五大方面详述电化学储能站安全设计要求!
电化学储能技术以其高效的能源转换和灵活的储能方式,成为推动能源转型的关键力量。然而,随着电化学储能站的大规模应用,安全问题逐渐成为行业发展的焦点。本文我们将从电站选址规划、设计管理、设备质量、并网验收、运行维护等角度深入探讨电化学储能站的安全设计要点,旨在为建设更加安全的电化学储能站提供参考。
选址规划
根据《GB 51048 电化学储能电站设计规范》,电化学储能项目立项、选址等审批或备案文件资料应齐备,禁止在人员密集场所、高层建筑内、地下建筑、易燃易爆场所部署储能电站;电化学储能电站安全投入同时设计、同步施工、同时投入运行和使用应按要求落实;电化学储能电站实际建设方案与项目规划设计内容应一致,发生变化时应按要求履行审批或备案手续;储能项目的消防设计、验收应满足属地要求。
设计管理
1、储能站的防火间距和储能系统设备布置方式(选型、尺寸、通道宽度)满足要求;
2、储能单元设计参数:储能单元应根据电化学储能类型、电站容量、接入电压等级、应用需求、功率变换系统性能、电池的特性和要求及设备短路电流耐受能力进行设计;储能单元设备应选择节能、环保、高效、安全、可靠、少维护型设备;储能单元直流回路、电池簇回路应配置直流开断设备,电池模块端子应具备结构性防反接功能;
3、电池的布置要求应满足防火、防爆和通风的要求;
4、电站接入电网公共连接点电能质量:电站接入电网公共连接点电能质量应符合现行国家标准《电能质量供电电压偏差》GB 12325、《电能质量电压波动和闪变》GB 12326 、《电能质量公用电网谐波》GB 14549 和《电能质量三相电压不平衡》GB 15543 的规定,向电网馈送的直流电流分量不应超过其交流额定值的0.5%;
5、站用电源配置设计参数:站用电源配置应根据电站的定位、重要性、可靠性要求等条件确定。大型电化学储能电站,宜采用双回路供电;中、小型电化学储能电站可采用单回路供电。采用双回路供电时,宜互为备用;
6、建筑物防雷设计参数:建筑物防雷设计,应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057 的规定;
7、接地设计参数:接地设计,应符合现行国家标准《交流电气装置的接地设计规范》GB/T 50065 的规定;
8、建筑设计参数:主控制室、继电器室、配电装置室、电池室等主要建筑设计使用年限不应低于 50 年,建筑结构安全等级不应低于二级。大型电化学储能电站的主要建筑抗震设防类别不应低于乙类,其余建筑抗震设防类别不应低于丙类;
9、电池室内通风设计参数:电池室内通风量应按空气中的最大含氢量不超过0.7%计算,且不应小于3次/h 。铅酸电池、液流电池等有氢气析出的电池室,通风空调设备应采用防爆型设备;
10、电站消防给水量与消防水池有效容量:电站消防给水量应按火灾时最大一次室内和室外消防用水量之和计算。消防水池有效容量应满足最大一次用水量火灾时由消防水池供水部分的容量;
11、储能电站电气设备间应设置火灾自动报警系统。新(改、扩)建中大型锂离子电池储能电站电池设备间内应设置固定自动灭火系统;灭火系统应满足扑灭电池明火且不复燃的要求,系统类型、流量、压力、喷头布置方式等技术参数应经具有相应资质的机构实施模块级电池实体火灾模拟试验验证;
12、防爆设计参数:有爆炸危险的设备及设备室应有防爆保护措施。防爆设计应符合现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058 等的规定。
设备质量
1、电池单体、电池模块、电池簇基本性能(初始充放电能量、倍率充放电性能、高温充放电性能、低温充放电性能、能量保持与能量恢复能力、储存性能、绝缘性能、耐压性能);循环性能(能量型电池模块循环性能、功率型电池模块循环性能);安全性能(过充电、过放电、短路、挤压、跌落、盐雾与高温高湿、热失控扩散)等符合《GB/T 36276 电力储能用锂离子电池》要求;
2、测量精度(电流、单体电压、总电压、温度)、计算要求(SOC、SOE、充放电能量)、状态参数信息上传功能、故障诊断功能、保护功能、均衡功能、通信功能、定值设置功能、事件记录功能、电磁兼容、绝缘耐压性能、耐湿热性能等符合《GB/T 34131-2023 电力储能用电池管理系统 》要求;
3、过载能力、电网适应能力(频率、电压)、低电压穿越能力、保护功能(短路、极性反接、直流过压、直流欠压、过温、交流进线相序错误、通讯、防孤岛保护、冷却系统故障保护)、绝缘耐压、电磁兼容、外壳防护等符合《电化学储能系统储能变流器技术规范》要求
并网验收
1、电能质量(谐波、电压偏差、电压波动和闪变、电压不平衡度、直流分量)、功率控制(有功功率控制、无功功率控制)、电网适应性(频率适应性、故障穿越)、过载能力、高电压穿越、保护与安全自动装置、通信与自动化、电能计量、接地与安全标识满足接入电网或配网要求;
2、电化学储能电站投运前应按相关规程规范要求完成验收试验,特别是消防功能验收,相关图纸、资料齐备;
3、储能电站的设备间、隔墙、隔板等管线开孔部位和电缆进出口应采用防火封堵材料封堵严密。设备间(舱)的通风口、孔洞、门、电缆沟等与室外相通部位,应设置防止雨雪、风沙、小动物进入的设施。
运行维护
1、定期检查储能电池、储能变流器、电池管理系统、变压器、开关柜、保护及自动化系统、站用交直流系统、消防系统、通风空调系统、电缆等设备设施功能是否正常,标识标牌是否正确清晰,对相关主设备开展功能性检查;
2、规范设备设施日常巡检及特巡特维记录、值班日志记录、运行交接班记录、设备台账等;
3、完善电化学储能电站设备设施检修试验规程,按规程开展设备维护、检修和试验;
4、完善电化学储能电站相关应急预案体系,针对性制定火灾、设备、人身、防风防汛等事故现场处置方案和应急处置卡;
5、现场配备足够的火灾救援装备,定期开展检查;
6、针对电化学储能电站火灾特性,对现场作业人员开展安全生产教育及消防安全培训,确保熟练掌握消防设施、装备及器材的操作规程和方法,熟悉火灾事故信息报送流程,熟悉疏散逃生线路;
7、开展应急培训及实地演练、与地方消防机构建立联合实地演练。
安全是最大的效益,面对电化学储能站严峻的安全风险和挑战,我们呼吁行业的专家和投资者按照严格的安全国家和行业标准规范开展储能站的建设,相信通过不断的技术革新和严格的安全管理,电化学储能技术将更加成熟和可靠,为新能源时代的发展提供坚实的支撑。
来源丨旭和储能
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