关税政策自戕本土企业 美小企业主:美国成制造业竞争力低地
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团队成员正在开展(kāizhǎn)储能电池热失控试验。
项目成果(chéngguǒ)在南方电网宝塘储能站工程示范应用。李冕祺摄
新型储能作为我国(wǒguó)快速(kuàisù)发展的新兴产业之一,正在能源绿色低碳转型中发挥着(zhe)重要支撑作用。保障储能系统的安全运行成为产业高质量发展的重中之重。
近日,“锂离子电池储能系统全(quán)寿命周期(zhōuqī)应用(yìngyòng)安全技术(jìshù)”项目顺利通过综合绩效评价。“面对新型电力系统对储能的规模化安全应用需求,项目构建了包括储能系统设计、性能评价、监测预警、火灾防控的全周期安全防控技术体系。这相当于给(gěi)接入电力系统的新型储能‘穿’了一层‘金钟罩’。”项目执行负责人(fùzérén)、南方电网储能股份有限公司(以下简称“南网储能公司”)储能科研院副院长陈满说。
该项目由南网储能公司(gōngsī)牵头(qiāntóu),中国科学技术大学、北京理工大学、天津消防研究所等单位联合完成。
为储能(chǔnéng)新技术应用把好“安全关”
“锂离子电池储能(chǔnéng)系统全寿命周期应用安全技术”项目聚焦(jùjiāo)于攻克锂离子电池储能系统致灾机理不清、故障难以(nányǐ)诊断(zhěnduàn)、事故难以预警、灭火困难且易复燃等火灾防控难题,推动锂离子电池储能规模化安全应用。
5月下旬,在安徽省六安市的(de)中国科学技术大学火灾安全全国重点实验室里,一场230安时钠离子储能电池(diànchí)热失控试验正在(zhèngzài)共享平台上紧锣密鼓地开展。该平台是我国首个(shǒugè)兆瓦级全尺寸电池系统火灾模拟试验共享平台。
作为该项目的主要成果之一,全尺寸电池系统(xìtǒng)火灾模拟试验共享平台由近500立方米的主燃烧(ránshāo)腔室、集装箱燃烧腔室、大型量热(rè)系统等综合构成,可为储能新技术的规模化应用进行试验检测,把好用于(yòngyú)电力系统前的“安全关”。
“平台(píngtái)具备不同层级电池储能系统火灾抑制(yìzhì)功能,覆盖了我国新型储能的(de)全部(quánbù)灭火试验(shìyàn)需求。同时,平台可以开展过充、加热、短路等至少3种(zhǒng)故障条件下的热失控火灾试验。”火灾安全全国重点实验室副研究员金凯强介绍。基于该平台的试验分析成果,我国储能系统的本体安全设计得以优化,尤其是在储能装置中创新应用的扰流柱结构液冷板、玻璃纤维气凝胶等阻热结构和(hé)材料,有效降低了储能系统火灾事故发生的几率。
2023年7月投用(tóuyòng)以来,该平台已累计开展各类新型储能(chǔnéng)火灾试验800余次,涵盖(hángài)锂电池、钠电池、固态电池等多种材料。“平台所积累的海量试验数据本身就是一个‘富矿’。在此基础上,我们编制(biānzhì)了可供行业参考应用的电池储能安全性能等级评价认证实施规则。”火灾安全全国重点(zhòngdiǎn)实验室副研究员梅文昕表示。
提前15分钟监测火灾(huǒzāi)
除了提高储能产品接入电网的“安全(ānquán)门槛”,对储能装置投运后的安全监测(jiāncè)同等重要。
火灾消防存在“黄金15分钟”。“任何储能装置(zhuāngzhì)的火灾爆炸都有一个演变过程。我们希望通过技术手段提前观察(guānchá)到设备故障(gùzhàng)、热失控(shīkòng)、燃爆等事故发生前的征兆,做到提前预防、制止蔓延。”陈满介绍,这样不仅可留出15分钟的处置时间,还能把缺陷(quēxiàn)故障对电力系统的影响降到最低,甚至是消除缺陷。
为此,项目团队通过筛选、处理相关试验数据,提出“电(diàn)热力声气光”六个维度的征兆获取方法,并建立包含108条征兆的征兆集,征兆覆盖了电池(diànchí)单体、电池模块、电池系统等多个方面(fāngmiàn)。
掌握征兆(zhēngzhào)特征(tèzhēng)只是前提,能获得征兆信息才是目的。“我们精准采集了各个电站470多万个测点数据信息,并运用‘云端’近1800万个算法进行秒级大数据分析,建成了我国首个吉瓦时级(shíjí)新型储能(chǔnéng)安全监测平台。”南网储能公司储能科研院数据资产研究所所长(suǒzhǎng)张豪告诉记者,该平台能够帮助运维人员“足不出户”地掌握储能设备(shèbèi)的健康状态,准确率高达97.6%。
目前,该安全监测(jiāncè)平台实时观察着先期接入平台的8座(zuò)电化学储能站的运行状态。其(qí)数据传输、状态监测、故障诊断预警、事故还原等各项功能运行稳定。到2025年底,接入该平台的站点数预计将达到85座,总规模预计超过全国(quánguó)总量的2%。
首次(shǒucì)应用无氟环保灭火材料
对于储能(chǔnéng)系统,灭火装备宁可备而不用(bèiérbùyòng),不可用而不备(bùbèi)。项目团队利用天津消防研究所的行业技术优势,成功研发出世界首套基于液氮灭火抑爆的储能系统。
该储能系统不仅实现了无氟环保灭火材料在(zài)新型储能领域的首次应用,还将扑灭电池初期火灾时间缩短(suōduǎn)至5秒内,效率达到原来2倍以上(yǐshàng)。
“我们研发了储能系统火灾(huǒzāi)应急处置(chǔzhì)技术,建立了‘液氮—二氧化碳—水喷淋’联合作用应急处置体系;突破了液氮承压、贮存和制冷等关键技术,研发出液氮灭火抑爆样机(yàngjī)。项目(xiàngmù)提出的(de)液氮与水喷淋共线输送抗冰堵技术,实现了共线传输,提高了技术应用的经济性(jīngjìxìng)。”火灾安全全国重点实验室研究员王青松介绍,运用这种新的灭火抑爆技术,扑灭火灾后能确保储能装置不复燃、不爆炸。
目前(mùqián),该套基于液氮灭火抑爆装置已在华南、华东、西北多地试点示范应用,覆盖电源侧、电网侧、用户侧等新(xīn)型储能在电力系统的各个节点。除了环保,新灭火技术规模化(guīmóhuà)应用的成本可较现有技术降低30%,具有明显的经济(jīngjì)优势。
经过3年的(de)技术攻关,“锂离子(lǐlízi)电池储能(chǔnéng)系统(xìtǒng)全寿命周期应用安全技术”项目形成了(le)覆盖新型储能单体、系统、电站多个层级的成套安全防控技术成果,示范应用总规模(guīmó)超过1000兆瓦时,相当于新建了5座高(gāo)安全的大型储能电站。该项目不仅完成一系列关键技术创新,形成共性关键技术与装备、支撑平台和标杆工程,且培养了一批储能安全科技人才,实现了我国新型储能安全防控的风险可知、征兆可感、火情可控,为产业高质量发展保驾护航。



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