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隨著工商業(yè)儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性的不斷增強(qiáng)，工商業(yè)儲(chǔ)能場(chǎng)站鋪建得如火如荼。截至2022年，我國(guó)新增投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模達(dá)6.9GW/15.3GWh，功率規(guī)模首次突破6GW，能量規(guī)模首次突破15GWh。電化學(xué)新型儲(chǔ)能憑借其高效率、快速響應(yīng)和短周期等優(yōu)勢(shì)，成為近幾年發(fā)展最為迅猛的領(lǐng)域。

然而，儲(chǔ)能建設(shè)蓬勃發(fā)展的背后，儲(chǔ)能安全事故卻頻頻發(fā)生。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2012-2022年10年間，全球共發(fā)生儲(chǔ)能電站安全事件數(shù)十余起。2021年4月，發(fā)生在北京豐臺(tái)大紅門儲(chǔ)能電站的安全事故造成了1660萬元的直接財(cái)產(chǎn)損失，兩名消防員也在此次安全事故中不幸遇難······

儲(chǔ)能安全問題影響之廣，程度之深不容忽視。儲(chǔ)能安全不僅對(duì)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來不可預(yù)估的傷害，還使儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展嚴(yán)重受挫，帶來一定的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、市場(chǎng)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)接受度風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)于以儲(chǔ)能建設(shè)運(yùn)營(yíng)方為代表的各方投資者來說，在追求發(fā)展的同時(shí)，也應(yīng)該更加重視儲(chǔ)能安全問題！各方要努力協(xié)同，建設(shè)更安全的儲(chǔ)能系統(tǒng)，為儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展創(chuàng)造更加有利的條件。

由于儲(chǔ)能建設(shè)涉及相關(guān)方較多，不一而足，本文先從儲(chǔ)能建設(shè)運(yùn)營(yíng)方角度出發(fā)，談?wù)動(dòng)心男┓矫婵梢猿蔀閮?chǔ)能系統(tǒng)的安全防線。

哪些是儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全防線？

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

（一）完善監(jiān)控上報(bào)系統(tǒng)

電池管理系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱BMS）負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵參數(shù)，并在出現(xiàn)異常時(shí)向上層管理系統(tǒng)上報(bào)。然而，由于種種原因，BMS可能缺乏一定的可靠性，如果設(shè)計(jì)適用場(chǎng)景的變化超出了BMS控制范圍，就有發(fā)生險(xiǎn)情的可能。因此，完善儲(chǔ)能電池組的監(jiān)控系統(tǒng)是需要優(yōu)先考慮的第一道安全設(shè)計(jì)防線。

（二）優(yōu)化分析預(yù)警系統(tǒng)

BMS的設(shè)計(jì)通常較為緊湊，當(dāng)出現(xiàn)超出BMS控制范圍的險(xiǎn)情時(shí)，需要配合能量管理系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱EMS）進(jìn)行預(yù)測(cè)和決策。另外，EMS負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與分析工作，利用連續(xù)數(shù)據(jù)分析當(dāng)前的運(yùn)行健康狀況，能夠更好地加強(qiáng)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)安全性演化趨勢(shì)的預(yù)測(cè)和早期預(yù)警。因此，不斷改進(jìn)EMS技術(shù)能帶來很大的安全收益。

（三）加強(qiáng)系統(tǒng)級(jí)別維護(hù)

儲(chǔ)能系統(tǒng)通常處于半/全自動(dòng)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，所以各組件的協(xié)同運(yùn)行至關(guān)重要。系統(tǒng)級(jí)的安全保障是守住儲(chǔ)能安全底線的關(guān)鍵。儲(chǔ)能建設(shè)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(nèi)的快速響應(yīng)的能力，或者已經(jīng)發(fā)生安全事件時(shí)的應(yīng)急處理能力。

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

具體應(yīng)對(duì)手段和策略

既然完善監(jiān)控上報(bào)系統(tǒng)、優(yōu)化分析預(yù)警系統(tǒng)和加強(qiáng)系統(tǒng)級(jí)別維護(hù)將逐漸成為儲(chǔ)能系統(tǒng)安全問題解決的核心要點(diǎn)。那么，有哪些具體的手段和措施呢？

（一）電池管理系統(tǒng)（BMS）：新場(chǎng)景下的更可靠設(shè)計(jì)

工商業(yè)儲(chǔ)能站并網(wǎng)后將參與電力交易，這對(duì)儲(chǔ)能的安全健康運(yùn)行有了更新更全面的解釋，對(duì)BMS的調(diào)頻、高電壓、長(zhǎng)周期能力有了更高的安全設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行控制也要更加靈敏和精準(zhǔn)，若想要提高BMS設(shè)計(jì)的可靠性，通常需要加強(qiáng)在其抗干擾能力、響應(yīng)速度、數(shù)據(jù)處理能力、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等方面的建設(shè)能力。

1、抗干擾能力：在調(diào)頻和高壓等特殊應(yīng)用場(chǎng)景下，電池系統(tǒng)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(wěn)定地采集和傳輸數(shù)據(jù)。

2、響應(yīng)速度：對(duì)于調(diào)頻等高頻率應(yīng)用場(chǎng)景，BMS的響應(yīng)速度顯得尤為重要。它應(yīng)迅速檢測(cè)和響應(yīng)系統(tǒng)狀態(tài)的變化，實(shí)時(shí)控制電池的充放電過程，確保在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)電池狀態(tài)的動(dòng)態(tài)平衡。

3、數(shù)據(jù)處理能力：在長(zhǎng)循環(huán)應(yīng)用中，電池會(huì)經(jīng)歷頻繁的充放電過程，產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。BMS要利用有限的能力及時(shí)處理和分析數(shù)據(jù)，并從中提取有用信息。

4、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：在長(zhǎng)循環(huán)應(yīng)用中，BMS要有足夠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力以記錄和保存長(zhǎng)期的運(yùn)行數(shù)據(jù)。這有助于進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)電池狀態(tài)演化的規(guī)律，并制定更有效的管理策略。

（二）能量管理系統(tǒng)EMS：解鎖儲(chǔ)能潛力的關(guān)鍵大腦

在設(shè)計(jì)EMS時(shí)，一般會(huì)綜合考慮系統(tǒng)內(nèi)電池狀態(tài)、運(yùn)營(yíng)收益以及循環(huán)壽命等影響儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)性因素。為了保證和提升儲(chǔ)能系統(tǒng)長(zhǎng)期工作的安全性，形成更加合理的商業(yè)儲(chǔ)能充放電策略，需要對(duì)EMS功能進(jìn)行更加深入的思考和規(guī)劃。

1、搭建數(shù)據(jù)下沉平臺(tái)：使用采集層EMS站端設(shè)備將電池狀態(tài)、充放電情況、能量交易狀況等關(guān)鍵指標(biāo)通過云端上傳數(shù)據(jù)到數(shù)倉(cāng)。通過對(duì)數(shù)據(jù)的深度挖掘，相關(guān)管理人員能夠在復(fù)雜的運(yùn)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(zhǎng)，避免超時(shí)高壓高頻工作，增強(qiáng)運(yùn)行的安全性。

2、基于大數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化故障預(yù)測(cè)：利用多種人工智能算法模型，對(duì)電池的生命周期進(jìn)行可視化分析，根據(jù)實(shí)際繪制的曲線走勢(shì)分析電池狀態(tài)是否正常，識(shí)別故障的早期征兆并做出安全預(yù)警設(shè)計(jì)，提升儲(chǔ)能安全性。

3、改善自我健康管理：EMS較為依賴BMS上報(bào)的信息，但由于各BMS廠商技術(shù)能力參差不齊，BMS出現(xiàn)的的假均衡、誤均衡等現(xiàn)象會(huì)干擾EMS決策的可靠性。因此需要強(qiáng)化EMS的自我監(jiān)督能力，做到關(guān)鍵參數(shù)定期自校準(zhǔn)、無監(jiān)督學(xué)習(xí)等，減少數(shù)據(jù)誤判。

通過不斷提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全性能和智能化水平，能夠提供更可靠、高效的儲(chǔ)能解決方案，并在儲(chǔ)能市場(chǎng)中獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

(三)儲(chǔ)能系統(tǒng)安全：保障系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)行

為了確保儲(chǔ)能項(xiàng)目的穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)，還要對(duì)儲(chǔ)能完整的生命周期開展有效的安全管理措施，主要包含監(jiān)控告警，系統(tǒng)安全冗余，消防聯(lián)動(dòng)和維護(hù)巡檢。

1、加強(qiáng)系統(tǒng)監(jiān)控告警

儲(chǔ)能場(chǎng)站應(yīng)配備系統(tǒng)級(jí)（多級(jí)）監(jiān)控告警系統(tǒng)，配置符合要求的監(jiān)控系統(tǒng)，全面監(jiān)測(cè)和及時(shí)報(bào)警，提高儲(chǔ)能系統(tǒng)安全性和可靠性。另外，監(jiān)控系統(tǒng)需要具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、回溯、報(bào)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(xiàn)并處理異常情況，減少潛在風(fēng)險(xiǎn)，提升儲(chǔ)能項(xiàng)目運(yùn)行效率和安全性。

2、保障系統(tǒng)安全冗余

若運(yùn)行期間系統(tǒng)的熱管理失效或發(fā)生其他儲(chǔ)能系統(tǒng)無法自主修復(fù)的嚴(yán)重故障，PCS停機(jī)是最后的解決辦法，PCS停機(jī)后等待人工排查與修復(fù)是阻止明火爆炸的最后一道防線。

停機(jī)命令需要多重冗余設(shè)計(jì)，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(jī)命令的可靠執(zhí)行，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。

3、進(jìn)行消防聯(lián)動(dòng)

合理地設(shè)計(jì)多級(jí)消防聯(lián)動(dòng)方案是儲(chǔ)能電站至關(guān)重要的安全底線。通過多層次預(yù)警系統(tǒng)、自動(dòng)滅火裝置和聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合，迅速響應(yīng)火災(zāi)威脅并自動(dòng)啟動(dòng)滅火程序。若有要求，還可將告警上報(bào)至相應(yīng)的管理部門，專業(yè)的消防團(tuán)隊(duì)和應(yīng)急響應(yīng)隊(duì)伍在必要時(shí)使用煙感、可燃?xì)怏w檢測(cè)等一系列火災(zāi)識(shí)別技術(shù)進(jìn)行干預(yù)，搭配隔離設(shè)計(jì)和自啟動(dòng)消防設(shè)施阻礙火勢(shì)擴(kuò)散蔓延。

4、加強(qiáng)維護(hù)巡檢

為了應(yīng)對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備可能會(huì)發(fā)生的事故或其他異常情況，相關(guān)建設(shè)方還需要制定詳細(xì)的日常巡檢清單和應(yīng)急處置流程，當(dāng)儲(chǔ)能設(shè)備發(fā)生事故或異常告警時(shí)，業(yè)務(wù)運(yùn)維人員及時(shí)上報(bào)給主管，開展一系列應(yīng)對(duì)措施。

（1）日常巡檢

儲(chǔ)能設(shè)備的安全巡檢是確保其正常運(yùn)行和安全性能的重要環(huán)節(jié)。通過對(duì)電池監(jiān)測(cè)，冷卻系統(tǒng)，電氣設(shè)備，消防系統(tǒng)，環(huán)境監(jiān)測(cè)，防護(hù)系統(tǒng)，通風(fēng)系統(tǒng)，消防設(shè)備等一系列設(shè)備和系統(tǒng)的日常定期巡檢，可及時(shí)處理儲(chǔ)能設(shè)備的異常情況。

同時(shí)，巡檢工作的記錄可以為后續(xù)的運(yùn)維工作提供參考和數(shù)據(jù)支持，有助于優(yōu)化設(shè)備的維護(hù)和管理策略。當(dāng)系統(tǒng)的健康狀態(tài)較為糟糕時(shí)，主動(dòng)申請(qǐng)人工維護(hù)，保障儲(chǔ)能系統(tǒng)健康地運(yùn)營(yíng)。

（2）應(yīng)急處置

通過制定詳細(xì)的應(yīng)急處置流程和角色分工，能夠在儲(chǔ)能設(shè)備發(fā)生事故或異常情況時(shí)快速、有效地采取應(yīng)對(duì)措施，最大程度地減少安全風(fēng)險(xiǎn)和設(shè)備損害，保障儲(chǔ)能系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)急處置過程中的記錄和總結(jié)也有助于后續(xù)的事故分析和預(yù)防措施的完善。

結(jié)語

相關(guān)投資方、建設(shè)方在加碼儲(chǔ)能賽道時(shí)，也必須保持警惕與關(guān)注，共同尋求儲(chǔ)能安全的發(fā)展方向。正是在儲(chǔ)能安全這一穩(wěn)定的基石下，儲(chǔ)能行業(yè)才能更加高效、穩(wěn)定地運(yùn)行！筆者也期待能源互聯(lián)網(wǎng)和虛擬電廠的嶄新概念能為儲(chǔ)能安全帶來全新的可能性。

以上就是筆者從儲(chǔ)能建設(shè)運(yùn)營(yíng)方的角度，對(duì)整體儲(chǔ)能系統(tǒng)安全協(xié)同體系的一點(diǎn)思考，儲(chǔ)能安全的發(fā)展還需時(shí)間與實(shí)踐的雙重考驗(yàn)。一得之見，拋磚引玉，期待您的交流和互動(dòng)。

原標(biāo)題：儲(chǔ)能建設(shè)，如何更安全？