电化学储能电站安全风险及防控措施

电化学储能电站安全风险及防控措施

贾清泽

云南储能有限公司   663000

摘要：随着时代的进步和发展，电化学储能电站成为了能源行业中重要部分，能有效推动社会的进步和提升人们的生活质量。随着电化学储能电站的发展，为了有效防范和遏制电化学储能电站安全事故发生，要求运维人员注重储能电站运行时的安全评估和安全风险，也要增强各种防控措施，进而逐步提升储能电站安全运行。

关键词：电化学；储能电站；安全风险；防控措施

前言：随着经济的发展，电化学储能电站的规模越来越大，国家也越加重视电化学储能电站的投资建设。同时，随着电化学储能电站数量的增多，安全问题也随之增多。，所以，要求在电化学储能电站运行时，需要多加注意安全风险及防控。

1电化学储能电站安全风险点

1.1储能电池充电、放电频繁

随着电化学储能电站的使用，我国掀起了大规模电化学储能电站的建设和运行。在储能站运行时，储能电池的使用频率是非常高的，而很多事故或者故障都是由电池过度充电、放电频繁所导致的，也是比较常见的原因。例如，储能电站在使用磷酸铁锂电池储能系统时，在充电的过程中，电池内部的锂离子会被还原在负极上，进而形成树枝状的金属锂单质，也被称做锂枝晶。金属锂单质在其生长过程中容易刺破隔膜，隔膜发生破损之后容易发生电池短路现象，对电池的伤害是非常严重的，无法恢复原来功能。磷酸铁锂电池若是经常过量充电、过量放电，会使得电池内部发生局部过热的现象，导致电解液等材料迅速分解，形成电池热量失控现象。热量失控现象一旦出现，会使磷酸铁锂电池的内部温度值超过安全临界值，会从电池内部溢出易燃易爆气体，如甲烷、碳酸甲乙酯等危险气体，危险气体在电池内部高温的情况下，会直接燃烧，燃烧所产生的热量会在电池组间进行扩散，进而会形成大规模的火灾或者爆炸。虽然电化学储能电站能够在一定比例上减少弃风弃光，但是储能电池频繁的充电、放电，会降低储能电池的使用寿命，使得储能电池不能很好的进行工作，进而会不断提升储能电站的使用成本[1]。

1.2储能电站中设备的性能缺陷

电池中的电解液是运输离子的载体，通常电解液可以分为酸性和碱性，无论电解液是酸性，还是碱性，电解液都具有较强的腐蚀性。如果电池的外壳设计没有达到电解液的要求时，电解液就会从电池内部开始腐蚀，一直腐蚀到储能设备，直到发生危险才会被人们发现，也会引发储能站的运维人员生成很多疾病，如呼吸道疾病、重金属疾病等。很多学者和专家提出，可将液态电解质电池更换为其他类型的固态电池，有助于减少电解液漏液而产生的风险，也能有效提高储能站电池的热稳定性，减少火灾或者爆炸的发生。当储能电站中设备的散热风扇运转不顺利时或冷却液泄露，无法及时排出电池产生的温度，使得电池在工作时的温度过高。，与此同时，散热风扇也无法将空气中的湿汽、粉尘等及时排出去，导致空气中的湿汽、粉尘等进入电气系统设备中，会致使导致电气系统设备出现绝缘老化，严重的会发生局部短路，也会出现电池热失控现象。电化学储能电站直流侧的保护配置相对单一，没有设置分级保护装置，在储能电站工作量大时会直接造成直流侧短路，继而引发储能电站出现火灾或者爆炸现象。电化学储能电站的直流侧发生短路，需要有熔断器为其进行保护，也就是当直流侧发生短路时，通过熔断器来切除故障部分，避免影响到储能电站其设备的正常运行。当电池内部出现温度过高现象时，电池管理系统会通过熔断器自动将故障部位的电路断开。，同时也需要注意的是，在电路断开期间，储能系统运行时温度不能过高，应时刻注意储能系统运行的安全[2]。

2电化学储能电站安全风险的防控措施

2.1增强储能电站的消防设施

电化学储能电站在正常运行时，电池在充电、放电频繁使用的过程中，电池会处于一个过渡消耗的状态，而电解液会发生异常甚至会释放危险气体，属于异常的危险情况，危险气体过多会造成电池内部压力过大，进而电池会发生变形，严重的会撑破电池的封装铝膜，电池内部热量过高，会发生很多危险事故。对于磷酸铁锂电池泄露气体的情况，储能站的运维人员可在储能站设置热释离子探测器、全氟乙酮自动灭火装置、火灾探测器和可燃气体探测报警系统，如全氟乙酮自动灭火装置具备高效、环保、节能的优点，是一种能够有效控制锂电池火灾而设计出的的灭火装置。其装置以全氟己酮作为灭火剂，能在发生火灾时迅速控制火势，并且能有效控制火势扩散，防止火势变大。全氟乙酮自动灭火装置比传统的灭火设备灭火效果好、响应速度快，而且灭火残留物比较少，对环境的污染相对不多。储能电站要定期为站内的主要设备进行维护、维修与检测工作，也要对电池管理系统的运行状态进行评估和检测。运维人员要科学的安排消防设施，应将电池室等重要设备的防火分隔、防火封堵、设备最大容载量和设备的运行情况等等了然于心，储能电站也要配备固定的消防设施及灭火剂。电池的使用安全和回收等等环节都有着很大的风险，所以储能运维人员设备生产厂家应该

也可以给电池单体以及电池模块组设置保护功能，也可加强对电池安全性能的检测和监测，逐步降低安全隐患的发生。

2.2提升储能安全技术的研究

电化学储能电站在正常运行时，运维人员应多从以往的事故中吸取经验、总结教训，将危险源列入安全监测和检测重点，将危险尽量控制在摇篮中。储能电站也要多加研究能使得储能设备安全运行的技术和方法，时刻注意储能电站设备运行的稳定性和安全性，如，对于电池运行状态进行智能监测、预警及诊断技术等等。从降低事故发生频率和范围的角度来看，运维人员应多研发各种灭火技术来不断提升和完善储能电站灭火技术水平，如抑制热延阻隔防护技术和集成液冷技术优化等等。为不断提升储能电站电池组块的安全性，设备生产厂家运维人员可在电池电解液中添加强力阻燃剂，这样可更好的降低电解液的可燃性。运维人员在电池正负极材料的选择上，需要选择耐热性高的材质；在电池内部结构方面也可不断创新，可设计成蜂巢型、蛇形或方型来改变内部结构，以更好的提升散热能力和散热速度；运维人员在储能电站运行中要做好对电池的过流保护和短路防护[3]。

2.3不断提升设备的安全标准

据了解，电化学储能电站不受地形环境的限制较小，可直接对电能进行存储和释放，并且应用范围极其广泛，从乡村到城市均可投入使用。随着电化学储能电站的大量应用，安全事故也是层出不穷，不断加强安全管理和提升设备的安全标准迫在眉捷。储能电站在初期使用时，需要制定合理、高效、科学的安全规范和标准，尽量减少储能电站在运行时出现故障。运维人员可运用先进的电子设备技术，检测和监测储能电站出现的荷电状况等等，也要管理电池组块中每个电池的运行状态。同时，储能电站工作人员也可参考行业内现有的各种规章制度和行业标准，最后制定出适合储能电站的安全标准和规范，运维人员要规范电池充电、放电的频率，可不断提升储能电站设备的所使用的寿命，。储能电站工作人员也可参考行业内现有的各种规章制度和行业标准，最后制定出适合自身的安全标准和规范，逐渐减少储能电站故障和事故的发生。

2.4加强对储能电站的运营环境管理

电化学储能电站在运行时，需要考虑储能电站的竞争力和经济效益，如储能电站的发电成本、总产值和发电量、以及燃料资源的消耗率等等，也要注重分析各种数据情况，制定综合管理、运营方案，不断提升储能电站的竞争力和经济效益。储能电站对自然环境影响比较大，储能电站在进行设备维护和电池回收等各个环节时，储能电站都需要消耗大量的能源和资源。，所以，在电化学储能电站正常运行的过程中，运维人员要注意保护电站附近的环境，达到既要有电能可用，也要将保护环境作为首要任务。

结论 ：

综上所述，在电化学储能电站中进行安全风险及防控措施非常重要，不仅能降低各种事故的发生，也能降低能源的消耗，加大对能源的利用率，有效减少对环境的污染和破坏。希望随着科技的进步，电化学储能电站电力能源的发展也能更加的科学化、合理化。

参考文献：

[1]李云松,蔡天亮,崔健,赵宇龙,梁皓,武政.电化学储能电站安全风险及防控措施[J].电力安全技术,2023,25(12):1-3+16.

[2]方来华,时训先.储能安全：风险防控与安全监管[J].劳动保护,2021,(12):10-13.

[3]康荣学,左哲.双碳目标下电化学储能电站安全可持续发展战略研究[J].工业安全与环保,2021,47(S1):35-38.