中國儲能網(wǎng)訊：一、儲能電站火災(zāi)事故調(diào)查現(xiàn)狀
17年8月全北高敞的風(fēng)電并網(wǎng)儲能電站火災(zāi)之后，至今共有23起火災(zāi)集中發(fā)生。
（17.8）1起 →（18.5）1起 →（6月）2起 →（7月）3起 →（9月）3起 →（10月）1起 →（11月）4起 →（12月）2起 →（19.1）4起 →（5月）2起
按照用途分為：太陽能風(fēng)力并網(wǎng)電站17起，需求管理電站4起，調(diào)頻電站2起。
充電完成后放電待機(jī)時間（充滿后休止時間）中發(fā)生火災(zāi)14起，充放電中6起，安裝、施工中3起。
設(shè)置位置（山地14起，海岸4起，其他工廠等5起）；建筑形態(tài)（組裝式面板15起，集裝箱4起，混凝土4起）；運(yùn)營時間（1年以下16起，1-2年3起，2年以上4起）。
二、事故調(diào)查委構(gòu)成及運(yùn)行
為防止傷及人命，針對公用設(shè)施的全面啟動和中斷采取預(yù)防性措施，并且科學(xué)客觀地查明事故原因從而從根本上解決問題。由此，民官共同儲能電站火災(zāi)事故調(diào)查委員會于2018年12月27日成立，進(jìn)行了為期5個月的調(diào)查活動。
委員會由來自學(xué)界、研究所、試驗(yàn)認(rèn)證機(jī)構(gòu)、消防專門機(jī)構(gòu)、政府的19名電氣、電池、火災(zāi)等相關(guān)領(lǐng)域的專家組成。
曾負(fù)責(zé)調(diào)查Galaxy note7 電池火災(zāi)的韓國產(chǎn)業(yè)技術(shù)試驗(yàn)院為指定支援中心，由專業(yè)人員負(fù)責(zé)調(diào)查實(shí)務(wù)。
調(diào)查委舉行每周例會以及不定期會議*，通過現(xiàn)場調(diào)查、企業(yè)面談等方式進(jìn)行了80次以上的會議和調(diào)查，查明事故原因。
*定期會議（21次），不定期會議（20次），研討會（3次），企業(yè)面談（30次），舉報(bào)聽?。?次），企業(yè)座談會（1次）等。
三、火災(zāi)事故原因調(diào)查及試驗(yàn)實(shí)證結(jié)果
1、調(diào)查委員會活動
調(diào)查委將23起火災(zāi)事故分為充電充滿后火災(zāi)、充放電中火災(zāi)、安裝中火災(zāi)，通過調(diào)查現(xiàn)場資料、企業(yè)面談等形式調(diào)查原因。
通過探討“消防廳火災(zāi)現(xiàn)場調(diào)查書”*等相關(guān)資料以及與外界專家討論，展開了理論的考察、調(diào)查事故現(xiàn)場、調(diào)查類似網(wǎng)站、調(diào)查事故相關(guān)企業(yè)**等廣范圍的信息聽取及探討。
*火災(zāi)調(diào)查報(bào)告（電氣安全工程），精密診斷調(diào)查，現(xiàn)場調(diào)查資料，企業(yè)面談報(bào)告書等
** 電池公司3家，PCS 8家，施工單位12家等，共30次
向與火災(zāi)事故直接相關(guān)的企業(yè)*，對原因推斷和試驗(yàn)實(shí)證進(jìn)行說明并聽取其意見。
*電池、PCS、系統(tǒng)集成等25家企業(yè)的55人參會（19.3.12，化學(xué)融合試驗(yàn)研討）
2、事故原因推斷
由于大部分火災(zāi)現(xiàn)場全部燒毀， 查明原因有其困難之處，調(diào)查委通過資料分析、企業(yè)面談、現(xiàn)場走訪等獲取證據(jù)，并以此為基礎(chǔ)將23起火災(zāi)進(jìn)行分類，與外界專家展開深度探討，對相關(guān)信息進(jìn)行了分析整理和整合。
并且探討了電池、 PCS 制造、儲能電站設(shè)計(jì)、安裝、施工上的問題點(diǎn)，所有的應(yīng)用和電子環(huán)境因素，以及所有直接或間接的火災(zāi)可能性。
總結(jié)起來，有四種因素被推測為火災(zāi)原因：
（1）電池系統(tǒng)缺陷；
（2）針對電沖擊的保護(hù)體系不周；
（3）運(yùn)營環(huán)境管理不周及設(shè)置不注意；
（4）儲能系統(tǒng)綜合管理體系欠缺等。
3、為查明事故原因的試驗(yàn)和實(shí)證
為科學(xué)客觀地證實(shí)事故原因推斷，針對4類推測原因設(shè)計(jì)了76項(xiàng)試驗(yàn)和實(shí)證，來自試驗(yàn)機(jī)構(gòu)、電氣安全公社、韓國電力公社* 的約90名人員參與其中。對電池，PCS及系統(tǒng)以單位進(jìn)行試驗(yàn)和實(shí)證。
*（電池，PCS）韓國產(chǎn)業(yè)技術(shù)試驗(yàn)院、韓國機(jī)械電氣電子試驗(yàn)研究院、韓國化學(xué)融合試驗(yàn)研究院、韓國建設(shè)生活環(huán)境試驗(yàn)研究院、韓國科學(xué)技術(shù)研究院、韓國制陶技術(shù)院, 韓國電氣研究院(系統(tǒng))、韓國電氣安全公社、韓國電力公社
（1）電池系統(tǒng)缺陷
（解體、分析）多數(shù)的事故可以確定為是由于使用了同一工廠相似時期內(nèi)生產(chǎn)的電池。因此，為確認(rèn)電池生產(chǎn)過程中的缺陷，對電池進(jìn)行了解體分析。結(jié)果表明，一家公司的一部分電池中存在極片折疊、切割不良、活性材料涂層不良等制造缺陷。
圖：收集與事故現(xiàn)場電池所屬廠家、生產(chǎn)批次相同的電池進(jìn)行解體分析
因此，模擬制作了極片折疊和切割不良的電池并進(jìn)行了180次以上的充放電測試，但并未發(fā)生能夠?qū)е缕鸹鸬碾姵貎?nèi)部短路*問題。
* 斷裂：由于電池兩端接觸（短路等），電流過大的現(xiàn)象。
（外部短路）為確定電池安全性進(jìn)行了電池系統(tǒng)短路試驗(yàn)。結(jié)果表明，在機(jī)架式短路試驗(yàn)中，2家公司的電池保護(hù)裝置的直流接觸器發(fā)生爆炸和熔接。
（物性分析等）電池構(gòu)成物質(zhì)分析，確定控制電池之間的電壓和溫度偏差的 BMS*是否正常動作，在試驗(yàn)中沒有發(fā)現(xiàn)電池完全充電后繼續(xù)充電會引起火災(zāi)。
* BMS（Battery Management System）：控制電池的性能和安全的S/W和H/W的統(tǒng)稱。
（2）針對電沖擊的保護(hù)體系不周；
（直流側(cè)斷裂）由于外部電沖擊，電池保護(hù)裝置內(nèi)多個零件損壞，模擬這種短路現(xiàn)象的結(jié)果表明，電池機(jī)架保護(hù)裝置內(nèi)的直流接觸器（DC Contactor）爆炸。
母線損壞后，導(dǎo)致電池機(jī)架保護(hù)裝置附件的二次短路事故發(fā)生，多處同時出現(xiàn)火災(zāi)。
* 母線（Busbar）：長形銅板，充當(dāng)一種電線。
（PCS 交流側(cè)接地*）變流器（PCS）內(nèi)部的交流電流過濾器（reactor）碳化，模擬接地事故的試驗(yàn)，結(jié)果電池側(cè)發(fā)生電沖擊。
*接地：電路（電線等）與大地之間的絕緣能力下降，導(dǎo)致電路或機(jī)器外部出現(xiàn)電流或電壓的現(xiàn)象。
反復(fù)實(shí)施同一試驗(yàn)，結(jié)果表明，當(dāng)電池機(jī)架保護(hù)裝置內(nèi)的直流接觸器絕緣性能降低時，可能發(fā)生火災(zāi)。
（PCS附件斷裂）假設(shè)PCS內(nèi)部的轉(zhuǎn)換元件*被燒毀，PCS內(nèi)部的直流交流側(cè)兩端斷裂發(fā)生故障。實(shí)證結(jié)果表明，由PCS流入系統(tǒng)和電池側(cè)的對電流現(xiàn)象雖得以確定，但PCS的阻斷器作用后并不會導(dǎo)致火災(zāi)。
*轉(zhuǎn)換元件：交流轉(zhuǎn)直流，直流轉(zhuǎn)交流的電力半導(dǎo)體
（電磁抗擾性）)為驗(yàn)證PCS的電磁波釋放是否會導(dǎo)致電池系統(tǒng)的不正常運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果表明多數(shù)產(chǎn)品都超過了國際基準(zhǔn)，3家公司的電池都具備充分的抗擾性。
*CISPR 11：產(chǎn)業(yè)、科學(xué)、醫(yī)用儀器電磁波干擾特性
（3）運(yùn)營環(huán)境管理不周
（水分、粉塵試驗(yàn)）以在空調(diào)機(jī)周邊發(fā)現(xiàn)的熔融痕跡為證據(jù)，在電池系統(tǒng)中模擬了水分、粉塵、鹽水的環(huán)境，試驗(yàn)絕緣性能是否可能降低。結(jié)果表明，特定公司的電池內(nèi)模塊絕緣性能下降并發(fā)生火災(zāi)。
（溫度偏差試驗(yàn)等）對墻面、通道的溫度偏差導(dǎo)致電池模塊內(nèi)溫度偏差的事例（溫度偏差試驗(yàn)），以及周邊區(qū)域的閃電通過巖層地面進(jìn)入電池室影響電池保護(hù)裝置的事例進(jìn)行探討后，認(rèn)為不會導(dǎo)致火災(zāi)。
（4）綜合管理體系欠缺
在事故現(xiàn)場調(diào)查、企業(yè)面談?wù){(diào)查以及試驗(yàn)實(shí)證過程中，發(fā)現(xiàn)儲能電站的設(shè)計(jì)和運(yùn)營未能將電池和PCS等 部件統(tǒng)合為一，從系統(tǒng)的層面上進(jìn)行管理和保護(hù)。
BMS、PMS、EMS間信息共享體系不完備，PCS和電池間的保護(hù)體系作用順序欠妥，PCS故障修理后不確認(rèn)電池有無異常即再次啟動系統(tǒng)，交流和直流側(cè)接地感知裝置間沖突等問題可證明各現(xiàn)場多數(shù)的綜合管理體系欠缺。
4、儲能系統(tǒng)火災(zāi)事故原因調(diào)查結(jié)論
（1）（電池保護(hù)系統(tǒng)欠缺）電的危害因素中，由于接地或短路導(dǎo)致的電沖擊（過電壓/過電流）流入電池系統(tǒng)時，作為電池保護(hù)體系的機(jī)架保險(xiǎn)絲未能快速阻斷短路電流，因此，絕緣性能降低的直流接觸器爆炸，電池保護(hù)裝置內(nèi)的母線和電池保護(hù)裝置外殼中發(fā)生二次短路事故，電池內(nèi)可能發(fā)生火災(zāi)。
（2）（運(yùn)營環(huán)境管理欠缺）安裝在山地或海邊的儲能裝置，由于日夜溫差太大，結(jié)露嚴(yán)重并且容易暴露在大量灰塵中。在這種惡劣環(huán)境下，運(yùn)營電池模塊內(nèi)露水反復(fù)生成又干燥，灰塵被大量吸附。因此，電池和模塊外殼間的接地部分絕緣損壞，會引起火災(zāi)。
一方面，一部分公司的電池模塊使用了冷卻風(fēng)扇*，但冷卻風(fēng)扇可能成為水分和灰塵的移動途徑。
*盡管有關(guān)于粉塵的電池管理基準(zhǔn)，但多數(shù)現(xiàn)場并不遵守基準(zhǔn)。
（3）（安裝不注意）電池保管不良，錯誤接線等儲能系統(tǒng)安裝疏忽會引起火災(zāi)。
（4）（綜合保護(hù)管理體系欠缺）制造主體未能與其他EMS、PMS、BMS和系統(tǒng)集成企業(yè)有機(jī)聯(lián)合運(yùn)營等。
針對事故預(yù)防、火情擴(kuò)散防止、事故原因調(diào)查，儲能電站缺乏綜合的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和保護(hù)是問題的原因。
（5）部分電池中發(fā)現(xiàn)有缺陷，為此進(jìn)行了模擬試驗(yàn)，但沒有發(fā)現(xiàn)電池自身引起火災(zāi)的電池內(nèi)部短路現(xiàn)象。
但是，當(dāng)制造存在缺陷的情況下，電池充放電幅度很大，充滿后仍然持續(xù)充電時，因電池內(nèi)部短路火災(zāi)發(fā)生可能性會變高。
附韓國儲能電站火災(zāi)項(xiàng)目表
