中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：隨著新能源技術(shù)的快速發(fā)展，鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)因其高效、環(huán)保的特性，被廣泛應(yīng)用于能源存儲(chǔ)領(lǐng)域。然而，鋰電池的安全問(wèn)題一直是行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。近年來(lái)，儲(chǔ)能電站火災(zāi)事故頻發(fā)，給人們敲響了警鐘。如何保障鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全運(yùn)行，成為亟待解決的問(wèn)題。
一、背景：鋰電池安全問(wèn)題的現(xiàn)狀
自2017年以來(lái)，儲(chǔ)能電站火災(zāi)事故頻發(fā)，給行業(yè)帶來(lái)了巨大損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅2017年起就有35起儲(chǔ)能電站火災(zāi)，平均每1.5GWh的儲(chǔ)能系統(tǒng)就可能遭遇一次火災(zāi)事故。這些事故不僅造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還引發(fā)了人們對(duì)鋰電池安全性的擔(dān)憂。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，國(guó)家相關(guān)部門陸續(xù)出臺(tái)了一系列標(biāo)準(zhǔn)和文件，要求增強(qiáng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)和分析預(yù)警能力。然而，現(xiàn)有的技術(shù)手段仍存在諸多不足，例如傳統(tǒng)的被動(dòng)運(yùn)維模式難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，離線檢測(cè)耗時(shí)長(zhǎng)且成本高，人工檢修效率低下等。此外，現(xiàn)有的電池管理系統(tǒng)（BMS）也存在數(shù)據(jù)采集精度不足、缺乏自適應(yīng)調(diào)整能力等問(wèn)題，難以滿足鋰電池全生命周期的安全管理需求。
二、解決方案：從被動(dòng)到主動(dòng)的安全管理
面對(duì)鋰電池安全的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，主動(dòng)安全管理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。該技術(shù)通過(guò)數(shù)據(jù)、機(jī)理和半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷娜诤?，?gòu)建了一個(gè)全方位的鋰電池健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)。它不僅能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)鋰電池的電壓、電流、溫度等關(guān)鍵參數(shù)，還能通過(guò)深度學(xué)習(xí)和人工智能算法，對(duì)電池的健康狀態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)評(píng)估和預(yù)測(cè)。
這項(xiàng)技術(shù)的核心在于構(gòu)建了一個(gè)“預(yù)警-運(yùn)維”防控體系。通過(guò)三級(jí)防控機(jī)制，從風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別、電池故障監(jiān)測(cè)到熱失控預(yù)警，層層遞進(jìn)，有效降低了事故風(fēng)險(xiǎn)。例如，系統(tǒng)能夠在電池出現(xiàn)異常衰竭、內(nèi)短路等早期故障時(shí)發(fā)出預(yù)警，并提供針對(duì)性的運(yùn)維建議，避免故障進(jìn)一步惡化。此外，基于大數(shù)據(jù)分析和模式識(shí)別技術(shù)，系統(tǒng)還能對(duì)BMS失效、制冷設(shè)備故障等常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行精準(zhǔn)診斷，及時(shí)排除安全隱患。
三、關(guān)鍵技術(shù)：智能化的安全守護(hù)
主動(dòng)安全管理技術(shù)涵蓋了多項(xiàng)關(guān)鍵創(chuàng)新。首先，它采用了基于數(shù)據(jù)-物理融合模型的電池狀態(tài)評(píng)估方法，通過(guò)深度學(xué)習(xí)和遷移學(xué)習(xí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋰電池健康狀態(tài)的跨數(shù)據(jù)域估計(jì)。這意味著即使在復(fù)雜的工況下，系統(tǒng)也能準(zhǔn)確評(píng)估電池的剩余壽命和性能衰減情況。
其次，系統(tǒng)通過(guò)高斯混合模型和離群點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)，能夠快速識(shí)別電池的異常衰竭和內(nèi)短路現(xiàn)象。例如，當(dāng)某個(gè)電池單元的內(nèi)阻突然增加或自放電率異常升高時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立即發(fā)出警報(bào)，并建議采取相應(yīng)的措施。這種早期預(yù)警機(jī)制為運(yùn)維人員爭(zhēng)取了寶貴的時(shí)間，避免了事故的發(fā)生。
此外，系統(tǒng)還融合了專家知識(shí)和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建了一個(gè)智能運(yùn)維知識(shí)圖譜。運(yùn)維人員可以根據(jù)系統(tǒng)的建議，快速定位問(wèn)題并采取有效的解決措施。這種智能化的運(yùn)維方式不僅提高了效率，還大大降低了人為失誤的風(fēng)險(xiǎn)。
四、實(shí)際應(yīng)用：守護(hù)儲(chǔ)能電站的安全運(yùn)行
儲(chǔ)能電站主動(dòng)安全管理技術(shù)已經(jīng)在多個(gè)大型儲(chǔ)能電站得到了實(shí)際應(yīng)用，累計(jì)覆蓋儲(chǔ)能裝機(jī)容量超過(guò)3.5GWh。在內(nèi)蒙古、江蘇、山東等地的儲(chǔ)能項(xiàng)目中，該技術(shù)成功檢出了多起B(yǎng)MS故障、制冷設(shè)備故障和電池異常事件，并及時(shí)采取了措施，避免了事故的發(fā)生。
例如，在某儲(chǔ)能電站中，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到部分電池艙存在過(guò)充過(guò)放的異常情況。經(jīng)過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)是BMS的SOC評(píng)估不準(zhǔn)確導(dǎo)致的。運(yùn)維人員根據(jù)系統(tǒng)的建議，對(duì)BMS進(jìn)行了校準(zhǔn)，成功排除了安全隱患。在另一起案例中，系統(tǒng)提前預(yù)警了電池艙的溫度異常，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是BMS通訊故障導(dǎo)致液冷系統(tǒng)無(wú)法正常工作。及時(shí)的處理避免了電池過(guò)熱引發(fā)的火災(zāi)事故。
五、未來(lái)展望：智能化安全管理的廣闊前景
隨著人工智能、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全管理將進(jìn)入一個(gè)全新的智能化時(shí)代。未來(lái)的管理系統(tǒng)將更加精準(zhǔn)、高效，能夠?qū)崟r(shí)感知電池的健康狀態(tài)，并自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行策略，實(shí)現(xiàn)真正的“無(wú)人值守”運(yùn)行。
此外，智能化的安全管理系統(tǒng)還將與能源互聯(lián)網(wǎng)深度融合，通過(guò)優(yōu)化儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電策略，提高能源利用效率，降低運(yùn)營(yíng)成本。這不僅有助于提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，還將為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供有力支持。
