中國儲能網(wǎng)訊：
列舉兩例電化學(xué)儲能電站火災(zāi)案例及可能的原因
1.2017年韓國京畿道抱川市儲能電站火災(zāi)
事件概述：這次事故中，一座裝機(jī)容量為2.8兆瓦時（MWh）的鋰離子電池儲能站發(fā)生了大規(guī)模火災(zāi)，并導(dǎo)致數(shù)個電池集裝箱被完全燒毀。
事故分析原因：
(1)電池?zé)崾Э兀轰囯x子電池在過充、短路或者內(nèi)部缺陷等因素作用下，可能會引發(fā)單體電池的熱失控反應(yīng)，即電池內(nèi)部溫度急劇升高，釋放大量熱量和氣體。一旦熱失控在電池簇內(nèi)擴(kuò)散，極易造成連鎖反應(yīng)，最終導(dǎo)致火災(zāi)。
(2)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與管理缺陷：儲能電站的消防設(shè)施配置不足或運(yùn)行不正常，未能有效隔離并撲滅初期火源。另外，監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的靈敏度和響應(yīng)速度不夠，可能導(dǎo)致無法及時發(fā)現(xiàn)和處理早期異常。
(3)電池品質(zhì)問題：電池生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的質(zhì)量控制問題，如電極材料一致性差、隔膜耐熱性不足等，都可能增加電池在長期使用或極端工況下的故障風(fēng)險(xiǎn)。
(4)運(yùn)維不當(dāng)：日常運(yùn)維過程中的疏忽，例如充電策略不合理、散熱措施不到位、維護(hù)檢查不及時等，也可能誘發(fā)電池?zé)崾Э亍?
(5)外部因素：極端氣候條件、電氣設(shè)備故障或其他外來沖擊造成的機(jī)械損壞，也可能是儲能電站火災(zāi)的誘因之一。
2.北京國軒福威斯公司儲能電站火災(zāi)事故
事件概述：2021年4月16日，北京，當(dāng)時國軒福威斯公司的儲能電站發(fā)生了火災(zāi)，在消防隊(duì)處置南區(qū)火情的過程中，北區(qū)在未有明顯征兆的情況下突然發(fā)生爆炸，造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，包括2名消防員犧牲，1名消防員受傷。
雖然具體的事故調(diào)查報(bào)告沒有詳細(xì)公開，但此類電化學(xué)儲能電站火災(zāi)一般與以下因素有關(guān)，可能的原因如下：
(1)電池?zé)崾Э兀喝玟囯姵貎?nèi)部的熱失控反應(yīng)，可能由于電池單體過充、內(nèi)短路、制造缺陷等引發(fā)。
(2)系統(tǒng)集成問題：儲能系統(tǒng)的安全防護(hù)措施不足或者失效，例如電池管理系統(tǒng)（BMS）未能有效監(jiān)控電池狀態(tài)，以及溫度控制、壓力釋放等安全設(shè)計(jì)存在問題。
(3)運(yùn)維管理不當(dāng)：可能涉及日常維護(hù)不到位，比如充電策略不合理導(dǎo)致電池過熱，或是消防設(shè)施配備及應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行不力。
(4)外部環(huán)境或設(shè)備故障：極端氣候條件下的運(yùn)行挑戰(zhàn)，或者電氣設(shè)備的老化、故障等意外情況，都可能是觸發(fā)火災(zāi)的因素之一。
電化學(xué)儲能系統(tǒng)的分級消防系統(tǒng)
電化學(xué)儲能系統(tǒng)的分級消防系統(tǒng)通常根據(jù)儲能系統(tǒng)的模塊化結(jié)構(gòu)和潛在火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般來說，這種分級方案旨在實(shí)現(xiàn)早期探測、局部快速響應(yīng)以及全面的火情控制和抑制。
1. PACK級消防系統(tǒng)：
? 在電池PACK層面，采用精細(xì)到單個或多個電池模組的消防措施，例如安裝溫度傳感器、煙霧探測器等實(shí)時監(jiān)測每個PACK的狀態(tài)。
? 配置專門針對鋰離子電池?zé)崾Э靥攸c(diǎn)設(shè)計(jì)的滅火劑，如全氟己酮（HFC-236fa）、Novec 1230等潔凈氣體滅火劑，能在不導(dǎo)電且無殘留物的情況下迅速滅火并降溫。
? 設(shè)計(jì)PACK內(nèi)部或周邊的噴頭布置，確保一旦發(fā)生火情，能直接將滅火劑送達(dá)著火點(diǎn)。
2. 集裝箱級消防系統(tǒng)：
? 儲能集裝箱作為更大的防護(hù)單元，會在內(nèi)部設(shè)置更為全面的火災(zāi)報(bào)警與滅火系統(tǒng)，包括感溫光纖、紅外熱成像等高級探測技術(shù)，以及集成化的氣體滅火裝置。
? 確保集裝箱整體具備良好的耐火性能，并在必要時能啟動整體滅火程序，對整個集裝箱空間進(jìn)行高效滅火和持續(xù)降溫。
3. 站級消防系統(tǒng)：
? 在儲能電站整體布局上，除了各儲能集裝箱自身的消防設(shè)施外，還會配置站區(qū)范圍內(nèi)的消防栓、干粉滅火器、砂箱等常規(guī)消防器材。
? 對于電氣預(yù)制艙等關(guān)鍵區(qū)域，可能采用柜式七氟丙烷自動滅火系統(tǒng)或其他固定式氣體滅火系統(tǒng)。
? 引入智能消防預(yù)警系統(tǒng)，利用大數(shù)據(jù)分析預(yù)測火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，提高火情早期發(fā)現(xiàn)能力。
設(shè)計(jì)時需要遵循國家和行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，比如《電化學(xué)儲能電站設(shè)計(jì)規(guī)范》、《鋰離子電池儲能系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)程》等，同時結(jié)合工程實(shí)際情況和國際最佳實(shí)踐，確保儲能電站的消防安全。設(shè)計(jì)過程中要貫徹“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的方針，充分考慮設(shè)備安全、人員疏散及環(huán)境保護(hù)等因素。
電化學(xué)儲能系統(tǒng)大數(shù)據(jù)主動安全及智能運(yùn)檢系統(tǒng)
電化學(xué)儲能系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)主動安全及智能運(yùn)檢系統(tǒng)是一種利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、云計(jì)算以及人工智能（AI）等先進(jìn)技術(shù)的綜合解決方案。該系統(tǒng)旨在實(shí)時監(jiān)測和預(yù)防儲能系統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，提高設(shè)備的安全性，并通過智能化運(yùn)維手段提升整體運(yùn)營效率。具體功能包括但不限于：
1. 大數(shù)據(jù)實(shí)時監(jiān)控：通過布置在儲能系統(tǒng)各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上的傳感器收集大量實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)，如電池電壓、電流、溫度、SOC（荷電狀態(tài)）、SOH（健康狀態(tài)）等，實(shí)現(xiàn)對儲能系統(tǒng)的全面在線監(jiān)測。
2. 智能預(yù)警與故障診斷：運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和分析，提前發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，例如單體電池異常、熱失控風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測等，及時發(fā)出預(yù)警信號，以便運(yùn)維人員采取相應(yīng)措施。
3. 自主調(diào)節(jié)與優(yōu)化控制：根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，系統(tǒng)能夠自動調(diào)整運(yùn)行策略，優(yōu)化充放電過程，減少不必要損耗，延長電池使用壽命，并在緊急情況下迅速響應(yīng)，啟動安全保護(hù)機(jī)制。
4. 遠(yuǎn)程智能運(yùn)維：建立統(tǒng)一的云平臺，實(shí)現(xiàn)儲能電站的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控和管理，提供故障定位、性能評估、維護(hù)建議等功能，降低運(yùn)維成本，提高工作效率。
5. 消防安全管理：集成消防預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)控環(huán)境參數(shù)，確?；馂?zāi)等危險(xiǎn)情況發(fā)生時能快速識別并啟動相應(yīng)的消防應(yīng)急預(yù)案。
6. 合規(guī)性與標(biāo)準(zhǔn)化：系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循國家和行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，保證儲能電站的安全、穩(wěn)定和高效運(yùn)行。
電化學(xué)儲能系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)主動安全及智能運(yùn)檢系統(tǒng)是保障儲能設(shè)施安全運(yùn)行、有效管理和經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)維的重要支撐工具。
電化學(xué)儲能系統(tǒng)大數(shù)據(jù)主動安全預(yù)警的原理及作用
電化學(xué)儲能系統(tǒng)大數(shù)據(jù)主動安全預(yù)警的原理主要基于對大量實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、分析與處理，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電池單體、模塊及系統(tǒng)的全面監(jiān)控，并結(jié)合人工智能算法預(yù)測潛在風(fēng)險(xiǎn)。
（一）原理：
1. 數(shù)據(jù)采集：在儲能系統(tǒng)中布置多種傳感器和檢測設(shè)備，持續(xù)收集包括但不限于電池電壓、電流、溫度、內(nèi)阻、SOC（荷電狀態(tài)）、SOH（健康狀態(tài)）等關(guān)鍵參數(shù)。
2. 數(shù)據(jù)分析：將收集到的數(shù)據(jù)上傳至云端或本地服務(wù)器進(jìn)行整合存儲，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)和AI算法進(jìn)行深度學(xué)習(xí)和模式識別。
3. 異常檢測與預(yù)測：通過分析歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時變化趨勢，識別出電池性能劣化、熱失控前兆等異?，F(xiàn)象。例如，利用機(jī)器學(xué)習(xí)模型可以提前發(fā)現(xiàn)電池組內(nèi)部溫度分布不均、局部過熱、電壓波動等可能導(dǎo)致安全事故的問題。
4. 預(yù)警響應(yīng)：當(dāng)系統(tǒng)檢測到潛在的安全隱患時，會觸發(fā)預(yù)警機(jī)制，通知運(yùn)維人員采取相應(yīng)措施，如調(diào)整充放電策略、隔離故障單元，甚至啟動滅火系統(tǒng)等應(yīng)急方案。
（二）作用：
1. 預(yù)防性維護(hù)：通過對電池系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時了解和潛在問題的早期發(fā)現(xiàn)，能夠及時進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，避免突發(fā)事故的發(fā)生。
2. 延長壽命：降低由于濫用、過充/過放、高溫工作等導(dǎo)致的電池壽命衰減，提高整個儲能系統(tǒng)的使用壽命。
3. 保障安全：有效防止電化學(xué)儲能系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)、爆炸等重大安全事故，提升電站的安全運(yùn)營水平。
4. 優(yōu)化調(diào)度：根據(jù)系統(tǒng)的健康狀況和安全預(yù)警信息，合理優(yōu)化儲能系統(tǒng)的充放電策略，確保系統(tǒng)穩(wěn)定高效運(yùn)行。
5. 降低運(yùn)維成本：通過精準(zhǔn)預(yù)判故障和智能運(yùn)維，減少不必要的現(xiàn)場檢查和維修成本，提高運(yùn)維效率。
