中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：3月10-13日，由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司指導(dǎo)，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)主辦并聯(lián)合500余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十四屆中國國際儲(chǔ)能大會(huì)暨展覽會(huì)（簡稱“CIES”）在杭州國際博覽中心召開。
CIES大會(huì)以“共建儲(chǔ)能生態(tài)鏈，共創(chuàng)儲(chǔ)能新發(fā)展”為主題，針對儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)等重點(diǎn)、熱點(diǎn)、難點(diǎn)問題展開充分探討，分享可持續(xù)發(fā)展政策機(jī)制、資本市場、國際市場、成本疏導(dǎo)、智能化系統(tǒng)集成技術(shù)、供應(yīng)鏈體系、商業(yè)模式、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、示范項(xiàng)目應(yīng)用案例、新產(chǎn)品以及解決方案的普及和深化應(yīng)用。
來自行業(yè)主管機(jī)構(gòu)、國內(nèi)外駐華機(jī)構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機(jī)構(gòu)等不同領(lǐng)域的2011余家產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈企業(yè)， 53417位線上注冊嘉賓將參加本屆CIES大會(huì)，儲(chǔ)能網(wǎng)視頻號(hào)線上直播11萬人參與觀看與交流。其中300余家企業(yè)集中展示了儲(chǔ)能產(chǎn)品，涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測認(rèn)證、飛輪儲(chǔ)能、液流電池、熔鹽儲(chǔ)熱、壓縮空氣儲(chǔ)能等新型儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈。
3月12日下午，國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(xué)研究院儲(chǔ)能專業(yè)負(fù)責(zé)人陳凌宇受邀在儲(chǔ)能電站建設(shè)與運(yùn)維專場分享主題報(bào)告，報(bào)告題目為《新型儲(chǔ)能安全運(yùn)維及管控提升技術(shù)》。以下為報(bào)告主要內(nèi)容：
陳凌宇：各位專家、各位同仁下午好！我來自國網(wǎng)浙江電科院儲(chǔ)能中心的陳凌宇。今天給各位分享的題目是《新型儲(chǔ)能安全運(yùn)維及管控提升技術(shù)》。
我從4個(gè)方面，儲(chǔ)能安全和運(yùn)維隱患，安全技術(shù)和智能運(yùn)維技術(shù)四個(gè)方面給各位介紹一下。安全問題大家比較清楚，一個(gè)儲(chǔ)能電站有數(shù)以萬計(jì)的電池單體，尤其是鋰電池它的一致性，對它的安全影響是非常明顯。尤其是容量、內(nèi)阻、自放電率、老化曲線以及溫度的一致性對它的影響都是比較嚴(yán)重的。對它的影響主要表現(xiàn)為熱失控的行為。
像鋰電池里磷酸鐵鋰熱失控溫度可能在500度以上，三元鋰低于300度，這是行業(yè)里主流選擇使用磷酸鐵鋰電池很重要的原因。
鋰電池?zé)崾Э氐臋C(jī)制由于SEI膜的分解，導(dǎo)致電解液在電極表面的大量分解造成電池的溫度升高，并引發(fā)整個(gè)電池的熱失控，熱失控的過程當(dāng)中又會(huì)產(chǎn)生大量的可燃?xì)怏w，包括一氧化碳，甲烷，還有氫氣等等。
我們在這個(gè)行業(yè)當(dāng)中因?yàn)楫a(chǎn)氣導(dǎo)致一些爆燃的事情發(fā)生。像大紅門事件是最典型的案例，這個(gè)事件引發(fā)了我們對鋰電池產(chǎn)氣以及關(guān)鍵措施的思考。除此之外，我們對于電池本體的安全問題，除了這些安全問題還有外在的影響，還有液冷系統(tǒng)，消防系統(tǒng)的缺陷，或者不足也是導(dǎo)致儲(chǔ)能鋰離子電池儲(chǔ)能電站的安全隱患。
主要從國網(wǎng)公司對于儲(chǔ)能電站安全隱患提出隱患排查的重點(diǎn)，給各位分享一下。我們針對儲(chǔ)能電站的運(yùn)行過程當(dāng)中安全問題，數(shù)據(jù)管理14條隱患和缺陷。其中包括6條重大隱患，一個(gè)是消防設(shè)施未按規(guī)定的配置，并且正常運(yùn)行，這條里很重要的一點(diǎn)是早期設(shè)計(jì)的電池預(yù)制艙不一定配置通風(fēng)系統(tǒng)。
對于鋰電池的產(chǎn)氣聚集的影響沒有非常有效的措施，通風(fēng)系統(tǒng)是我們比較關(guān)注的重要點(diǎn)。我們對這條隱患做整改的時(shí)候，大面上做摸排和整改，制定了比較詳盡的整改方案，主要通過加裝通風(fēng)系統(tǒng)，要求一臺(tái)在頂部，一臺(tái)在底部，形成空氣流通的回路。
第二個(gè)重大隱患指的是鋰電池設(shè)備艙與外界連接的電纜溝道未封堵，或者封堵不嚴(yán)密，以及儲(chǔ)能電站內(nèi)建筑物的防火間距不符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求，這一點(diǎn)我們針對封堵的問題都好解決，也是非常小的問題。但是因?yàn)榘l(fā)生了大紅門事故，引起大家的重視，封堵是很好解決。
防火間距，我們浙江公司包括國網(wǎng)公司一些企標(biāo)上有明確，對防火間距是不滿足要求的時(shí)候，可以采用防火墻，防火墻的長度和高度，要高出預(yù)制艙外廓的一米，這是我們對這項(xiàng)隱患采取的措施。
第三個(gè)隱患，鋰電池設(shè)備艙未設(shè)置感溫感應(yīng)可燃?xì)馓綔y裝置，或者可燃?xì)馓綔y裝置和艙內(nèi)斷路器沒有聯(lián)動(dòng)，以及和通風(fēng)系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)功能也是缺失的。整個(gè)隱患反映出的需求，就是要求我們在有可燃?xì)饩奂蛘弋a(chǎn)生并到達(dá)閾值的時(shí)候，我們要通過聯(lián)動(dòng)功能來實(shí)現(xiàn)它的可燃?xì)怏w的有效排出，避免聚集造成燃爆的事故。
可燃?xì)馓綔y裝置，通風(fēng)系統(tǒng)以及斷路器，這三個(gè)裝置的聯(lián)動(dòng)邏輯在我們隱患整改當(dāng)中比較重視的點(diǎn)。
第四個(gè)隱患，鋰電池漏液和連接線發(fā)熱，未按照單體溫度采集布點(diǎn)，以及電池管理系統(tǒng)無保護(hù)溫度和溫升速度監(jiān)測功能，這塊涉及到電池設(shè)計(jì)的本身，首先電池連接的問題，電池的溫度采集以及溫度保護(hù)的功能，在我們后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)文件當(dāng)中做了一些提升性的措施和要求。
國網(wǎng)公司發(fā)布的企標(biāo)里要求溫度采集點(diǎn)不少于50%的，這一點(diǎn)是現(xiàn)在很多技術(shù)規(guī)范里大家比較認(rèn)可的一點(diǎn)。至于保護(hù)溫度和溫升速度檢測的功能，我們通過大量廠家的調(diào)研反饋出來電池管理系統(tǒng)里可以通過后期的軟件升級實(shí)現(xiàn)。
對于鋰電池設(shè)備的選址問題。不能設(shè)置在人員密集的場所或者有人員生產(chǎn)生活的建筑物內(nèi)部或者地下空間。以及無法實(shí)施救援的地方。還有易燃易爆危險(xiǎn)的場所。這塊對于選址，對我們后期的儲(chǔ)能電站隱患整改最困難的一點(diǎn)。
儲(chǔ)能電站建設(shè)運(yùn)行過程當(dāng)中選址是整個(gè)考慮的大前提，如果選址不滿足要求的話，我們只能采取一些后續(xù)的措施來避免因?yàn)檫x址不當(dāng)造成的影響。如果無法消除這些影響，動(dòng)作停運(yùn)或者拆除的措施來完成。
第六個(gè)隱患，電池系統(tǒng)回路里的配置問題。這個(gè)相對來說存在的隱患缺陷比較少一點(diǎn)，主要涉及到直流斷路器，隔離開關(guān)和保護(hù)裝備等，尤其是我們電池簇沒有設(shè)計(jì)簇級電路器，這是我們在現(xiàn)場排查過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)的存在問題比較少的點(diǎn)。
電池管理系統(tǒng)未取得具有CMA/CNAS的檢測資質(zhì)單位出具的報(bào)告和產(chǎn)品標(biāo)識(shí)名牌規(guī)格不一致，在儲(chǔ)能電站建設(shè)早期存在比較多的問題，我們早期設(shè)計(jì)的一些儲(chǔ)能電站會(huì)存在這些問題。
現(xiàn)在尤其是這兩年標(biāo)準(zhǔn)不斷更新出來，大家關(guān)注度比較高，整個(gè)問題發(fā)生的重復(fù)率比較低。
電池管理系統(tǒng)不具備電池過壓，欠壓，過流，絕緣，過穩(wěn)等保護(hù)功能?；蛘卟荒馨l(fā)出告警或者跳閘指令。如果真的硬件上不滿足要求，我們只能要求整個(gè)電池模塊做硬件更換。如果硬件能實(shí)現(xiàn)，可以通過軟件升級完善這些功能。
儲(chǔ)能電站的并網(wǎng)點(diǎn)開斷設(shè)備無明顯的開斷點(diǎn)，這個(gè)問題是我們在發(fā)現(xiàn)隱患排查過程當(dāng)中存在的問題比較小的點(diǎn)。對我們整個(gè)儲(chǔ)能電站以及電網(wǎng)安全的影響比較嚴(yán)重。
電池未取得儲(chǔ)能電池有效報(bào)告或者抽檢報(bào)告，或者梯次利用電池未開展性能檢測和安全質(zhì)量安全評估。儲(chǔ)能電池的抽檢工作包括能投集團(tuán)和國家電網(wǎng)公司是非常重視的環(huán)節(jié)，對于電池是否滿足要求，以及供過的貨是否符合我們的采購技術(shù)規(guī)范，或者國家標(biāo)準(zhǔn)的一些要求。這塊是我們非常重要的質(zhì)量把控點(diǎn)。以及梯次利用電池要求做一些安全評估的工作。
我們浙江公司有一個(gè)梯次利用的儲(chǔ)能電站，針對這個(gè)儲(chǔ)能電站我們開展了電池安全質(zhì)量專題評估工作。
針對運(yùn)維單位要求每一年至少開展一次儲(chǔ)能電站運(yùn)行指標(biāo)評價(jià)。這個(gè)要求對于現(xiàn)在的儲(chǔ)能電站來說比較低的要求，我們隱患排查要求方案是面向存量的儲(chǔ)能電站，可能早期的運(yùn)維工作不是這么完善，現(xiàn)在基本上已經(jīng)完善。
儲(chǔ)能電站無運(yùn)行規(guī)程或者無應(yīng)急預(yù)案以及現(xiàn)在處置的方案。這塊大多數(shù)儲(chǔ)能電站現(xiàn)在來看都是管理文件、管理制度是比較完善的。但是我們比較關(guān)注的一點(diǎn)是它的應(yīng)急方案或者運(yùn)行規(guī)程里是否有對熱失控發(fā)生時(shí)的措施和預(yù)案，這是我們主要排查的重點(diǎn)。
公司系統(tǒng)投資的儲(chǔ)能電站未經(jīng)過項(xiàng)目的準(zhǔn)入備案，這個(gè)準(zhǔn)入備案各個(gè)地方對于備案的要求也不一樣，但是我們浙江公司基本上備案的情況還是比較好的。比較重要的一點(diǎn)是公司系統(tǒng)投資的儲(chǔ)能電站項(xiàng)目未經(jīng)消防審核驗(yàn)收備案，這個(gè)我相信是很多省份業(yè)主單位遇到的困難難題。
像很多消防部門規(guī)定有比較完善針對儲(chǔ)能電站，尤其是預(yù)制艙式消防備案的文件和方案。我們通過其他的形式推進(jìn)消防備案的工作。
第三部分，我們對儲(chǔ)能安全技術(shù)的研究。儲(chǔ)能安全技術(shù)對于本體技術(shù)研究，通過高頻電力電子與電池耦合的柔性架構(gòu)，形成基于重構(gòu)堅(jiān)持模組網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)陣列的設(shè)計(jì)，融合電池在線電壓檢測，電池均衡與安全防控，形成一整套數(shù)字能力交換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電池能量流和信息流的處理，細(xì)化電池的能量片，使得能量流和信息流深度匹配結(jié)合，通過數(shù)字化儲(chǔ)能方式提升整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)堅(jiān)持能量的精細(xì)化管理。
對電池產(chǎn)生的氣體早期預(yù)警。我們關(guān)注到不同應(yīng)用場景或者工況下產(chǎn)生氣體的類型和比例的區(qū)別，通過工況的模擬我們對氣體做分析，研究出一套鋰離子電池與氣體傳感器的植入體系，在鋰離子電池的設(shè)計(jì)和開發(fā)上提出一套新的方法和檢測手段，從而能夠精準(zhǔn)保證內(nèi)部傳感位置，精準(zhǔn)探測氣體產(chǎn)生的點(diǎn)，通過氣體判斷出來電池內(nèi)部的一致性，實(shí)現(xiàn)無損的檢測鋰離子電池的狀態(tài)，評估它的可靠性。
這是我們整個(gè)集成圖。
第四部分，針對儲(chǔ)能電站智能運(yùn)維的技術(shù)，這是我們作為運(yùn)行單位比較關(guān)注的技術(shù)要點(diǎn)，是現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)大家比較關(guān)注的點(diǎn)。
通過開發(fā)儲(chǔ)能的智能預(yù)警技術(shù)，對儲(chǔ)能的業(yè)務(wù)理解，結(jié)合數(shù)據(jù)的分析，處理以及對整個(gè)涉及數(shù)據(jù)模型的搭建，最后形成模型的評估和實(shí)施。通過智能運(yùn)維技術(shù)，從海量的運(yùn)維數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)總結(jié)規(guī)則，做出運(yùn)維技術(shù)。無論在數(shù)據(jù)量和處理速度上都是明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的運(yùn)維技術(shù)。整套運(yùn)維技術(shù)能夠解決儲(chǔ)能預(yù)防性診斷面臨的難題，包括海量的數(shù)據(jù)孤島，安全風(fēng)險(xiǎn)多樣，還有儲(chǔ)能電池失效復(fù)雜的問題，通過狀態(tài)感知，故障預(yù)警，主動(dòng)運(yùn)維實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電站的智能化的運(yùn)維。
從五個(gè)技術(shù)方面通過數(shù)據(jù)分析，形成響應(yīng)化的運(yùn)維，針對異常監(jiān)控指標(biāo)的檢測，以及評估指標(biāo)的異常檢測，形成主動(dòng)式的智能運(yùn)維，包括故障檢測和故障預(yù)警的智能化管理。通過橫向和縱向的數(shù)據(jù)評價(jià)，實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)的滾動(dòng)評估，不斷優(yōu)化算法。
針對五個(gè)技術(shù)，儲(chǔ)能的綜合指標(biāo)體系，主要通過電池安全，電池健康，綜合功能，標(biāo)準(zhǔn)體系要求，形成全方位，多角度，全過程的體系。
第二個(gè)是儲(chǔ)能多時(shí)間儲(chǔ)能的狀態(tài)評估，結(jié)合電池或者電池組的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過電池循環(huán)壽命測試的數(shù)據(jù)庫，不斷的訓(xùn)練和優(yōu)化，基于大數(shù)據(jù)的模型實(shí)現(xiàn)堅(jiān)持SOH和SOX的評估，以及電池壽命的預(yù)測。
基于彈性網(wǎng)絡(luò)的靈敏度和分析篩選的關(guān)鍵特征，構(gòu)建代數(shù)函數(shù)模型，深度學(xué)習(xí)獲得最優(yōu)權(quán)的矩陣，預(yù)測電池壽命提前100個(gè)充放電的循環(huán)，這是我們目前達(dá)到的指標(biāo)。
通過電池故障檢測與故障預(yù)警，實(shí)現(xiàn)電池的故障檢測，將故障精準(zhǔn)定位對于趨勢動(dòng)態(tài)的演變及時(shí)預(yù)測到，提升我們整個(gè)檢測能力和我們的特征信號(hào)的抓取。
針對儲(chǔ)能智能化的運(yùn)維，通過發(fā)現(xiàn)問題，基于上述的模型和分析，通過發(fā)現(xiàn)問題，告警事件的抓取和故障的診斷，通過解決問題，把環(huán)節(jié)固化下來，形成一整套故障診斷運(yùn)維的管理體系和評價(jià)手段和方法。
這套模型支撐儲(chǔ)能多功能的應(yīng)用輔助決策，能夠?qū)崿F(xiàn)一主多輔多功能的組合，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電站多功能決策持續(xù)結(jié)果，還有電堆的SOC分布等等。
最后整套體系基于云邊協(xié)同的架構(gòu)，通過跨平臺(tái)的微服務(wù)體系實(shí)現(xiàn)功能解耦，可拓展性比較強(qiáng)，通過電池簇，電站多層級的預(yù)警和定位，實(shí)現(xiàn)多功能的評價(jià)和輔助決策，最后出具診斷報(bào)告。
我們基于這個(gè)系統(tǒng)以及前面發(fā)現(xiàn)的一些隱患排查的問題，也是從比較關(guān)注的幾個(gè)點(diǎn)，包括溫度采集，可燃機(jī)監(jiān)測的角度，在現(xiàn)場做一些數(shù)據(jù)采集和分析。將整個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)完善起來，部署到現(xiàn)場儲(chǔ)能電站去，其中包括集中式的儲(chǔ)能電站的云邊部署方式，還有移動(dòng)式儲(chǔ)能電站的部署方式。
在寧波儲(chǔ)能電站已經(jīng)部署了儲(chǔ)能大數(shù)據(jù)平臺(tái)，這是我們杭州的儲(chǔ)能電站。
現(xiàn)場智能預(yù)警的必要性是非常明確的，非常有針對性的提升儲(chǔ)能現(xiàn)場的監(jiān)測水平。
大家都比較關(guān)注大數(shù)據(jù)分析，對于現(xiàn)場的檢測平臺(tái)開發(fā)我們做了一些工作，經(jīng)過現(xiàn)場開發(fā)工具，明確儲(chǔ)能檢測對象和建議性的檢測和校驗(yàn)工作，主要解決故障風(fēng)險(xiǎn)。包括電磁模組和系統(tǒng)，還有智能的系統(tǒng)，能夠有效支撐運(yùn)維的檢修工作。從儲(chǔ)能智能預(yù)警決策平臺(tái)的故障預(yù)判和方艙的校驗(yàn)，再回饋到大數(shù)據(jù)平臺(tái)，支撐我們的檢修平臺(tái)更高效，更智能化的開展。
謝謝大家。
