中國儲能網(wǎng)訊:磷酸鐵鋰電池儲能設備如何布置最為直觀但至關重要,關乎能否有效的實現(xiàn)防火隔離,避免發(fā)生火災時的事故擴散。在以往的設計中,防火距離與設備布置一般參照約定俗成的習慣來進行,并無太多可參照的依據(jù)。近期發(fā)布的技術標準和政策文件,對儲能電站的布置提出了具體要求。
本文以國標《電化學儲能電站設計規(guī)范》(征求意見稿)為主要依據(jù),結合《防止電力生產事故的二十五項重點要求(2022年版)(征求意見稿)》的相關要求。對比團標《預制艙式磷酸鐵鋰電池儲能電站消防技術規(guī)范》(T/CEC 373-2020)和美標《standard for the installation of stationary energy storage systems》(NFPA 855-2020)相關建議或要求。
“二十五項重點要求(征求意見稿)”提出鋰離子電池設備間不得設置在人員密集場所,不得設置在有人居住或活動的建筑物內部或其地下空間。鋰離子電池設備間應單層布置,宜采用預制艙式??梢钥闯?,政策文件推薦儲能電池采用預制艙戶外布置,艙體采用單層布置。
補充說明的是,文件提出的中大型電化學儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池,在社會上引發(fā)很大討論,但其實目前國內的電化學儲能市場,三元鋰和鈉硫電池在儲能中已基本不再使用,對儲能行業(yè)和產業(yè)現(xiàn)狀的影響微乎其微。
儲能電站的主要布置型式主要分為全戶外布置、全戶內布置和半戶內布置三類。
全戶外布置
全戶外布置是指儲能電池、PCS、變壓器、配電設施等采用艙體或機柜集成后戶外布置的型式??紤]鋰電池的安全問題和施工工期等因素,全戶外布置是目前儲能電站最常用的布置方式。
根據(jù)國標征求意見稿,鋰離子電池艙堆疊不宜超過兩層。電池艙至丙、丁、戊類生產建筑的防火間距不小于20m或25m;至油浸式主變的防火間距不小于25m;至民用建筑物的防火間距不小于25m或30m。
電池艙儲能系統(tǒng)單個分區(qū)不宜超過50MWh,相鄰分區(qū)之間不宜不應小于10m。
戶外電池艙長邊和短邊間距均不宜小于3m,電池艙距離站內道路路邊不小于1m。
對照行業(yè)之前普遍參照的團標T/CEC 373,電池艙至丙、丁、戊類生產建筑和油浸式變壓器的距離均為10m,國標征求意見稿提出了更嚴苛的要求;此外T/CEC 373規(guī)定電池艙之間長邊間距不小于3m、短標間距不小于4m,而國標統(tǒng)一規(guī)定不小于3m。
參照美國國家標準NFPA855防火距離相關要求,電池艙距建筑物、易燃性材料等距離為3.048m,遠小于國內標準要求。
全戶內布置
半戶內布置是指儲能電池、PCS、變壓器、配電設施等均在建筑物內戶內布置的型式。國內湖南長沙、福建晉江等地均有中大型儲能電站戶內布置的案例。
根據(jù)國標征求意見稿,電池廠房耐火等級不低于二級,電池廠房不應設置于地下或半地下。
電池廠房至電池艙、油浸式變壓器、單層或多層的民用建筑的防火間距不小于25m;至丙、丁、戊類生產建筑的防火間距不小于12-14m。
電池室四周隔墻為耐火極限不低于4h的防火墻;頂部和底部樓板的耐火極限不低于2h。單層單個電池室額定能量不超過30MWh,多層單個電池室額定能量不超過15MWh。
半戶內布置
半戶內布置一般指將儲能電池等部分設施戶外艙體或柜體布置,配電設施等建筑物戶內布置的型式。例如,蘇州昆山電網(wǎng)側儲能電站將儲能電池艙戶外布置,PCS、變壓器、配電設施等均戶內布置,壓縮占地面積,提升運維水平。
對于半戶內布置,電池艙之間的防火間距以及電池艙距其他設備、建筑物的防火間距與全戶外布置要求一致。但由于半戶內布置同時存在電池艙和生產建筑兩種型式,對于如何滿足各自防火間距的要求更需重視。
需要說明的是,當不滿足相關防火距離要求時,一般可通過設置防火墻進行隔離。例如電池艙之間不滿足3m的要求時,可設置防火墻,防火隔墻的超過外輪廓投影范圍外側各1m。對比NFPA855第4.4.3.3.1條的要求,防火隔墻需超過兩側和高度各1.5m。
國標和“二十五項要求”目前仍在征求意見階段,尚未正式發(fā)布;團標T/CEC 373和美標NFPA855也不能完全作為執(zhí)行依據(jù),只能作為參照依據(jù)。但由于儲能電站安全問題的重要性和現(xiàn)有相關標準要求的缺乏,上述文件仍是目前行業(yè)工程設計的重要依據(jù),隨著相關技術標準和管理規(guī)定的正式發(fā)布,儲能電站的布置問題將會得到有效解決。