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全球首份储能电站事故报告出炉,很多颠覆了你的直觉
概要:
5月15日,美国电力研究所 (EPRI)、美国能源部太平洋西北国家实验室 (PNNL)、德国电池分析软件提供商TWAICE 联合发布了一项研究《来自 EPRI 电池储能系统 (BESS) 故障事件数据库的见解:故障根本原因分析》。
加州Gateway 储能电站着火事件,昨天终于灭了。
巧合的是,就在这个储能电站着火的同一天,5月15日,美国电力研究所 (EPRI)、美国能源部太平洋西北国家实验室 (PNNL)、德国电池分析软件提供商TWAICE 联合发布了一项研究《来自 EPRI 电池储能系统 (BESS) 故障事件数据库的见解:故障根本原因分析》。

这是全球首个针对储能电站事故的分析报告。
这个报告基于EPRI的另一个全球首个:全球首个电池储能系统 (BESS) 故障事件数据库。

报告指出,关于储能电站事故原因的透明度仍然有限。电池oem和集成商往往不愿透露故障的原因,而且许多调查报告没有向公众发布。因此,这份第三方报告尤为重要。
“了解电池存储故障背后的原因对于预防电池存储故障至关重要,因此我们很高兴能够帮助创建有史以来第一份按原因对 BESS 事故进行公开分析的报告。”TWAICE 高级工程师 Ryan Franks 表示。
故障率已经下降了97%
报告首先,其实是个好消息。
公用事业规模的电池储能系统(BESS)的全球装机容量在过去五年中显著增加。虽然最近发生一些BESS的火灾引起了媒体的广泛关注,但事故的总体发生率已经急剧下降,因为从早期故障事件中吸取的教训已被纳入新的设计和最佳实践。2018年至2023年,全球电网规模的BESS故障率(下图中橙色线条)下降了97%。

截至该报告发表时,该数据库收集到81起事故,其中,有26起事故有足够的信息来确定根本原因,报告对这26起事件进行了深入分析。下面是报告的一些重要发现。
集成才是最容易出问题的环节
报告将根本原因主要归为四大类,分别是设计、制造、集成和操作。
报告发现,集成是导致BESS故障的最常见的根本原因。
BESS产品已经从现场组装的步入式集装箱迅速发展为模块、预集成系统。产品、架构、热管理方法等多种多样,BESS包含来自多个供应商的组件,这些组件不一定可以一起工作,这可能出现不兼容的接口或组件之间的意外交互。
从下图中可见,26起事故中,与集成相关的事故有10起,在根本原因中占比高达36%。

美国清洁能源协会(Clean Energy Associates)的研究同样证实了这一点。26%经检查的BESS机组存在灭火系统缺陷,而18%的机组存在热管理系统缺陷。这两个子系统对BESS的安全都至关重要。值得注意的是,其中一些故障发生在调试阶段,当时监测和通信不在线,从而导致泄漏或隔离故障串联到大规模火灾中。
前两年最关键
报告在研究BESS项目生命周期时发现,大多数(72%)的故障发生在施工、调试期间或运行的前两年内。这意味着前两年的集成、组装和施工是BESS事故风险缓解的关键阶段。

当然,报告指出,这也许是因为旧的BESS相对较少。随着时间的推移,随着更多系统的安装,这一趋势是否会持续下去还有待观察。
报告提醒道,随着部署数量的增加,越来越多的个人和组织正在首次致力于开发BESS,没有长期经营历史的新产品正在进入这个市场。这导致设计可能有缺陷,或可能不能考虑到所有的操作和环境条件。例如,2023年的4个与设计相关的故障中有3个是由于BESS产品中相同的BOS设计缺陷造成的。
如何减少事故发生?
在对于BESS故障原因及故障组件进行分析后,专家们给出了具体的建议。他们的研究结果最终表明,通过更好的质量保证和电池监控可以预防许多 BESS 故障。
为了预防设计故障,报告认为需要相关规范和标准(UL、NFPA)、特定于现场的危害评估,以考虑所有的风险和故障、以及提供强大的传感和监控,为设计故障提供早期警报。
在预防集成故障上,报告指出要在储能调试和安装期间的员工培训和质量检查、以及系统级故障分析,特别是对于组件之间的接口。
而在制造上,报告指出要提高了制造质量控制、供应商的质量验证、稳健的系统规范、以及工厂验收测试。
对于运营操作上,报告指出要进行电池监测和分析,以增强BMS操作,产生趋势和预测分析,以识别潜在的故障。
来源:视知产研院
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