合管理体系欠缺。

(1)电池本体因素。由电池本体诱发安全事故的来源主要包括电池制造过程的瑕疵以及电池老化带来的储能系统安全性退化两方面。

(2)外部激源因素。外部激源包括绝缘失效造成的电流冲击及外部短路等问题,也包括除电池外部件高温产热造成的热冲击,以及某电池热失控后触发的热失控蔓延过程。

(3)运行环境因素。锂电池需要工作于各参数的安全窗口范围,需要通过初始电热管理设计、BMS/PCS/EMS以及空调系统等管控来维持合理的运行环境。运行环境管理不善将逐渐影响电池及系统的可靠性,进而演化为事故。

(4)管理系统因素。管理系统因素不仅包括BMS、PCS、EMS以及对应的联动管控逻辑,也包括管理规章制度等人的因素。前者是系统的核心控制和决策单元,主要作用是对电池系统的工作状态进行监测和管理,对保障电池安全、稳定、可靠运行有重要意义。3.2经验总结结合韩国储能事故数据,以及四类引致安全事故因素的分析,可以对锂电池储能系统安全性管理做出以下经验总结。(1)电池本体因素仍然是储能系统安全的核心,受现阶段管理系统的监测管控可靠性限制,对电池本体的充放电SOC区间有必要适当收紧。(2)电池老化因素及运行环境因素的长期演化将可能造成腐蚀性的绝缘部件损坏,需要强化绝缘检测并进行定期维护检查,同时需要强化漏电断路装置、过电压保护装置、过电流保护装置等电气冲击保护装置的可靠性。(3)储能系统配置足够强度和灵活性的主动热管理系统是非常必要的。(4)电池储能系统的标准体系有待进一步完善,特别是涉及PCS、BMS、EMS之间协调、控制与管理的相关标准。(5)目前业内重点
1
查看完整版本: 国内外储能电站火灾或爆炸事故统计与分析