中國儲能網(wǎng)訊：7月9-10日，由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會聯(lián)合江蘇省電機工程學會、國網(wǎng)江蘇省電力公司電力科學研究院、國網(wǎng)四川綜合能源服務有限公司、國網(wǎng)浙江綜合能源服務有限公司、中國能源建設集團江蘇省電力設計院有限公司、中國科學院電工研究所儲能技術(shù)組等單位共同主辦的“第五屆全國電網(wǎng)側(cè)暨用戶側(cè)儲能技術(shù)應用高層研討會”在江蘇南通文峰酒店召開。
在本次會議上，TüV北德集團中國區(qū)系統(tǒng)平衡部件及儲能系統(tǒng)運營總監(jiān)魏詩夢分享了主題報告《IEC 62933-5-2 并網(wǎng)電化學儲能系統(tǒng)安全要求》?，F(xiàn)在，小編經(jīng)過授權(quán)，將演講內(nèi)容整理如下：
魏詩夢：各位專家大家好！我來自TüV北德集團魏詩夢，今天給大家分享的話題來自于電化學儲能系統(tǒng)安全方面的標準要求。
簡單介紹一下我們TüV北德集團，我們是做第三方的檢驗檢測的技術(shù)服務支持和咨詢的服務的公司，主要在各個領域，包括航空航天、自然資源等等我們的整個業(yè)務范圍也涵蓋了工業(yè)、生活、資源，包括氫能源這個板塊，在各個領域之間我們在全球有一萬多名專家為全世界的各項技術(shù)提供服務。
我們在這兩年做了很多技術(shù)調(diào)查，做產(chǎn)品檢測認證的時候也發(fā)現(xiàn)了整個儲能行業(yè)是在非常快速的發(fā)展中。大家也知道最近像北京等地區(qū)都發(fā)生了很多儲能電站安全性的問題，我們最近也收到很多來自北京地區(qū)的安全檢查咨詢和技術(shù)服務的要求。
所以說在安全這塊，在我們行業(yè)蓬勃發(fā)展的時候，對它的考量和意識其實是急需加強和更深入了解的。我在儲能這個行業(yè)也有三四年的時間，再往前是在光伏這個行業(yè)做檢測認證的，兩個行業(yè)相似點是在于光伏行業(yè)在十年前差不多是現(xiàn)在這樣的狀態(tài)，是個項目井噴，各種新技術(shù)在不停發(fā)展，成本在下降，項目在不斷增加的現(xiàn)狀。
在這個一方面有些趕工期和項目的時候，一方面對于安全的意識，也包括人員和人才的資源短缺的時候，在這樣的背景下就會發(fā)生比較多的安全事故。目前從標準角度和技術(shù)服務角度來講，國際上的標準是滯后于我們的需求，我們標準這塊其實是缺少了很多內(nèi)容。在安全這塊的標準，國際上我大概列了四個，一個是IEC的62933系列，主要是電化學的儲能安全要求，有德國的要求VDE-AR-E 2510-50，雖然是德國國家標準的，但基本上在歐盟也是作為比較適用的安全規(guī)定。還有美國那邊的UL9540和NFPA855的防火要求。剩下的安全性標準就不多了，國標目前有寫一部分，中國比IEC和UL這些國際性標準更近一步，目前的團體標準也好，行業(yè)標準也好，是比較細致和完善的，包括最近剛發(fā)布了一個國標的運維系統(tǒng)的標準。
IEC 62933的標準今天是我主要介紹的，它的編寫思路其實和別的標準不太一樣，它不像我們做產(chǎn)品認證的標準，說我這個東西12345需要滿足哪些要求或者做哪些測試，只要通過了就行。其實這個標準是比較完善的方法類的標準，指導大家以什么樣的思路做儲能系統(tǒng)的安全設計。
今天主要講電化學儲能系統(tǒng)的要求。這個標準最主要的是對人的安全方面的考慮以及周圍環(huán)境上的安全性考慮；涉及到的是我們在做設計或者做電站開發(fā)沒有考慮到的關(guān)鍵點，叫全生命周期。這個生命周期從我們的理解來看，不只是說電站，比如說質(zhì)保5年或者10年，不只是在質(zhì)保范圍內(nèi)，可能到整個電站實際運營15年、20年，中間換了各種各樣的部件，在整個過程中間都需要對它的安全進行考量和完整的運維設計要求。
先給大家介紹四個概念，一個是關(guān)于什么叫安全。其實安全是說，沒有一件事情，或者沒有一樣物體是100%的安全，安全的概念是沒有不可以接受的風險，也就是說風險永遠是存在的，但這個風險是不是我們能夠接受，是不是能把我們已經(jīng)預知到的風險降低到最低，這是我們平時要考慮的。在做安全設計的時候，如果能把我們預知到的風險都降到最低，那這就是我們所認為的標準意義上我們能接受的安全。
整體上我們要去識別所有的危險，同時對這些危險進行識別之后來確定風險是什么，通過各種各樣的手段來降低風險，以達到我們所需要的安全要求。
整個風險評估和安全要求分為三個大板塊，一個叫危險識別，識別我們有哪些危險，然后進行風險的評估和降低，然后進行驗證和相關(guān)的測試來確保我這些手段和風險降低的方法是有效的。
這是我們儲能系統(tǒng)的大概框圖，它分為三個部分，第一個部分是包括電池和PCS，第二是它的附件，第三是通通訊接口，主要是這三大塊。所以我們在做電力系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)安全性設計的時候，分別對各個不同板塊所對應的功能要進行安全性的分析。
標準有把我們系統(tǒng)按照它的幾個利用場景和設計容量分了四個大的類型，包括了高壓和低壓的，也包括了現(xiàn)場是否有人在運行的情況。
從危險來講，我們的儲能系統(tǒng)主要考慮到危險的內(nèi)容，包括了電氣性的危險，比如說發(fā)生短路或者電流拉弧等等情況，包括機械性的危險，比如東西倒塌了，對正在運維的人產(chǎn)生的風險等等。
這些危險其實互相之間并不是獨立的，比如說我發(fā)生了電氣的危險，我發(fā)生了過壓，同時會導致溫度的上升，也會導致爆炸。
我們知道像電化學，它和我們傳統(tǒng)的火災三角是有區(qū)別的，比如說像我們傳統(tǒng)要生一堆火，那我們首先需要木頭作為燃料，然后需要空氣的引入，同時也需要高溫度也就是引燃的火，需要這三個因素同時作用才能把火生起來，但是對于電化學系統(tǒng)來講，它可以不需要氧氣的參與，只需要溫度高就可能會發(fā)生不能自主停下來的化學反應，導致了火災的危險和爆炸的危險。
所以說，在整個的系統(tǒng)設計的時候，要充分的考慮到各種各樣的危害或者在考慮到消防的時候，并不是把氧氣抽空就會停止燃燒，這塊是值得注意的。之前也發(fā)生過一些密閉的倉門發(fā)生了燃燒之后把倉門打開了產(chǎn)生了突然間的爆炸。
剛才我們提到，整個流程是找到危險源，分析它的風險，我們在做風險分析的時候有各種各樣不同的方法，包括自下而上的，也包括自上而下的。比如使用自上而下的方法，我們先確定了它的失效情況，比如說產(chǎn)生了爆炸，去找這些爆炸的可能性是什么，然后一點一點把可能性列出來進行分析。當然也有一些組合式的分析方法。
關(guān)于我們考慮到的風險評估的情況，我們需要充分考慮到這個儲能系統(tǒng)的可能帶來風險和危險的來源，比如說外部的侵入，它的應用場景是什么樣的，是不是有無人照看的運行等等。
對于可能發(fā)生的風險比如說有一些不合適的工作環(huán)境和條件，整個儲能系統(tǒng)放在一個沙漠里，室外的溫度很高，如果沒進行良好的通風和熱循環(huán)的設計，那很容易產(chǎn)生爆炸或者是高溫運行的狀況。
關(guān)于預防措施和保護措施，預防措施是我們在做整個儲能系統(tǒng)設計的時候就應該考慮到各種風險之后做一定的預防，盡量讓危險和危害不產(chǎn)生。保護措施是說，當這些危險危害產(chǎn)生了之后，我們?nèi)绾慰梢钥刂扑绾谓档臀覀兯軒砘蛘弋a(chǎn)生對人體的危害，把傷害降到最低。
關(guān)于運維這塊，其實電站的運維，儲能電站在運維經(jīng)驗中整個行業(yè)略微有些短缺，不管是從標準本身還是從實際的運維經(jīng)驗來講，儲能電站的運維其實是非常重要的。在當中對于及時盡早的能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)上的問題比如說電池老化或者電池一致性不好了這樣的情況，在整個運行情況是短缺的。
我們之前也做過電站的調(diào)查，在江蘇那邊運行了大概三年左右的電站，當時的設計思路是每天一充一放，但當我們?nèi)タ戳藢嶋H的運行記錄和現(xiàn)場檢測之后，電池的壽命只剩20%、30%了，實際的充放電每天循環(huán)大概到10-15個小時左右的樣子。設計是這樣的充放電循環(huán)，但在實際運行中，因為各種各樣的原因，運維知識缺乏也好還是實際運行的需求也好，導致實際壽命大大的降低。
我再舉例子，是關(guān)于不同系統(tǒng)，按照剛才分的四個大類別，不同的系統(tǒng)需要怎么樣的設計思路。比如說有沒有人占有這個地方，會要求是否使用防火門以及消防系統(tǒng)需要就近還是一定要在現(xiàn)場等等。
整個從設計這塊，我們儲能系統(tǒng)有四個層別，一個層別是叫控制和監(jiān)控，怎么樣來進行日常的運行，對所有的措施在設計的時候進行預防的考量，然后到現(xiàn)應急響應和區(qū)域應急響應。
事實上，當電站發(fā)生了危害，比如說爆炸和起火的時候，我們的區(qū)域性的聯(lián)動也是非常重要的。比如美國之前亞利桑那州爆炸事件也是，他們的消防隊員也沒有經(jīng)驗，我們電站的業(yè)主或者運維方也沒有起早和運維方機構(gòu)溝通，明確電化學的儲能系統(tǒng)應該怎么樣滅火和做消防，也是導致了當時產(chǎn)生了爆炸和人員的傷亡情況的因素之一。
所以我建議在我們電化學儲能系統(tǒng)已經(jīng)投入運營之后，能夠及時的和就近消防的系統(tǒng)進行提早的溝通，包括告訴他們我們是電化學的儲能系統(tǒng)，應該要怎么樣滅火，是否可以隨意打開倉門進行降溫處理等等，因為這和我們?nèi)粘Ｏ栏拍?，一個是體量上不一樣，它的能量上也不一樣，所以說需要提前進行溝通和互相之間的協(xié)作。
在剛才我們說了發(fā)現(xiàn)風險進行風險的預估之后，怎么樣進行方法驗證，標準里也提到了，包括有可以參考的標準，我就不一一讀了，它是根據(jù)我們剛才提到的風險，描述了驗證措施是否有效的方法。
簡單舉個例子，關(guān)于EMC電磁兼容的例子，在我們這樣不同類型的電站，比如說是低壓系統(tǒng)或者高壓系統(tǒng)的電站，需要什么方式進行電磁兼容的安全性驗證，來確保設計是符合要求的。
最后提一下關(guān)于全生命周期這件事，最開始也講了，關(guān)于全生命周期我們電站的運行10年、15年，到最后的回收，這塊在我們做電站設計的時候就應該考慮到這塊內(nèi)容，該如何做電池更換和電池退役之后的回收，這塊要在設計和做整個經(jīng)濟效益考量的時候都要計算進去。
整個標準剛才有提到，是關(guān)于指導性的大綱，怎么做這些設計。TüV北德會根據(jù)整個電站的開發(fā)流程驗證性文檔和內(nèi)容，以及現(xiàn)場測試結(jié)果結(jié)合起來，可以對儲能的電站系統(tǒng)安全標準進行證書發(fā)放和核查。
整個標準其實是偏功能安全的整體考量思路的，怎么樣保證系統(tǒng)在功能上是安全的，但實際上我們現(xiàn)在的功能安全意識也好，有功能安全分析能力的工程師也好，在國內(nèi)是很短缺的。通過今天這場大會，也想呼吁大家在安全方面，除了考慮電站的經(jīng)濟效益，也要考慮到整個電站的安全和平時日常運維的要求。
我今天就介紹到這里，后面有想交流的可以隨時聯(lián)系，謝謝大家。
