储能安全：国内外储能安全标准的发展及比较！

IEC储能安全标准

IEC TC120成立于2012年，主要关注所有能够储存、释放电能的储能技术，以及储能系统与电力系统之间的互联。TC120下设5个工作组分别负责术语、性能参数、规划建设、环境和安全相关标准。表1为目前TC120制定的储能安全相关标准。

表1   IEC TC120制定的电力储能系统安全相关标准

IEC 62933-5明确了接入电网的储能系统全生命周期过程中的安全注意事项，提供了储能系统的危险因素、风险评估和降低危害的必要措施以及相应的测试验证。

除TC120外，IEC碱性和非酸性蓄电池分技术委员会TC21/SC21A是制定锂离子电池相关国际标准最主要的组织。表2为SC21A制定的储能相关的锂离子电池安全标准。

表2   IEC SC21A制定的锂离子电池安全相关标准

IEC 62619涵盖了各种工业设备用锂离子电池和电池组的基本安全要求，通过外部短路、撞击、跌落、热滥用、过充电、强迫放电、内部短路、热失控蔓延等试验来对电池安全进行评估，并需要通过功能安全测试来验证电池系统的过充电流保护、过充电压保护、过温保护功能可靠性。此外在最终的应用时需要满足相应的电气安全、电磁兼容要求。

IEC 63056在IEC 62619的基础上，规定了最大直流电压不超过1500 V的电能存储系统的附加要求和特殊要求，增加了异常高温、反接保护、过放保护、运输安装时的电气绝缘和短路保护以及安装运维时的跌落等测试要求。

美国储能安全标准

为解决储能安全问题，美国能源部(DOE)2014年发布储能安全战略规划，并于2015年成立储能安全工作组。标准工作组是储能安全工作组下设的三个工作组之一，主要推动和协调相关的标准制定机构(SDO)制修订储能安全相关的标准。DOE通过项目支持储能相关研发，并与SDO合作，填补储能标准空白。

美国储能标准主要覆盖储能项目建设、储能系统、储能技术本体和关键设备等层级，与储能安全相关的标准主要有下列标准。美国消防协会(NFPA)制定的NFPA 855“Standard for the Installation of Stationary Energy Storage Systems”2019年正式发布，规定了电池储能系统部署要求，列出了各种储能项目设计和安装注意事项，包括不同场所中的间距、消防装置、通风以及相关的防火等要求。

美国保险商实验室(underwrites laboratories，UL)制定的UL 9540和UL 9540A目前已成为所有电池储能系统安全保证的基础测试标准。NFPA 1“Fire Code”、NFPA 70“National Electrical Code (NEC)”以及International Code Council (ICC)制定的“International Fire Code”等要求储能系统必须通过UL 9540认证。UL 9540“Energy Storage Systems and Equipment”第一版2014年发布，2020年发布第二版，涵盖了电化学储能系统、机械储能系统和储热系统的建设要求，并要求电池满足UL 1973标准，逆变器等满足UL 1741标准。

UL 9540A“Test Method for Evaluating Thermal Runaway Fire Propagation in Battery Energy Storage Systems”是评估电池热失控特性的测试方法，通过测试热失控下产生的各种气体的浓度以及燃烧速率、爆炸压力等来评估火灾、爆炸的危害。NFPA 855等标准中要求电池容量、距离等超出限制时，需要向监管部门提供UL 9540A的测试结果。

UL 1973“Batteries for Use in Stationary，Vehicle Auxiliary Power and Light Electric Rail (LER) Applications”对电池的产品结构要求、电气试验、机械试验、环境试验、铭牌标识、用户手册、出厂测试要求等作出了规定，并在附录中给出了零部件应符合的标准以及高温钠电池、液流电池测试要求。

UL 1741“Inverters，Converters，Controllers and Interconnection System Equipment for Use With Distributed Energy Resources”覆盖了光伏并网逆变器、储能并网变流器、光储并网逆变器、DCDC变流器和快速关断设备等产品，对产品结构要求、人身危害风险防护、输出功率特性和电网适应性、安全性能、标识、出厂测试等作出了规定，并在附录中明确基于IEEE 1547、IEEE 1547.1的附加验证要求。

IEEE 1679“IEEE Recommended Practice for the Characterization and Evaluation of Energy Storage Technologies in Stationary Applications”为不同的储能技术提供了一个统一的性能、寿命和安全的评估方法，主要包括能量效率、自放电性能、存储性能、日历寿命等性能要求，老化和失效机制以及安全设计、标识要求、使用和滥用等安全考虑，有助于储能开发商、用户等来评估和比较不同的储能技术和产品。

国内储能安全标准

全国电力储能标准化技术委员会(SAC TC550)2014年正式成立，负责电力储能领域国家标准的管理，已形成覆盖规划设计、设备及试验、施工及验收、并网及检测、运行与维护、评价等方面的储能标准体系。目前与储能安全相关的标准主要有：① GB 51048—2014《电化学储能电站设计规范》；② GB/T 34120—2017《电化学储能系统储能变流器技术规范》；③ GB/T 34131—2017《电化学储能电站用锂离子电池管理系统技术规范》；④ GB/T 36276—2018《电力储能用锂离子电池》；⑤ GB/T 36558—2018《电力系统电化学储能系统通用技术条件》；⑥ GB/T 40090—2021《储能电站运行维护规程》；⑦ DB11/T 1893—2021《电力储能系统建设运行规范》；⑧ 《电能存储系统用锂蓄电池和电池组安全要求》。

电池安全标准方面，GB/T 36276—2018规定了储能用锂离子电池的技术要求，其中包括电池过充、过放、绝缘、耐压、短路、挤压、跌落以及热失控和热失控扩散等安全要求。2021年底强制性国家标准《电能存储系统用锂蓄电池和电池组安全要求》正式立项，由中国电子技术标准化研究院组织起草中。

储能设备标准方面，GB/T 36558—2018规定了储能系统的能量转换效率、充放电时间等性能要求以及保护、监控、通信、计量等要求，GB/T 34120—2017规定了储能变流器的功能和性能要求，GB/T 34131—2017规定了电池管理系统的功能和性能要求。

储能建设标准方面，最早的标准GB 51048—2014于2014年发布，规定了储能电站的站址选择、规划布置、电气、土建、通风、给排水、消防等要求。

储能电站运维方面，GB/T 40090—2021规定了储能电站的正常运行、异常运行及故障处理、维护等过程的技术要求。为满足北京市储能项目安全建设需求，2021年12月28日北京市地方标准DB11/T 1893—2021《电力储能系统建设运行规范》正式发布，以“事前预防为主、安全监控为辅”为原则，明确了储能系统设计、施工、验收、运行维护及退役和应急处置要求。

与IEC、美国等储能安全标准对比，针对储能应用的电池安全标准仍在制定中，储能系统相关的电气安全、功能安全、电池热失控蔓延、火灾试验等相关要求有待进一步明确。