摘要
電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)日益成熟，備受?chē)?guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注，全球范圍內(nèi)裝機(jī)呈倍數(shù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，尤以我國(guó)為最。但隨著規(guī)模效應(yīng)的顯現(xiàn)，各類(lèi)安全事故頻發(fā)。僅韓國(guó)就發(fā)生了 27起儲(chǔ)能系統(tǒng)火災(zāi)事故，在美國(guó)、我國(guó)等均有類(lèi)似的儲(chǔ)能設(shè)施著火事件，儲(chǔ)能的安全問(wèn)題必須引起重視。所以，有必要建立一套完整的電化學(xué)儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)來(lái)防范此類(lèi)事故的頻發(fā)。通過(guò)對(duì)比國(guó)內(nèi)外已發(fā)布的儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)，分析了儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)中針對(duì)消防安全問(wèn)題給出的解決方法，對(duì)現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)給出相應(yīng)的建議和展望，可為今后標(biāo)準(zhǔn)制定提供參考。
引言
電化學(xué)儲(chǔ)能發(fā)展迅猛，截至目前，全球累計(jì)裝機(jī)已達(dá)7 GW，我國(guó)的裝機(jī)規(guī)模也突破了GW級(jí)。但是隨著裝機(jī)規(guī)模的日益擴(kuò)大，安全事故頻發(fā)。2017年8月至今，韓國(guó)已經(jīng)發(fā)生了27起電池火災(zāi)事故，安裝的電池均為三元鋰電池，火災(zāi)原因主要有電池保護(hù)系統(tǒng)控制問(wèn)題、運(yùn)營(yíng)環(huán)境管理不良、工程安裝疏忽、儲(chǔ)能系統(tǒng)集成存在缺陷等4種因素。位于亞利桑那州West Valley的亞利桑那州公共服務(wù)公用事業(yè)公司(APS)儲(chǔ)能設(shè)施也發(fā)生過(guò)起火事故；我國(guó)在江蘇、北京也有儲(chǔ)能系統(tǒng)著火的相關(guān)報(bào)道。所以，電化學(xué)儲(chǔ)能亟需一套相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范行業(yè)發(fā)展，引導(dǎo)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)朝著高安全、長(zhǎng)壽命、高效率、低成本的方向發(fā)展。
本文通過(guò)對(duì)比國(guó)內(nèi)外電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)消防標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)各種可能出現(xiàn)的問(wèn)題，分析了現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)提出的解決辦法，發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能適應(yīng)我國(guó)儲(chǔ)能發(fā)展的需要。電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)的發(fā)展以及消防安全標(biāo)準(zhǔn)的缺乏，迫切需要形成一套完善的儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)體系，建立有針對(duì)性的評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范。
國(guó)外儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)
2.1 澳大利亞
國(guó)際上相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織主要有國(guó)際電工委員會(huì)（international electrotechnical commission，IEC）、美國(guó)電器和電子工程師協(xié)會(huì)（institute of electrical and electronics engineers，IEEE）和國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議（international conference on large high voltage electric system, Conference International des Grands Reseaux Electriques，CIGRE），在標(biāo)準(zhǔn)方面以IEC最具代表性。澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（Standards Australia，SA）提出的一項(xiàng)電池安裝指南，禁止住宅和車(chē)庫(kù)內(nèi)安裝鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)；AS/NZS 5139標(biāo)準(zhǔn)的草案公布，草案要求將電池系統(tǒng)安置在房屋和車(chē)庫(kù)以外的地方，在混凝土做成的專(zhuān)用“箱體”中，這一要求一定程度上提高了安全性；AS/NZS5139：2019即《電氣裝置—電力轉(zhuǎn)換設(shè)備用電池系統(tǒng)的安全》，該標(biāo)準(zhǔn)為澳洲電池儲(chǔ)能部門(mén)提供了一定的安全指導(dǎo)。
2.2 美國(guó)
美國(guó)保險(xiǎn)商試驗(yàn)所（Underwriter Laboratories Inc，UL）是一家在安全標(biāo)準(zhǔn)方面具有廣泛影響力的私營(yíng)公司，該公司在2014年發(fā)布了世界上第一個(gè)用于固定儲(chǔ)能的安全標(biāo)準(zhǔn)，即UL9540。UL9540是其他組織如美國(guó)消防協(xié)會(huì)（national fire protection association，NFPA）為制定消防安全或?yàn)榻ㄖ袠I(yè)部署儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)而制定的具體規(guī)范。
熱失控是安全專(zhuān)家和消防人員最關(guān)心的問(wèn)題之一。當(dāng)電池系統(tǒng)中的火災(zāi)級(jí)聯(lián)失控時(shí)，可能會(huì)發(fā)生這種情況，同時(shí)還存在火災(zāi)中電池釋放爆炸性氣體的問(wèn)題，因?yàn)殡姵鼗馂?zāi)即使在撲滅后也能重新點(diǎn)燃。所以，UL最近發(fā)布了UL 9540A，UL 9540A在2015年被批準(zhǔn)為美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在2016年被批準(zhǔn)為加拿大國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。UL 9540A涵蓋電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)、機(jī)械儲(chǔ)能系統(tǒng)和儲(chǔ)熱系統(tǒng)，是評(píng)估電池儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控的測(cè)試方法。
針對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的安裝問(wèn)題，美國(guó)專(zhuān)門(mén)制定了極具行業(yè)影響力的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NFPA 855，要求50 kW·h儲(chǔ)能系統(tǒng)單元之間以及50 kW·h儲(chǔ)能系統(tǒng)單元和墻壁之間有3英尺的間隔。
NFPA關(guān)于儲(chǔ)能系統(tǒng)火災(zāi)危險(xiǎn)和安全建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)NFPA 855《Standard for the Installation of Stationary Energy Storage Systems》已正式發(fā)布。2019年8月25日，該標(biāo)準(zhǔn)被美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)（American national standards institute，ANSI）批準(zhǔn)為美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)自2016年開(kāi)始制訂，標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會(huì)綜合考慮了600多項(xiàng)公眾因素，收到了800多條公眾意見(jiàn)。該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)電力儲(chǔ)能系統(tǒng)采用的技術(shù)，明確了儲(chǔ)能系統(tǒng)安裝、尺寸、隔離以及滅火和控制系統(tǒng)的要求，標(biāo)準(zhǔn)中還引入了UL 9540《Energy Storage Systems And Equipment》和UL 9540A《Test Method for Evaluating Thermal Runaway Fire Propagation in Battery Energy Storage Systerms》的要求。如果超出該標(biāo)準(zhǔn)中的容量限制或距離限制等情況，需要根據(jù)UL 9540A的測(cè)試結(jié)果，由相關(guān)部門(mén)來(lái)評(píng)估該儲(chǔ)能系統(tǒng)的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。此外，該標(biāo)準(zhǔn)還引用了NFPA 1《Fire Code》、NFPA 70《National Electrical Code》、ICC 《International Building Code》等相關(guān)要求。
NFPA 855的要求也因儲(chǔ)能系統(tǒng)所在位置而異。在NFPA 855中，儲(chǔ)能系統(tǒng)按照位置劃分可以分成室內(nèi)和室外兩種。其中室內(nèi)分為用于儲(chǔ)能相關(guān)建筑內(nèi)或是用于其他設(shè)施內(nèi)；室外還可根據(jù)間距是否為100英尺以上分為遠(yuǎn)程和非遠(yuǎn)程兩種。
在制定標(biāo)準(zhǔn)這方面，國(guó)際電工委員會(huì)IEC涉及儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)制定工作的工作組有TC8、TC21、SC21A、T120等，具體標(biāo)準(zhǔn)工作內(nèi)容情況如表1所示。電子電氣工程師協(xié)會(huì)IEEE自2003年起陸續(xù)發(fā)布了一系列儲(chǔ)能電站相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其中IEEE1547在全球得到實(shí)際應(yīng)用與廣泛執(zhí)行，是推動(dòng)儲(chǔ)能在智能電網(wǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵基石標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)保險(xiǎn)商試驗(yàn)所（Underwriter Laboratories Inc，UL）、NFPA、德國(guó)電氣工程師協(xié)會(huì)標(biāo)會(huì)（Verband Deutscher Elektrotechniker，VDE）、日本電氣規(guī)格協(xié)會(huì)（Japanese Standards Association，JEA）、南德意志集團(tuán)（Technischer überwachungs-Verein，TUV）、歐盟CEN-CENELEC聯(lián)合工作組（Comité Européen de Normalisation，CEN）等標(biāo)準(zhǔn)制訂組織也陸續(xù)發(fā)布了關(guān)于電化學(xué)儲(chǔ)能的系列標(biāo)準(zhǔn)。
國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)
3.1 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
國(guó)內(nèi)相關(guān)儲(chǔ)能?chē)?guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定主要由中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)和住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部開(kāi)展。由于儲(chǔ)能技術(shù)尚處發(fā)展階段，國(guó)內(nèi)已經(jīng)發(fā)布的電化學(xué)儲(chǔ)能消防領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)很少，由中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟組織制定的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《儲(chǔ)能系統(tǒng)火災(zāi)預(yù)警及消防防護(hù)系統(tǒng)》、《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)評(píng)價(jià)規(guī)范》、《鋰電池儲(chǔ)能用直流動(dòng)力連接器通用技術(shù)要求》及《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)用電池管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》已完成征求意見(jiàn)稿。
《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)火災(zāi)預(yù)警及消防防護(hù)系統(tǒng)》標(biāo)準(zhǔn)研討會(huì)于2018年12月26日在煙臺(tái)召開(kāi)，受到了儲(chǔ)能業(yè)界、科研院所的廣泛關(guān)注。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)火災(zāi)預(yù)警及消防防護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則以及標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存要求，標(biāo)準(zhǔn)適用于鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的火災(zāi)預(yù)警及消防防護(hù)系統(tǒng)，其他類(lèi)型的儲(chǔ)能系統(tǒng)可參照?qǐng)?zhí)行。該標(biāo)準(zhǔn)的制定，將有助于完善行業(yè)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系，為儲(chǔ)能的長(zhǎng)遠(yuǎn)健康發(fā)展提供保障。
文獻(xiàn)由聯(lián)盟和TüV南德意志集團(tuán)共同提出和編寫(xiě)，主要圍繞電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全、性能、環(huán)境符合性和文件完整性，建立一套全面科學(xué)的指標(biāo)體系，用于電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)穩(wěn)定性、安全性和可靠性的綜合評(píng)價(jià)。
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家能源局在2018年10月30日印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)儲(chǔ)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作的實(shí)施方案(征求意見(jiàn)稿)》。其中指出，“十三五”期間我國(guó)應(yīng)完善已有的標(biāo)準(zhǔn)化組織，使標(biāo)準(zhǔn)化管理機(jī)構(gòu)和技術(shù)組織之間合作更協(xié)調(diào)；要建立標(biāo)準(zhǔn)體系，突出重點(diǎn)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)?！笆奈濉逼陂g要逐漸形成成熟、科學(xué)的儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)體系，并參與國(guó)際化的儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)編制，提高我國(guó)在國(guó)際上的影響力和話(huà)語(yǔ)權(quán)。國(guó)家能源局發(fā)布全釩液流電池儲(chǔ)能電站安全衛(wèi)士技術(shù)規(guī)則(征求意見(jiàn)稿)，目的在于貫徹“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的方針，滿(mǎn)足全釩液流電池儲(chǔ)能電站經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行的同時(shí)，降低作業(yè)人員在作業(yè)過(guò)程中承受傷害的風(fēng)險(xiǎn)。
4月18日，能源局發(fā)布關(guān)于征求2019年能源領(lǐng)域擬立項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及外文版翻譯計(jì)劃的意見(jiàn)函，其中2019年能源領(lǐng)域擬立項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃項(xiàng)目中涉及大連融科、南瑞繼保等參與起草的《(蓄)電池儲(chǔ)能站設(shè)計(jì)規(guī)范》、《電網(wǎng)側(cè)電化學(xué)儲(chǔ)能站設(shè)計(jì)規(guī)程》等，如表2所示，目前電池測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。
3.2 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟在2019年發(fā)布了標(biāo)準(zhǔn)《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)評(píng)價(jià)規(guī)范》、《電力儲(chǔ)能用直流動(dòng)力連接器通用技術(shù)要求》、《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)用電池管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》，標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)為T(mén)/CNESA 1000-2019、T/CNESA 1001-2019、T/CNESA 1002-2019。
現(xiàn)已發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)有3項(xiàng)：NB/T 33014—2014《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)運(yùn)行控制規(guī)范》、NB/T 33015—2014《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》及NB/T 33016—2014《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)測(cè)試規(guī)程》，這3項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電化學(xué)儲(chǔ)能的相關(guān)技術(shù)、控制的指標(biāo)以及具體要求。只適合35kV以下的配電網(wǎng)電壓。
由中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)和中國(guó)消防協(xié)會(huì)聯(lián)合發(fā)布的《小型電化學(xué)儲(chǔ)能電站消防安全技術(shù)要求》規(guī)定了儲(chǔ)能單元容量為100 kW·h以上、1 MW·h以下的小型電化學(xué)儲(chǔ)能電站消防設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求，規(guī)定了儲(chǔ)能電站的選址要求、儲(chǔ)能單元安全要求、主動(dòng)式鋰電池火災(zāi)抑制裝置要求等。
3.3 地方標(biāo)準(zhǔn)
2019年以來(lái)，山東、河南、江蘇、青海等地根據(jù)各個(gè)省份的自身情況，制定出有關(guān)的儲(chǔ)能相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則，如表4所示。
建筑部2019年組織應(yīng)急管理部天津消防研究所等單位起草了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50016《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范局部修訂條文(征求意見(jiàn)稿)》。儲(chǔ)能相關(guān)的要求涉及倉(cāng)庫(kù)的防火間距、廠房的安全疏散、民用建筑的防火分區(qū)、平面布置、安全疏散、滅火救援措施以及消防設(shè)施的設(shè)置等。
國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析
4.1 國(guó)外儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)分析
儲(chǔ)能系統(tǒng)在電網(wǎng)發(fā)-輸-配-用環(huán)節(jié)廣泛應(yīng)用，裝機(jī)規(guī)模日益增大，各種電池類(lèi)型參差不齊，隨著電池功率的增大，發(fā)生事故的危險(xiǎn)性也有一定程度增加，各個(gè)國(guó)家制定了系列安全標(biāo)準(zhǔn)來(lái)保障儲(chǔ)能系統(tǒng)安全高效的運(yùn)行。
電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)可能存在的安全隱患主要有：
1）火災(zāi)。電化學(xué)儲(chǔ)能電站發(fā)生的火災(zāi)可分為兩類(lèi)，一類(lèi)是電池本身引發(fā)的火災(zāi)，危害大且不可控，如果處于帶電狀態(tài)，不適合用泡沫或者水撲滅，還有一類(lèi)是電氣引發(fā)的火災(zāi)。另外，蓄電池在充放電過(guò)程中遇到明火、過(guò)充、過(guò)放等意外因素也可造成火災(zāi)。
2）爆炸。蓄電池如果運(yùn)行過(guò)程中通風(fēng)不暢或管道堵塞，則在內(nèi)部可能積累電解水產(chǎn)生的氫氣，外部遇明火、雷電、短路等意外時(shí)會(huì)產(chǎn)生爆炸。
3）化學(xué)風(fēng)險(xiǎn)。全釩液流電池電解液溶析時(shí)會(huì)析出劇毒的晶體，損害呼吸系統(tǒng)和皮膚，嚴(yán)重的還可導(dǎo)致慢性支氣管炎、腎衰竭、視力障礙等。鋰離子電池電解產(chǎn)生氟化氫(HF)氣體，對(duì)皮膚、眼睛等有刺激性作用。
4）電氣風(fēng)險(xiǎn)。儲(chǔ)能系統(tǒng)中有較高的直流和交流電壓，如果在操作時(shí)沒(méi)有穿戴好防具或者操作不慎，可能發(fā)生觸電的危險(xiǎn)，以及系統(tǒng)的接地故障、短路電流等風(fēng)險(xiǎn)。
所以，儲(chǔ)能電池需要進(jìn)行電池?zé)崾Э販y(cè)試，目前，儲(chǔ)能用電池?zé)崾Э匾蠛蜏y(cè)試方法的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 36276—2018，UL9540A:2018，UL1973：2018，各標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用場(chǎng)景大體相同，但測(cè)試存在差異性，如表5所示。
GB/T 36276—2018適用于電力儲(chǔ)能用鋰離子電池，側(cè)重于檢測(cè)儲(chǔ)能用鋰離子電池在發(fā)生熱失控時(shí)是否發(fā)生起火、爆炸；UL 9540A:2018未做具體說(shuō)明，可適用于所有儲(chǔ)能系統(tǒng)的電芯，側(cè)重于檢測(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)電芯發(fā)生熱失控時(shí)，對(duì)其起火特性進(jìn)行評(píng)估；UL 1973：2018適用電芯類(lèi)型包括鋰離子、鋰金屬，鈉硫，氯化鈉鎳和鉛酸，側(cè)重于檢測(cè)當(dāng)電池系統(tǒng)中電芯發(fā)生熱失控時(shí)，對(duì)周?chē)娦炯半姵叵到y(tǒng)產(chǎn)生的影響。
從韓國(guó)26起電池著火事件可以看出，儲(chǔ)能系統(tǒng)若發(fā)生事故，后果非常嚴(yán)重。儲(chǔ)能系統(tǒng)處于熱失控狀態(tài)，可以產(chǎn)生對(duì)人體有害的氣體和可燃?xì)怏w，進(jìn)而引發(fā)爆炸，為了避免此類(lèi)事故發(fā)生，儲(chǔ)能裝置應(yīng)該裝有通風(fēng)、煙霧和火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和探測(cè)系統(tǒng)，并且對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行爆炸控制。儲(chǔ)能系統(tǒng)在安裝時(shí)，必須安裝應(yīng)急系統(tǒng)，才能做到防患于未然。儲(chǔ)能大規(guī)模應(yīng)用前，應(yīng)制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體系，還需要對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行應(yīng)急操作培訓(xùn)，并且需要消防部門(mén)作為主體參與。
澳大利亞發(fā)布的《儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)路線圖》對(duì)用戶(hù)側(cè)的儲(chǔ)能系統(tǒng)作了安裝方面的規(guī)范。歐盟的STABALLON項(xiàng)目也在系統(tǒng)層面和全生命周期方面對(duì)鋰離子電池的安全問(wèn)題提出了預(yù)防策略。NFPA制定的NFPA855，提出固定式儲(chǔ)能系統(tǒng)安裝標(biāo)準(zhǔn)，適用于大型電網(wǎng)儲(chǔ)能，將于2021年秋季發(fā)布。NFPA855規(guī)定了每種電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量閾值，將儲(chǔ)能系統(tǒng)劃分為室內(nèi)和室外兩類(lèi)，據(jù)此對(duì)于儲(chǔ)能系統(tǒng)單元間以及與墻壁的安全距離進(jìn)行了規(guī)定，提出了儲(chǔ)能系統(tǒng)配備的消防及防撞保護(hù)措施，對(duì)消防人員進(jìn)行應(yīng)急準(zhǔn)備培訓(xùn)等要求，突破了消防安全針對(duì)于小型儲(chǔ)能系統(tǒng)的局限，同樣適用于大型儲(chǔ)能電站。國(guó)內(nèi)只文獻(xiàn)的第11章節(jié)對(duì)鋰離子電池的火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)與安裝格局作了規(guī)定，目前大多數(shù)國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能電站的建設(shè)遵循此規(guī)則。
美國(guó)和加拿大通用的國(guó)標(biāo)UL9540標(biāo)準(zhǔn)于2014年發(fā)布，適用于多種儲(chǔ)能技術(shù)，在儲(chǔ)能系統(tǒng)安裝后的安裝參數(shù)、間距、通風(fēng)、產(chǎn)生的熱量和氣體等方面進(jìn)行了規(guī)范。
美國(guó)國(guó)家消防協(xié)會(huì)對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行免費(fèi)的培訓(xùn)，主要是進(jìn)行儲(chǔ)能相關(guān)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)、儲(chǔ)能的危險(xiǎn)、可能發(fā)生的意外以及一些應(yīng)對(duì)策略，以保證在突發(fā)事故出現(xiàn)時(shí)，可以有效地進(jìn)行遏制。紐約州政府將在2020年6月發(fā)布《2019年儲(chǔ)能系統(tǒng)補(bǔ)充文件》，其中包括對(duì)《紐約州統(tǒng)一消防和建筑規(guī)范》以及對(duì)《2015年國(guó)際消防規(guī)范》和《2015年國(guó)際建筑規(guī)范》進(jìn)行的相關(guān)修訂，為不同的儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)和術(shù)語(yǔ)添加相關(guān)的定義。
4.2 國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)分析
與國(guó)外相比，我國(guó)也發(fā)生過(guò)事故，但相對(duì)較少。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年我國(guó)至少發(fā)生了40起新能源汽車(chē)起火的事件。
電站的安全事故，往往都是由于在預(yù)警缺失或滯后的情況下，電池自身熱失控或是其他外部因素導(dǎo)致電池起火而引發(fā)的，由于缺乏有效的安全防護(hù)措施，電池的初期火災(zāi)迅速蔓延，而現(xiàn)有的消防措施并非是針對(duì)電池火災(zāi)而配置的。因此，電池初期火災(zāi)無(wú)法得到有效抑制，最終演變?yōu)榇笠?guī)?；馂?zāi)，導(dǎo)致整個(gè)儲(chǔ)能集裝箱或儲(chǔ)能電站燒毀。
在標(biāo)準(zhǔn)體系建立方面，2018年10月，國(guó)家能源局發(fā)布了《關(guān)于征求<加強(qiáng)儲(chǔ)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作的實(shí)施方案>意見(jiàn)的函》。方案要求進(jìn)一步重點(diǎn)推進(jìn)儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)的建立，包括儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、設(shè)計(jì)等方面，這個(gè)方案可以推動(dòng)儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)的制定和進(jìn)一步的實(shí)施。
我國(guó)仍欠缺相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)儲(chǔ)能的審批和標(biāo)準(zhǔn)體系還不夠健全，急需設(shè)計(jì)儲(chǔ)能安全準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)體系，并將相關(guān)事件報(bào)告納入數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理和公示。同時(shí)，國(guó)家有關(guān)部門(mén)與項(xiàng)目涉及的企業(yè)，應(yīng)盡快針對(duì)此類(lèi)項(xiàng)目的火災(zāi)危險(xiǎn)性以及其他風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)開(kāi)展評(píng)估，通過(guò)實(shí)驗(yàn)取得真實(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)而分析、論證有效的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行過(guò)程中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，依據(jù)現(xiàn)有規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)組織安全評(píng)估論證，制定相應(yīng)的預(yù)防和處置預(yù)案，加強(qiáng)對(duì)消費(fèi)者和設(shè)計(jì)安裝人員的提示，并對(duì)設(shè)計(jì)和安裝等相關(guān)從業(yè)人員進(jìn)行培訓(xùn)和認(rèn)證，嚴(yán)格執(zhí)行運(yùn)維手冊(cè)，特別是進(jìn)行有針對(duì)性的消防培訓(xùn)，提高行業(yè)安全水平和事故處置能力。
結(jié)論
本文通過(guò)對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能消防安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行梳理和分析，得出如下結(jié)論：
1）高安全、長(zhǎng)壽命、低成本、高效率、易回收是儲(chǔ)能規(guī)?；瘧?yīng)用的五大要素。其中，安全居首位，為確保儲(chǔ)能系統(tǒng)安全運(yùn)行，應(yīng)從電池本體、BMS、PCS、能量管理等各環(huán)節(jié)入手，統(tǒng)籌規(guī)劃，制定切實(shí)可行、具備實(shí)操性的標(biāo)準(zhǔn)體系。
2）移動(dòng)式儲(chǔ)能系統(tǒng)以其靈活、便捷等優(yōu)點(diǎn)逐步成為主流，應(yīng)有針對(duì)性的制定系列標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范這一新生事物。重點(diǎn)考慮箱體的材質(zhì)、尺寸、內(nèi)部裝載電池容量的匹配關(guān)系、箱體之間的安全距離、箱體走線形式、通風(fēng)散熱、滅火介質(zhì)的選用等方面。
3）云處理、AI技術(shù)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等新興技術(shù)的涌現(xiàn)，為實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電站的遠(yuǎn)程診斷、狀態(tài)預(yù)警、多維度緊急施救提供了可能，應(yīng)挖掘現(xiàn)有儲(chǔ)能電站的海量數(shù)據(jù)，頂層設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)框架，為儲(chǔ)能電站的高效運(yùn)行、智能維護(hù)、及時(shí)施救提供必要的保障。
作者簡(jiǎn)介
李建林，男，博士，教授，主要從事大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)研究。
譚宇良，男，碩士研究生，主要從事大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)研究。
周喜超，男，博士，高級(jí)工程師，主要從事大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的新能源領(lǐng)域的應(yīng)用研究。
王力，男，博士，教授，主要從事城市交通控制理論與技術(shù)、網(wǎng)聯(lián)交通智能控制。
