2024年12月12日，天津大學(xué)國(guó)家儲(chǔ)能平臺(tái)儲(chǔ)能安全運(yùn)維中心李斌教授、李超副教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)網(wǎng)天津電力科學(xué)研究院陳培育高工團(tuán)隊(duì)研制的鋰電池儲(chǔ)能直流側(cè)多層級(jí)保護(hù)裝置在天津薊州華新光伏配儲(chǔ)電站成功掛網(wǎng)試運(yùn)行。該套保護(hù)裝置綜合利用多維物理信息，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能電站內(nèi)外短路故障快速診斷和電池?zé)崾Э卦缙陬A(yù)警，填補(bǔ)了儲(chǔ)能電站直流側(cè)保護(hù)設(shè)備的空白，進(jìn)一步保障了儲(chǔ)能電站安全穩(wěn)定運(yùn)行。
據(jù)了解，鋰電池短路故障引發(fā)的熱失控是導(dǎo)致國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能電站燃爆事故的主要誘因。但儲(chǔ)能電站當(dāng)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(shí)別與定位方法缺失。儲(chǔ)能電站主要依靠電池管理系統(tǒng)監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)，通過(guò)監(jiān)測(cè)電池的電氣量是否超過(guò)閾值來(lái)判斷電池是否異常，難以快速可靠診斷儲(chǔ)能電站直流側(cè)內(nèi)外短路故障，儲(chǔ)能電站的安全運(yùn)維面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)布《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》明確指出儲(chǔ)能全過(guò)程安全技術(shù)是儲(chǔ)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(guó)家儲(chǔ)能平臺(tái)儲(chǔ)能安全運(yùn)維中心與國(guó)網(wǎng)天津電科院依托產(chǎn)教融合科技項(xiàng)目開(kāi)展鋰電池儲(chǔ)能直流側(cè)保護(hù)原理研究、裝置研發(fā)與示范應(yīng)用。研究團(tuán)隊(duì)揭示了鋰電儲(chǔ)能電站直流側(cè)外短路故障特征，首創(chuàng)了基于差動(dòng)電流的儲(chǔ)能電站外短路故障診斷方法，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間小于30毫秒，并實(shí)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?zé)崾Э厍?0min發(fā)出預(yù)警，為電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有力技術(shù)支撐。
本次掛網(wǎng)的鋰電池儲(chǔ)能直流側(cè)多層級(jí)保護(hù)裝置通過(guò)了原理仿真驗(yàn)證、動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、出廠(chǎng)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試多個(gè)環(huán)節(jié)，科學(xué)全面驗(yàn)證了保護(hù)原理的可行性和裝置的可靠性，為后續(xù)鋰電池儲(chǔ)能直流側(cè)多層級(jí)保護(hù)裝置在儲(chǔ)能電站的全面推廣應(yīng)用提供了技術(shù)和實(shí)踐基礎(chǔ)。
下一步，研發(fā)團(tuán)隊(duì)將深入結(jié)合儲(chǔ)能電站運(yùn)行特性，深化儲(chǔ)能系統(tǒng)故障特性研究，不斷探索保護(hù)新原理，通過(guò)產(chǎn)教融合為儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行筑牢防線(xiàn)。
