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、李超副教授團隊聯合國網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多層級保護裝置在天津薊州華新光伏配儲電站成功掛網試運行。該套保護裝置綜合利用多維物理信息，實現了儲能電站內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保護設備的空白，進一步保障了儲能電站安全穩(wěn)定運行。
據了解，鋰電池短路故障引發(fā)的熱失控是導致國內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短路故障診斷方法不全面，直流側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內外短路故障，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是儲能領域亟待解決的三大技術難題之一。
為解決這一難題，國家儲能平臺儲能安全運維中心與國網天津電科院依托產教融合科技項目開展鋰電池儲能直流側保護原理研究、裝置研發(fā)與示范應用。研究團隊揭示了鋰電儲能電站直流側外短路故障特征，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支撐。
本次掛網的鋰電池儲能直流側多層級保護裝置通過了原理仿真驗證、動態(tài)實驗驗證、出廠試驗和現場調試多個環(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)鋰電池儲能直流側多層級保護裝置在儲能電站的全面推廣應用提供了技術和實踐基礎。
下一步，研發(fā)團隊將深入結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，通過產教融合為儲能系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行筑牢防線。
