2024年12月12日，天津大學國家儲能平臺儲能安全運維中心李斌教授、李超副教授團隊聯(lián)合國網(wǎng)天津電力科學研究院陳培育高工團隊研制的鋰電池儲能直流側(cè)多層級保護裝置在天津薊州華新光伏配儲電站成功掛網(wǎng)試運行。該套保護裝置綜合利用多維物理信息，實現(xiàn)了儲能電站內(nèi)外短路故障快速診斷和電池熱失控早期預警，填補了儲能電站直流側(cè)保護設(shè)備的空白，進一步保障了儲能電站安全穩(wěn)定運行。
據(jù)了解，鋰電池短路故障引發(fā)的熱失控是導致國內(nèi)外儲能電站燃爆事故的主要誘因。但儲能電站當前的電池內(nèi)短路故障診斷方法不全面，直流側(cè)外短路故障識別與定位方法缺失。儲能電站主要依靠電池管理系統(tǒng)監(jiān)測電池狀態(tài)，通過監(jiān)測電池的電氣量是否超過閾值來判斷電池是否異常，難以快速可靠診斷儲能電站直流側(cè)內(nèi)外短路故障，儲能電站的安全運維面臨嚴峻挑戰(zhàn)。國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》明確指出儲能全過程安全技術(shù)是儲能領(lǐng)域亟待解決的三大技術(shù)難題之一。
為解決這一難題，國家儲能平臺儲能安全運維中心與國網(wǎng)天津電科院依托產(chǎn)教融合科技項目開展鋰電池儲能直流側(cè)保護原理研究、裝置研發(fā)與示范應(yīng)用。研究團隊揭示了鋰電儲能電站直流側(cè)外短路故障特征，首創(chuàng)了基于差動電流的儲能電站外短路故障診斷方法，保護動作時間小于30毫秒，并實現(xiàn)了故障位置的精確定位；提出了基于電壓、電流、溫度等多維物理信息融合的鋰電池內(nèi)短路故障診斷方法，并在電池熱失控前20min發(fā)出預警，為電化學儲能電站安全穩(wěn)定運行提供有力技術(shù)支撐。
本次掛網(wǎng)的鋰電池儲能直流側(cè)多層級保護裝置通過了原理仿真驗證、動態(tài)實驗驗證、出廠試驗和現(xiàn)場調(diào)試多個環(huán)節(jié)，科學全面驗證了保護原理的可行性和裝置的可靠性，為后續(xù)鋰電池儲能直流側(cè)多層級保護裝置在儲能電站的全面推廣應(yīng)用提供了技術(shù)和實踐基礎(chǔ)。
下一步，研發(fā)團隊將深入結(jié)合儲能電站運行特性，深化儲能系統(tǒng)故障特性研究，不斷探索保護新原理，通過產(chǎn)教融合為儲能系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行筑牢防線。
