中國儲能網(wǎng)訊：5月19日至21日，“第八屆中國國際儲能大會”在深圳隆重召開， 來自中國、美國、德國、英國、加拿大、西班牙、日本、韓國、澳大利亞等國和地區(qū)1500余位政府機(jī)構(gòu)、科研院所、行業(yè)組織、電力公司、新能源項目單位、系統(tǒng)集成商等代表出席本次大會。
TüV南德意志集團(tuán)華南區(qū)智能電力部-光伏及儲能系統(tǒng)項目經(jīng)理吳候福在儲能電站專場，以“讓集裝箱儲能系統(tǒng)更安全 – 標(biāo)準(zhǔn) PPP 59044A ”為題，發(fā)表了精彩演講。
演講內(nèi)容如下：
吳候福：各位領(lǐng)導(dǎo)、各位嘉賓，大家早上好！我來自TUV南德意志集團(tuán)華南區(qū)智能電力部光伏及儲能系統(tǒng)項目經(jīng)理，今天跟大家分享的題目是“讓集裝箱儲能系統(tǒng)更安全——基于TüV SüD標(biāo)準(zhǔn)PPP59044A的要求”。
安全標(biāo)準(zhǔn)的制定主要的目的是為了解決技術(shù)進(jìn)步過程中帶來的技術(shù)風(fēng)險，也就是說技術(shù)進(jìn)步了，并不意味著我們的世界會更安全。比如說唐朝的人不可能會被汽車撞死，只有在汽車發(fā)展的過程中可能才會帶來車禍這樣的安全問題。也就是說隨著儲能系統(tǒng)的誕生，我們也會迎來儲能系統(tǒng)帶來的技術(shù)風(fēng)險。這樣，我們就需要儲能系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn)來降低和解決儲能系統(tǒng)的技術(shù)風(fēng)險。
在電池儲能系統(tǒng)領(lǐng)域，國際文獻(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)把它的技術(shù)風(fēng)險大概歸為六類，一類是電氣風(fēng)險方面的，比如說電擊、過流、過壓的風(fēng)險；第二是和電能相關(guān)的風(fēng)險，比如說一些電氣拉弧對人的傷害；第三是火災(zāi)風(fēng)險，電池儲能系統(tǒng)的電池，包含有可燃的物質(zhì)如鋰。比如美國夏威夷某個儲能電站就發(fā)生過著火；第四是爆炸風(fēng)險，電池釋放出來的氫氣可能導(dǎo)致發(fā)生爆炸的風(fēng)險；第五是化學(xué)風(fēng)險，比如說對皮膚的灼傷，有毒氣體的吸入；第六是機(jī)械風(fēng)險，比如說鋒利的邊緣對人的割傷，還有爆炸以后飛濺出來的部件對人的傷害。
我們該怎么降低這些技術(shù)風(fēng)險呢？如果我們前期不對風(fēng)險進(jìn)行管控，風(fēng)險會隨著時間的推移積累越來越大，而且它造成的損失也會越來越大，只有我們在前期可研或者更早期把風(fēng)險管控好，風(fēng)險造成的損失就會隨著時間的推移慢慢減少。降低儲能技術(shù)風(fēng)險的主要措施有哪些呢？包括配備個人防護(hù)措施、完善企業(yè)或者是電站的管理制度，對風(fēng)險源管控，包括控制和隔離，以及將高危險的零部件或者產(chǎn)品替換為低風(fēng)險的零部件或子系統(tǒng)，及把整個系統(tǒng)移除。這個圖是關(guān)于降低BESS技術(shù)風(fēng)險的措施，從下往上，風(fēng)險管控效果越明顯，風(fēng)險越低。整個系統(tǒng)移除在風(fēng)險管控上面是最能根本性解決的。但是如果我們移除一個儲能系統(tǒng)，它就不會有經(jīng)濟(jì)價值了，所以這個方法只能在風(fēng)險源非常大，它的危害超過它的經(jīng)濟(jì)價值的時候，我們才會做這一步的動作。更有效的方式是怎么做呢？就是用一些低風(fēng)險的產(chǎn)品替換高風(fēng)險的產(chǎn)品。從測試認(rèn)證角度來看，就是用已經(jīng)使用有認(rèn)證過或者做過型式測試的零部件和子系統(tǒng)，替換高風(fēng)險的零部件和子系統(tǒng)。對儲能系統(tǒng)來講，它應(yīng)該滿足哪些安全的要求來降低風(fēng)險呢？首先要滿足整機(jī)的安全，然后是它的零部件要滿足產(chǎn)品的安全標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品的型式認(rèn)證，儲能系統(tǒng)的并網(wǎng)應(yīng)該要滿足并網(wǎng)的符合性，系統(tǒng)的電磁兼容的符合性，還有功能安全、運輸安全、通訊和網(wǎng)絡(luò)安全、回收再利用等方面的安全要求。
具體如何通過檢測認(rèn)證的方法來降低電池儲能系統(tǒng)的技術(shù)風(fēng)險呢？對整機(jī)來說，需要進(jìn)行審查、評估，包括設(shè)計圖紙審核、技術(shù)文檔審查、結(jié)構(gòu)檢查、保護(hù)功能驗證、現(xiàn)場測試、安規(guī)測試、性能測試等等，保證整機(jī)的風(fēng)險降低；通過驗收測試達(dá)到儲能系統(tǒng)滿足安全運行的要求。
對零部件或者子系統(tǒng)這一塊，有兩個重要的子系統(tǒng)必須滿足自身的安全標(biāo)準(zhǔn)要求。首先是電池系統(tǒng)，我們通過電池系統(tǒng)的一些型式認(rèn)證來降低電池的風(fēng)險，包括做內(nèi)部短路測試、外部短路測試、沖擊/跌落的測試，熱失控蔓延測試、過充/過放、強(qiáng)制放電的測試，降低電池系統(tǒng)的風(fēng)險。第二個是功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（PCS），對這一塊也會進(jìn)行型式認(rèn)證來降低電氣風(fēng)險，包括結(jié)構(gòu)檢查、安全測試、環(huán)境測試等等。
并網(wǎng)安全這方面，通過測試可以降低系統(tǒng)對電網(wǎng)的沖擊，避免出現(xiàn)大的脫網(wǎng)事故，這方面對儲能系統(tǒng)有哪些要求呢？包括電能質(zhì)量測試、有功/無功控制、電壓、頻率控制，還有孤島保護(hù)、需求響應(yīng)測試等。
電磁兼容方面，包括兩個方面，一是抗擾度，一是輻射?？箶_度就是儲能系統(tǒng)能夠抵抗外部輻射源對它的干擾，在干擾環(huán)境下還能不能穩(wěn)定運行；輻射講的是這個系統(tǒng)對臨近的設(shè)備，還有接入同一個系統(tǒng)里的設(shè)備，會不會干擾它們的正常運行。還有比較重要的方面是測試就是對功能安全方面的抗干擾測試。比如說，如果儲能系統(tǒng)安裝在比較強(qiáng)輻射的環(huán)境下，它可能干擾了BMS的正常運行，也就是最基本的保護(hù)功能都實現(xiàn)不了，比如溫度控制不了，溫度會進(jìn)一步飆升，會造成火災(zāi)風(fēng)險。因此要做整個儲能系統(tǒng)要滿足電磁兼容的抗擾度和輻射的測試。
功能安全方面，對儲能系統(tǒng)是一個比較新的要求，但是對其它的產(chǎn)品來講并不很新。儲能系統(tǒng)本身的風(fēng)險很大，所以我們需要一些安全的功能措施來保證整個系統(tǒng)的運行。功能安全的意思就是我的安全功能是否能可靠地運作。我們需要做呢？包括評估BMS保證電池的操作窗口、軟硬件的可靠性、電壓測量的可靠性、傳感器斷線檢測、不分?jǐn)嚅_關(guān)檢測，會不會黏連等等，檢測監(jiān)測儀器的準(zhǔn)確性，還有零部件和通訊故障表現(xiàn)等等。
目前，儲能系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)有哪些進(jìn)展呢？在IEC層面，有好幾個技術(shù)委員制定和BESS相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。其中，包括TC8，制定的是并網(wǎng)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，它制定了可再生能源接入、分布式電網(wǎng)或者是電網(wǎng)的要求。TC21制定電池安全相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，制定了儲能系統(tǒng)用的電池系統(tǒng)的IEC 62619, 是對電池和電池系統(tǒng)安全的要求。TC22和TC82都分別制定了一些和PCS的標(biāo)準(zhǔn)，TC22制定的是IEC 62477這個通用的功率轉(zhuǎn)換器件的安全要求，TC82制定的是接入光伏的62109-1和62109-2的標(biāo)準(zhǔn)。TC64制定了低壓電氣裝置安全，比如電氣裝置通用的60364-4、-5、-6這幾個方面的電氣安全標(biāo)準(zhǔn)。SC65A制定了功能安全方面的標(biāo)準(zhǔn)。TC77制定了電磁兼容方面的標(biāo)準(zhǔn)，儲能系統(tǒng)方面涉及比較多的是IEC61000-6系列，包括-1、-2、-3、-4、-6、-7這幾個標(biāo)準(zhǔn)。電力儲能系統(tǒng)方面有一個新成立的TC120技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會，它的標(biāo)準(zhǔn)只有有一個IEC 62933，但是分成好幾個標(biāo)準(zhǔn)，最新出的標(biāo)準(zhǔn)都是2017、2018年制定的，都只是一個比較概述性的標(biāo)準(zhǔn)，可操作性或者指導(dǎo)性不是很強(qiáng)?，F(xiàn)在總體來講，IEC層面是沒有專門針對集裝箱儲能系統(tǒng)這個產(chǎn)品或者類似產(chǎn)品，制定或正在制定全方位的安全方面標(biāo)準(zhǔn)。
TUV南德在2014和2015年制定了一些跟儲能相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。包括PPP59034，這是2014年制定的，是為小型的家用儲能系統(tǒng)制定的標(biāo)準(zhǔn)。PPP59044A是2015年制定的，是為大型儲能系統(tǒng)而制定的標(biāo)準(zhǔn)，特別是適合用作集裝箱儲能系統(tǒng)的安全要求，今天我們的講解就針對PPP59044A這個標(biāo)準(zhǔn)。
PPP59044A，在標(biāo)準(zhǔn)中，對儲能系統(tǒng)的子系統(tǒng)進(jìn)行分解，然后對子系統(tǒng)和整機(jī)提出要求，從零部件到整機(jī)形成儲能系統(tǒng)的全面安全。這些子系統(tǒng)包括基礎(chǔ)、電池系統(tǒng)、暖通系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、PCS、監(jiān)控管理系統(tǒng)、電氣裝置/成套設(shè)備、氣體報警系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等等。下面我對一些關(guān)鍵的子系統(tǒng)的要求進(jìn)行講解。
箱體基礎(chǔ)和機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求，PPP59044A在結(jié)構(gòu)領(lǐng)域我們會要求外殼防護(hù)的等級，還有集裝箱本身的適航能力，包括CSC的認(rèn)證等等。對測試要求這一塊，我們會要求做到一些IP等級的測試，比如說IP54的測試，然后有機(jī)械沖擊的測試。
電池系統(tǒng)的要求是比較關(guān)鍵的，產(chǎn)品安全要符合IEC 62619的安規(guī)要求，還有運輸安全、功能安全方面的要求。運輸安全主要是滿足UN38.3，功能安全主要滿足是60730和61508，還有電池系統(tǒng)對EMC的測試。
PCS方面的要求，包括有接入光伏的要求，和不接入光伏的要求儲能變流器滿足不同的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。并網(wǎng)方面，要求在不同國家要符合相應(yīng)國家的標(biāo)準(zhǔn)，比如德國低壓并網(wǎng)，應(yīng)滿足VDE 4105。EMC方面，要求對PCS進(jìn)行61000-6系列標(biāo)準(zhǔn)符合性的測試。
暖通系統(tǒng)方面，包括除了空調(diào)、風(fēng)機(jī)產(chǎn)品本身應(yīng)滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求，還有對溫度控制、換氣計算，安裝位置方面都有一些要求。
照明系統(tǒng)方面，包括一般照明和應(yīng)急照明，還有照明配電安全的要求，如果用LED的話，涉及到光生物的安全。
消防系統(tǒng)方面，滅火器是我們重點關(guān)注的，比如說用在國內(nèi)的儲能系統(tǒng)的消防系統(tǒng)應(yīng)滿足國內(nèi)CCCF的認(rèn)證，用在國外，如美國是需要滿足FM認(rèn)證等等，消防要求在不同地區(qū)和國家的要求可能不一樣。消防系統(tǒng)的設(shè)計也應(yīng)該滿足設(shè)計要求。煙感和自動報警系統(tǒng)應(yīng)符合相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。逃生門方面也有要求，發(fā)生火火災(zāi)之后，逃生門能不能自動釋放出來，人能不能逃得出來。標(biāo)準(zhǔn)對材料的防火也有相應(yīng)的要求。
電氣器件方面有零部件的要求，還有監(jiān)控系統(tǒng)的要求。時間關(guān)系，不展開。
對整機(jī)的結(jié)構(gòu)安全方面，PPP59044A標(biāo)準(zhǔn)提出對結(jié)構(gòu)檢查，包括電氣裝置的設(shè)計和相關(guān)電氣計算的考核，及型號的要求。在測試方面，要求滿足IEC 60364-6的驗證測試要求，滿足安規(guī)的測試，保護(hù)功能驗證，還有零部件功能的驗證，噪聲測試、對整機(jī)的EMC測試、功能安全等等方面的測試，以及提出對儲能系統(tǒng)安全運行運維方面的評估。
集裝箱儲能系統(tǒng)的PPP59044A的檢測和認(rèn)證流程工作，主要包括3大方面，一是文件的審核，二是結(jié)構(gòu)檢查，三是驗證性的測試。集裝箱儲能系統(tǒng)通過測試后，就可以申請TüV SüD的儲能系統(tǒng)證書。我們TüV SüD發(fā)的第一個集裝箱儲能系統(tǒng)證書是，給中天儲能發(fā)的一個兆瓦級的儲能系統(tǒng)認(rèn)證證書。
大家做這個認(rèn)證有什么價值呢？集裝箱儲能系統(tǒng)通過測試和認(rèn)證，可以獲得，包括：
提升集裝箱儲能系統(tǒng)安全等級。
實現(xiàn)儲能系統(tǒng)在多國的準(zhǔn)入。我們針對多個國家的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)展開測試認(rèn)證，可以符合當(dāng)?shù)氐臏?zhǔn)入要求。
我們提供一站式認(rèn)證，減少測試認(rèn)證周期。我們團(tuán)隊里面有電池、電氣安全等方面的專業(yè)工程師，團(tuán)隊所有的可以為同一個產(chǎn)品提供技術(shù)服務(wù)。
為企業(yè)安全新產(chǎn)品注入安全基因。在做認(rèn)證的過程中，我們從研發(fā)階段介入，就為整個產(chǎn)品從研發(fā)階段或者以后的應(yīng)用注入安全的基因，使得產(chǎn)品天然具有安全性，并使得的產(chǎn)品的滿足合規(guī)性等。
我的介紹就到這里，謝謝大家。
