文/秦中欽 石建松
編輯 趙苡萱
2021 年7 月15 日,國家發(fā)展改革委和國家能源局發(fā)布《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》(發(fā)改能源規(guī)〔2021〕1051 號)指出,“實現(xiàn)碳達峰碳中和,努力構建清潔低碳、安全高效能源體系,是黨中央、國務院作出的重大決策部署。抽水蓄能和新型儲能是支撐新型電力系統(tǒng)的重要技術和基礎裝備,對推動能源綠色轉型、應對極端事件、保障能源安全、促進能源高質量發(fā)展、支撐應對氣候變化目標實現(xiàn)具有重要意義?!?/p>
目前,我國正在大力推進電源側儲能項目建設,根據發(fā)改能源規(guī)〔2021〕1051 號中主要目標,到2025 年裝機規(guī)模達3 000 萬kW 以上。2021 年9 月,國家能源局發(fā)布《新型儲能項目管理規(guī)范(暫行)》(國能發(fā)科技規(guī)〔2021〕47 號),提出“安全第一、規(guī)范管理、積極穩(wěn)妥”的原則,一方面要求守住安全的底線,將人民群眾的生命財產安全放在首位;另一方面提出積極穩(wěn)妥地推進新型儲能,在技術、標準、應用等各方面還不完善的情況下,采用科學規(guī)范的管理體系來保障新型儲能項目安全,不能以安全為理由阻礙新型儲能項目建設和技術創(chuàng)新發(fā)展。
一般說來,導致新型儲能電站起火的原因主要有3 個方面:一是電池、電氣設備本身的質量問題;二是系統(tǒng)保護措施設計的缺陷;三是儲能變流器(PCS)、電池管理系統(tǒng)(BMS)和能量管理系統(tǒng)(EMS)之間的控制及保護功能協(xié)調性不當?shù)?。因此,作為一套電力儲存系統(tǒng),儲能的安全問題實際上是系統(tǒng)性問題,其中既有電池及BMS 相關的技術或者運行因素,同時也涉及儲能電站的系統(tǒng)設計、集成及后期運營管理等方面。在解決儲能安全性問題方面,上述幾個維度缺一不可,這也給儲能業(yè)務的安全管理提出了挑戰(zhàn)。
作為國內第一家以太陽能發(fā)電為主的上市公司,中節(jié)能太陽能股份有限公司(以下簡稱“太陽能公司”)已投運及在建儲能項目近10 例,總容量達到128 MW/251 MWh。2021 年以來,為滿足各省對新能源配套儲能的具體要求,多個開工項目均按照配套電化學儲能開展設計和招標等工作,其中配套的磷酸鐵鋰儲能系統(tǒng)從5 MW/5 MWh 到50 MW/100 MWh 不等。預計今后光伏發(fā)電電站配套建設電化學儲能系統(tǒng)將成為“常態(tài)”。
儲能系統(tǒng)安全是太陽能公司高度重視的問題。在深入分析研判行業(yè)發(fā)展趨勢和安全生產特點的基礎上,太陽能公司著重從以下方面加強管理:
一是主動開展儲能業(yè)務的相關培訓工作。針對大部分員工對新型儲能業(yè)務了解不多的實際情況,太陽能公司邀請了國內儲能行業(yè)的龍頭企業(yè)來公司開展業(yè)務交流(如寧德時代、陽光電源等),普及儲能業(yè)務知識,尤其是大家都比較關心的儲能系統(tǒng)安全性問題。通過加大安全技術培訓力度,公司培養(yǎng)了一支專業(yè)的、能夠完全勝任儲能電站建設的人才隊伍。后期,隨著儲能項目的建成和投運,相關的儲能業(yè)務培訓工作還要繼續(xù)加強,尤其是針對基層電站單位的運維人員,要求他們像熟悉光伏發(fā)電項目一樣,熟練掌握儲能系統(tǒng)的安全操作規(guī)程,做好巡視檢修工作,確保儲能系統(tǒng)的安全運行。
二是加強配套儲能光伏電站項目安全審查。儲能項目屬于“新技術、新材料、新工藝、新設備、新業(yè)態(tài)”。為防止儲能項目出現(xiàn)安全風險辨識和防范措施不足等問題,太陽能公司要求相關項目的可行性研究和設計單位在嚴格按照相關標準(如T/CEC 175—2018《電化學儲能系統(tǒng)方艙設計規(guī)范》、GB 51048—2014《電化學儲能電站設計規(guī)范》等)進行規(guī)劃設計的基礎上,重點開展涉及“九新”(新技術、新材料、新工藝、新設備、新業(yè)態(tài)、新環(huán)境、新單位、新崗位、新人員)的安全風險分析,闡明新技術、新材料、新工藝、新設備、新業(yè)態(tài)所帶來的新風險,提出應對風險的安全生產和環(huán)境保護措施。這有效避免了儲能電站的建設前期規(guī)劃匆忙,工作落實不到位,建設儲能系統(tǒng)的必要性和可行性缺乏深究等問題,為科學規(guī)劃儲能電站的選址定容、確定儲能電池技術路線、強化消防設計,提高儲能系統(tǒng)的本質安全性提供了基本保證。
三是將配套儲能系統(tǒng)從以前的項目EPC 總承包模式(設計+采購+施工)中分離出來單獨招標。選擇專業(yè)的、安全運行業(yè)績好的儲能系統(tǒng)集成商承擔儲能系統(tǒng)設計與集成安裝,并由建設單位直接簽約和管理。這樣做雖然增加了建設單位的工作量,但也大大加強了建設單位與儲能系統(tǒng)廠家的溝通交流,對于系統(tǒng)的安全性控制以及培養(yǎng)自己的運維管理團隊都大有裨益。
四是優(yōu)先選用本質安全設計的產品。例如,陽光電源在電池模組的電氣回路中,通過防呆插頭、防反接結構以及AB 模組等設計,實現(xiàn)安全可靠的防呆、防接反措施,避免發(fā)生短路、接錯的情況發(fā)生。同時,對于通訊線路以及風扇電源線路,采用雙回路冗余設計,有效避免突然中斷發(fā)生,維護系統(tǒng)安全可靠。
五是做好安全生產“三同時”工作。在項目建設中,要求儲能系統(tǒng)的安全設施、消防設施必須與主體工程同時設計、同時施工,同時投入生產和使用。太陽能公司作為投資和管理機構,全程參與儲能項目的關鍵節(jié)點工作,包括可研報告審查、招標文件擬定、初步設計評審、項目開工第一次例會、項目竣工驗收等。項目在并網調試前,必須按照國家質量、環(huán)境、消防有關規(guī)定,完成相關手續(xù)。
六是配置完善的消防系統(tǒng)。消防安全對于儲能系統(tǒng)來說是第一要義,整體消防設計基于“預防為主,防消結合”的原則和“提前干預加有效控制”的消防策略,可以防止和減少火災災害,保障人身和財產安全。在儲能系統(tǒng)設計之初要優(yōu)先考慮防火工作,設計采用阻燃材料、預留足夠的安全間隙、集裝箱采用隔熱棉設計加上聯(lián)動隔離機制。
儲能系統(tǒng)要求配置完善的消防系統(tǒng),鋰電池集裝箱采用自動消防設計,消防系統(tǒng)覆蓋范圍全面,可根據煙感、溫感、氣體探測器等信號實現(xiàn)自動消防,確保緊急時刻的及時有效滅火。
七是做好儲能電站運行監(jiān)控。將儲能系統(tǒng)納入“關鍵設備”和消防重點部位進行管控,嚴格落實電力行業(yè)“兩票三制”相關要求,做好新型儲能項目運行狀態(tài)監(jiān)測工作,實時監(jiān)控儲能系統(tǒng)運行工況。嚴格開展儲能系統(tǒng)和設備艙體全過程技術監(jiān)督和金屬技術監(jiān)督,排查儲能電站的運行管理不足和設備艙體的質量隱患,確保儲能系統(tǒng)時刻處于安全、良好的運行狀態(tài)。
八是強化儲能系統(tǒng)應急管理。儲能項目投運以后,運營單位及時識別出火災、爆炸等風險,制定專項應急預案和應急處置卡,并將其納入整體項目的應急管理系統(tǒng)。根據極端天氣和其他突發(fā)情況及時采取處置措施。定期組織應急演練,提高運維人員針對突發(fā)事件的應急處置能力。
現(xiàn)階段,我國新型儲能相關的法規(guī)和標準規(guī)范還不健全,檢測認證還不充分,導致市場上的新型儲能產品和儲能項目存在質量良莠不齊、相關參與方的資質要求不明確、準入門檻過低等問題。這些問題都有待于相關機構和廠商共同研究解決。太陽能公司嚴格按照國家能源局的相關規(guī)范要求,從儲能項目的規(guī)劃、設計、采購、安裝、調試、驗收和運行等各個環(huán)節(jié),嚴格履行項目安全、消防、環(huán)保等管理程序,落實安全主體責任,提升儲能系統(tǒng)的本質安全性,讓儲能在與新能源的融合發(fā)展中,發(fā)揮好平抑新能源發(fā)電波動性和提升并網友好性功能,從而為我國構建新型電力系統(tǒng)并最終完成“碳達峰碳中和”目標作出應有的貢獻。(本文作者秦中欽,單位系中節(jié)能太陽能股份有限公司;石建松,單位系中國節(jié)能環(huán)保集團有限公司)