中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
摘要：隨著鋰離子電池儲(chǔ)能電站的不斷投運(yùn)，鋰離子電池?zé)崾Э鼗馂?zāi)事故頻發(fā)。為了預(yù)防電池安全事故的發(fā)生，保障鋰電池儲(chǔ)能電站安全運(yùn)行，通過(guò)對(duì)近期文獻(xiàn)的探討，梳理了鋰電池儲(chǔ)能電站安全綜合評(píng)價(jià)流程，系統(tǒng)分析了現(xiàn)有的儲(chǔ)能電站安全評(píng)價(jià)指標(biāo)并提出新的指標(biāo)體系，介紹了常用的指標(biāo)權(quán)重賦權(quán)方法，詳細(xì)闡述了關(guān)于儲(chǔ)能電站安全的評(píng)價(jià)方法，指出現(xiàn)有研究方法的不足，并提出合理化建議，以保障儲(chǔ)能設(shè)備及電站的安全可靠運(yùn)行。
關(guān)鍵詞：儲(chǔ)能電站；綜合評(píng)價(jià)；評(píng)價(jià)指標(biāo)；評(píng)價(jià)方法
新型儲(chǔ)能是建設(shè)新型電力系統(tǒng)、推動(dòng)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要裝備基礎(chǔ)和關(guān)鍵支撐技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的重要支撐[1-2]。根據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2023年底，全國(guó)已建成投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)3 139萬(wàn)千瓦/6 687萬(wàn)千瓦時(shí)，其中2023年新增裝機(jī)規(guī)模約2 260萬(wàn)千瓦/4 870萬(wàn)千瓦時(shí)，較2022年底增長(zhǎng)超過(guò)260%，具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景[3]。
隨著儲(chǔ)能行業(yè)的逐漸崛起和儲(chǔ)能市場(chǎng)的日漸蓬勃，以電化學(xué)體系為主的新型儲(chǔ)能存在的安全問(wèn)題凸顯，嚴(yán)重制約了儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展[4-6]。根據(jù)中國(guó)科技網(wǎng)統(tǒng)計(jì)報(bào)道，2017—2023年期間，全球至少發(fā)生60起儲(chǔ)能電站火災(zāi)事故。表1統(tǒng)計(jì)了部分發(fā)生在2023年的儲(chǔ)能電站火災(zāi)事故。造成鋰電池儲(chǔ)能電站安全事故的原因是多方面的，結(jié)合多起儲(chǔ)能電站的事故原因綜合分析，除了儲(chǔ)能電池的本征安全問(wèn)題外，缺少有效的安全防護(hù)手段和安全管理措施也是造成電站火災(zāi)的重要原因[8-9]。因此，加快儲(chǔ)能安全技術(shù)研究，完善儲(chǔ)能安全管理措施和防護(hù)手段，加強(qiáng)安全風(fēng)險(xiǎn)防范意識(shí)，已成為當(dāng)下儲(chǔ)能行業(yè)的重點(diǎn)研究方向。
為了有效提升儲(chǔ)能電站的安全性，加強(qiáng)對(duì)儲(chǔ)能電站安全管理，需要定期開(kāi)展儲(chǔ)能電站安全評(píng)價(jià)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電站存在的風(fēng)險(xiǎn)并進(jìn)行相應(yīng)整改。目前，相關(guān)的安全檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(條件)或行業(yè)制定的標(biāo)準(zhǔn)為參照?qǐng)?zhí)行依據(jù)。國(guó)內(nèi)外相關(guān)的儲(chǔ)能電站安全評(píng)價(jià)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范方面暫不完善，其他相關(guān)的文件如《電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全規(guī)程》(GB/T 42288-2022)、《電化學(xué)儲(chǔ)能電站后評(píng)價(jià)導(dǎo)則》(GBT43686-2024)、《電化學(xué)儲(chǔ)能電站運(yùn)行指標(biāo)及評(píng)價(jià)》(GB/T 36549-2018)以及中電聯(lián)發(fā)布的《電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全性評(píng)價(jià)規(guī)程》均已發(fā)布，但儲(chǔ)能電站安全評(píng)價(jià)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面目前仍處于探索階段，相關(guān)高校、儲(chǔ)能研究機(jī)構(gòu)及龍頭企業(yè)等正致力于儲(chǔ)能電站安全評(píng)價(jià)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面的研究，為確保儲(chǔ)能電站的安全運(yùn)行和管理，未來(lái)急需完善國(guó)際適用的儲(chǔ)能電站安全評(píng)價(jià)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，保障儲(chǔ)能電站的安全可靠運(yùn)行。
由于國(guó)內(nèi)外尚未形成一套完整的儲(chǔ)能電站安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系，相關(guān)研究多局限于零散指標(biāo)，指標(biāo)體系不完整，缺乏表征儲(chǔ)能電站整體運(yùn)行的指標(biāo)，還存在指標(biāo)選擇主觀性強(qiáng)、指標(biāo)冗余等問(wèn)題，無(wú)法真實(shí)反映儲(chǔ)能電站的運(yùn)行狀態(tài)。此外，指標(biāo)權(quán)重和評(píng)價(jià)方法也直接影響著評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。指標(biāo)權(quán)重賦權(quán)多用于組合賦權(quán)法，能結(jié)合主觀賦權(quán)法的靈活性和客觀賦權(quán)法的可靠性。評(píng)價(jià)方法較多，每種方法的側(cè)重點(diǎn)和適用場(chǎng)景各有不同，在綜合評(píng)價(jià)時(shí)需用考慮評(píng)價(jià)對(duì)象的實(shí)際情況以及評(píng)價(jià)方法的可操作性，結(jié)合各種評(píng)價(jià)方法的優(yōu)勢(shì)，選擇合適的評(píng)價(jià)方法。因此，本文將從儲(chǔ)能電站安全綜合評(píng)價(jià)流程入手，對(duì)現(xiàn)有的儲(chǔ)能電站安全指標(biāo)和權(quán)重賦權(quán)方法進(jìn)行綜述總結(jié)，并提出新的指標(biāo)體系，對(duì)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行系統(tǒng)分析，指出各種方法的適用場(chǎng)景以及不足之處，并提出合理的建議，為建立更為完善和全面的安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法提供參考和借鑒。
表1 部分發(fā)生在2023年的儲(chǔ)能電站火災(zāi)事故
1 鋰電池儲(chǔ)能電站安全綜合評(píng)價(jià)基本流程
鋰電池儲(chǔ)能電站安全綜合評(píng)價(jià)通過(guò)多指標(biāo)來(lái)反映儲(chǔ)能電站的整體性能和安全性，確保其在各個(gè)方面的穩(wěn)定性和可靠性，其步驟可分為指標(biāo)體系構(gòu)建、指標(biāo)權(quán)重賦權(quán)、評(píng)價(jià)方法選擇及評(píng)價(jià)結(jié)果四部分，鋰電池儲(chǔ)能電站安全綜合評(píng)價(jià)方法流程如圖1所示。
(1)指標(biāo)體系構(gòu)建：指標(biāo)的選取是整個(gè)綜合評(píng)價(jià)過(guò)程的難點(diǎn)，要滿足可靠性和現(xiàn)場(chǎng)條件，既要從多維度多層級(jí)考慮，也要考慮指標(biāo)之間的耦合關(guān)系，保證選取的客觀性、完整性和科學(xué)性。對(duì)于可測(cè)量指標(biāo)，要明確指標(biāo)量化計(jì)算方法。對(duì)于不可測(cè)量指標(biāo)，應(yīng)給出具體描述特征[10]；指標(biāo)權(quán)重賦權(quán)是綜合評(píng)價(jià)的重點(diǎn)，各指標(biāo)的權(quán)重直接影響評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
(2)權(quán)重確定：指標(biāo)權(quán)重賦權(quán)以組合賦權(quán)法為主，即用主、客觀賦權(quán)法分別賦權(quán)后得到的兩者權(quán)重進(jìn)行合理的組合，得到更為科學(xué)和適用的指標(biāo)權(quán)重。
(3)評(píng)價(jià)方法選擇：評(píng)價(jià)方法是綜合評(píng)價(jià)過(guò)程的關(guān)鍵，評(píng)價(jià)方法的選擇直接決定了整個(gè)綜合評(píng)價(jià)的適用范圍和應(yīng)用推廣性，不同類型的評(píng)價(jià)方法如TOPSIS、模糊綜合評(píng)價(jià)、云模型等各有優(yōu)缺點(diǎn)，綜合考慮儲(chǔ)能電站運(yùn)行的特點(diǎn)和評(píng)價(jià)的側(cè)重點(diǎn)，合理選擇評(píng)價(jià)方法至關(guān)重要。
(4)綜合評(píng)價(jià)與結(jié)論：通過(guò)選擇的評(píng)價(jià)方法，結(jié)合指標(biāo)權(quán)重計(jì)算出最終的評(píng)價(jià)結(jié)果，量化出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)并做出結(jié)論。
圖1 綜合評(píng)價(jià)方法流程
2 儲(chǔ)能電站安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系
安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是將多個(gè)有相互聯(lián)系、相互作用的評(píng)價(jià)指標(biāo)按一定層次進(jìn)行組合的整體，是綜合評(píng)價(jià)的前提。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建是否客觀、科學(xué)和合理，直接影響綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性。
早期安全評(píng)價(jià)以電池為對(duì)象，電池系統(tǒng)的指標(biāo)以電壓、溫度、電池荷電狀態(tài)(SOC)、電池健康狀態(tài)(SOH)等基本特征參量為主。文獻(xiàn)[11]選取電池電壓極差、電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)、電池溫度極差、電池剩余能量狀態(tài)(SOE)極差、功率-SOE相關(guān)度和運(yùn)行充放電效率6個(gè)指標(biāo)建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。文獻(xiàn)[12]采用可重構(gòu)儲(chǔ)能系統(tǒng)中電池單體、模組的電壓、溫度等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，建立電池及模組的安全評(píng)估模型。文獻(xiàn)[13]將電池指標(biāo)分為可測(cè)量狀態(tài)量和不可測(cè)量狀態(tài)量，可測(cè)量狀態(tài)量包括電流狀態(tài)、電壓狀態(tài)和溫度狀態(tài)，測(cè)量數(shù)據(jù)涵蓋模組兩端電流、模組功率、模組電壓、單體電池電壓、單體電壓最大差值以及測(cè)溫點(diǎn)溫度。不可測(cè)量狀態(tài)量包括SOC和SOH。
隨著儲(chǔ)能電站容量和規(guī)模的不斷擴(kuò)大，單一的電池指標(biāo)不能全面反映整個(gè)電站的安全。鋰電池儲(chǔ)能電站安全指標(biāo)體系是一個(gè)多方面、多層次的問(wèn)題，需要從電池本體安全、系統(tǒng)安全、環(huán)境影響、故障及事故統(tǒng)計(jì)、運(yùn)維管理、消防設(shè)計(jì)與配置等多個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮。文獻(xiàn)[14]選取鋰電池特性、消防設(shè)施、安全管理和人員因素4個(gè)一級(jí)指標(biāo)，建立12個(gè)二級(jí)指標(biāo)和32個(gè)三級(jí)指標(biāo)的鋰電池儲(chǔ)能電站火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。文獻(xiàn)[15]從電池運(yùn)行工況、可靠性指標(biāo)、運(yùn)行環(huán)境以及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)4個(gè)方面選取20個(gè)評(píng)估指標(biāo)對(duì)儲(chǔ)能電站的安全進(jìn)行綜合評(píng)估。文獻(xiàn)[16]考慮儲(chǔ)能電站的真實(shí)運(yùn)行工況，建立了以電池基本情況、電池使用工況、外部刺激、運(yùn)行環(huán)境、安全監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)和人為因素6個(gè)方面建立的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系一級(jí)指標(biāo)和30個(gè)二級(jí)指標(biāo)組成的評(píng)價(jià)體系，指標(biāo)體系較為完善，但指標(biāo)體系難以量化，評(píng)價(jià)結(jié)果也會(huì)受影響。
目前，現(xiàn)有的文獻(xiàn)中存在指標(biāo)體系不完整，缺乏表征儲(chǔ)能電站整體運(yùn)行的指標(biāo)，還存在指標(biāo)選擇主觀性強(qiáng)、應(yīng)用性差等問(wèn)題，無(wú)法真實(shí)反映儲(chǔ)能電站的運(yùn)行狀態(tài)。本文考慮儲(chǔ)能電站的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試條件和指標(biāo)適用性，在前人的基礎(chǔ)上，提出一種新的指標(biāo)體系，盡可能包含全部關(guān)鍵指標(biāo)，以提高評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性。指標(biāo)體系如圖2所示，包括電池運(yùn)行工況指標(biāo)、關(guān)鍵設(shè)備設(shè)施指標(biāo)、能效指標(biāo)、電力電量指標(biāo)、運(yùn)維檢修指標(biāo)及運(yùn)行環(huán)境指標(biāo)6個(gè)一級(jí)指標(biāo)和28個(gè)二級(jí)指標(biāo)。
圖2 儲(chǔ)能電站安全評(píng)價(jià)指標(biāo)
(1)電池運(yùn)行工況指標(biāo)
儲(chǔ)能電池作為儲(chǔ)能電站的核心組成部分，其安全性直接影響到整個(gè)儲(chǔ)能電站的安全運(yùn)行。電池在生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲(chǔ)等各種復(fù)雜的工況下存在潛在的危險(xiǎn)，包括過(guò)充、過(guò)熱、短路、碰撞、針刺、擠壓、振動(dòng)等[17-18]，易發(fā)生熱失控。熱失控過(guò)程當(dāng)中電池內(nèi)部會(huì)發(fā)生一系列不可控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，導(dǎo)致溫度急劇上升，反應(yīng)過(guò)程不僅快速劇烈，還具有一定的蔓延特性，可能會(huì)從一個(gè)電池單元擴(kuò)展到整個(gè)電池組，最終導(dǎo)致嚴(yán)重火災(zāi)或爆炸，造成巨大損失。熱失控過(guò)程還會(huì)引起一系列參數(shù)變化，內(nèi)部溫度迅速上升產(chǎn)生大量氣體，電池表面發(fā)生形變膨脹，當(dāng)氣體濃度達(dá)到某一極限時(shí)，安全閥打開(kāi)釋放出各種氣體，電壓逐漸降至零點(diǎn)[19-20]。選取熱失控過(guò)程中變化的溫度、電壓、SOC、SOH和VOC濃度參數(shù)作為指標(biāo)能夠合理、可靠地表征電池運(yùn)行工況。
(2)關(guān)鍵設(shè)備設(shè)施指標(biāo)
儲(chǔ)能電站關(guān)鍵設(shè)備設(shè)施包含電池管理系統(tǒng)(BMS)、儲(chǔ)能變流器(PCS)、能量管理系統(tǒng)(EMS)、監(jiān)控系統(tǒng)和消防設(shè)施，它們對(duì)儲(chǔ)能電站的安全運(yùn)行也有著一定影響。BMS作為儲(chǔ)能電站最核心的組成部分，若BMS的設(shè)計(jì)與制造存在缺陷，將會(huì)導(dǎo)致其在監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性、故障診斷可靠性、控制邏輯合理性等方面存在不足，如BMS發(fā)生傳感器失效、狀態(tài)估計(jì)不準(zhǔn)確、均衡失效、充放電異常等，可能會(huì)引發(fā)電池的熱失控，甚至整個(gè)儲(chǔ)能電站的安全都將無(wú)法保證[21]。儲(chǔ)能電站的PCS與儲(chǔ)能電池一樣重要，在大規(guī)模應(yīng)用場(chǎng)景下，PCS本身的功率控制能力和電能質(zhì)量水平會(huì)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)造成一定影響，隨著儲(chǔ)能電芯向大容量方向發(fā)展，PCS的性能缺陷進(jìn)一步放大，這也對(duì)PCS的安全性提出了更高要求，因此，PCS自身必須具備良好的抗干擾能力和可靠的保護(hù)機(jī)制[22-23]。能量管理系統(tǒng)(EMS)是儲(chǔ)能電站運(yùn)行的安全保障，若EMS出現(xiàn)故障，可能會(huì)導(dǎo)致控制策略失效，進(jìn)而影響電池的性能和壽命，還會(huì)導(dǎo)致無(wú)法及時(shí)檢測(cè)和處理故障，從而增加設(shè)備損壞的風(fēng)險(xiǎn)，甚至可能導(dǎo)致更嚴(yán)重的安全事故[24]。儲(chǔ)能電站監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電站的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理異常情況，確保電站的安全運(yùn)行。儲(chǔ)能電站所使用的儲(chǔ)能介質(zhì)多為易燃易爆物質(zhì)，一旦發(fā)生火災(zāi)，后果不堪設(shè)想，儲(chǔ)能消防系統(tǒng)能夠在火災(zāi)發(fā)生時(shí)及時(shí)有效地進(jìn)行滅火，防止火勢(shì)蔓延，降低財(cái)產(chǎn)損失，還能為救援人員提供及時(shí)的信息支持，確保救援行動(dòng)的有效性。
(3)能效指標(biāo)
能效指標(biāo)包括綜合效率、電站儲(chǔ)能損耗率、站用電率、電站變配電損耗率以及能量保持率。這些指標(biāo)能夠綜合反映儲(chǔ)能電站的運(yùn)行效率和能量利用情況，還直接關(guān)系到整個(gè)電站的經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性。
(4)電力電量指標(biāo)
電力電量指標(biāo)包括運(yùn)行系數(shù)、利用系數(shù)、出力系數(shù)、備用系數(shù)。這些指標(biāo)不僅能夠反映儲(chǔ)能電站在新型電力系統(tǒng)中的電力和電量平衡能力，還能反映儲(chǔ)能電站本身的充放電實(shí)際運(yùn)行情況和備用情況。
(5)運(yùn)維檢修指標(biāo)
儲(chǔ)能電站投入運(yùn)營(yíng)后，開(kāi)展高質(zhì)量的運(yùn)行維護(hù)和檢修工作是保證設(shè)備安全的前提。運(yùn)維檢修是對(duì)儲(chǔ)能電站的一些關(guān)鍵設(shè)備開(kāi)展維護(hù)和檢修，包括儲(chǔ)能電池及其系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、儲(chǔ)能變流器、監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)施等。設(shè)備維護(hù)是運(yùn)維管理的重點(diǎn)之一，包括定期檢查設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患；制定設(shè)備維護(hù)計(jì)劃，定期進(jìn)行設(shè)備保養(yǎng)和檢修；建立設(shè)備檔案，記錄設(shè)備的維護(hù)情況和故障處理過(guò)程，為后續(xù)維護(hù)提供參考[25-26]。重要設(shè)備還要定期檢修，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除隱患和故障，提高儲(chǔ)能電站的性能和效率，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，同時(shí)保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
(6)運(yùn)行環(huán)境指標(biāo)
環(huán)境溫度、濕度、粉塵含量等會(huì)對(duì)儲(chǔ)能電站的安全運(yùn)行產(chǎn)生影響。環(huán)境溫度對(duì)鋰電池壽命有明顯影響，在高溫環(huán)境下，由于電池中的化學(xué)反應(yīng)加劇，電解液中的鋰鹽會(huì)分解，導(dǎo)致鋰電池壽命縮短[27]。同時(shí)，熱量還會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部部件老化和失效，從而損害電池壽命。在低溫環(huán)境下，由于電池內(nèi)部反應(yīng)速度變慢，電池中形成的鋰聚集在電極表面，從而導(dǎo)致電化學(xué)性能降低[28-29]。高濕度會(huì)導(dǎo)致電解液中水分增多，降低電解液濃度，從而降低鋰電池存儲(chǔ)容量，還會(huì)導(dǎo)致電極內(nèi)部材料腐蝕，加速電池老化，影響電池使用壽命[30]。如果儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部粉塵含量過(guò)高，將不利于系統(tǒng)及時(shí)散熱，導(dǎo)致運(yùn)行溫度超標(biāo)，此外，粉塵還會(huì)影響系統(tǒng)設(shè)備的絕緣，引發(fā)設(shè)備電擊穿和局部高溫[31]。
新的指標(biāo)體系采用區(qū)間估計(jì)層次分析法[32-33]，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行精選與簡(jiǎn)化。簡(jiǎn)化的目的在于避免指標(biāo)間的冗余，從而提高評(píng)價(jià)體系應(yīng)用于實(shí)際工程中的有效性，過(guò)多的評(píng)價(jià)指標(biāo)還會(huì)使評(píng)價(jià)過(guò)程中更復(fù)雜和費(fèi)時(shí)，通過(guò)刪減次要指標(biāo)可以提升評(píng)估模型的聚焦度以保證評(píng)估過(guò)程的簡(jiǎn)潔性。通過(guò)精選和簡(jiǎn)化后的指標(biāo)為6個(gè)一級(jí)指標(biāo)和28個(gè)二級(jí)指標(biāo)，該指標(biāo)體系能更好地反映出決策者的偏好和決策過(guò)程中的不確定性。此外，新的指標(biāo)體系還考慮了儲(chǔ)能電站的電力電量指標(biāo)和能效指標(biāo)[34]，能夠綜合反映儲(chǔ)能電站本身的充放電實(shí)際運(yùn)行情況和運(yùn)行效率以及能量利用情況。
在眾多指標(biāo)當(dāng)中，電池指標(biāo)是表征儲(chǔ)能電站安全運(yùn)行的核心指標(biāo)，電池發(fā)生故障時(shí)，電池內(nèi)部發(fā)生一系列快速劇烈的反應(yīng)，引起眾多參數(shù)的變化，隨著傳感器技術(shù)不斷完善以及高精度新型傳感器的應(yīng)用，克服傳感器在電池?zé)崾Э貦z測(cè)中的挑戰(zhàn)和限制，結(jié)合指標(biāo)的可靠性和現(xiàn)場(chǎng)條件，未來(lái)通過(guò)檢測(cè)電池參數(shù)的變化表征儲(chǔ)能電站的安全愈發(fā)重要。其次，關(guān)鍵設(shè)備設(shè)施指標(biāo)對(duì)儲(chǔ)能電站的安全運(yùn)行有非常重要的影響，儲(chǔ)能電站多以“建成”為目標(biāo)，輕視儲(chǔ)能設(shè)備質(zhì)量與安全把關(guān)，設(shè)備設(shè)施的檢查包括各類測(cè)試和運(yùn)行維護(hù)與檢修，若設(shè)備設(shè)施存在問(wèn)題，可能會(huì)引發(fā)電池的熱失控或者增加設(shè)備損壞的風(fēng)險(xiǎn)，甚至可能導(dǎo)致更嚴(yán)重的安全事故，乃至整個(gè)儲(chǔ)能電站的安全都將無(wú)法保證。此外，儲(chǔ)能電站處于快速發(fā)展階段，多數(shù)運(yùn)維人員運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)能力和認(rèn)識(shí)深度不足，對(duì)生產(chǎn)廠商依賴度大，對(duì)技術(shù)監(jiān)督、安全專項(xiàng)檢查、隱患排查治理等運(yùn)維工作關(guān)切點(diǎn)的理解存在偏差，儲(chǔ)能電站還存在安全管理制度不完善，缺少維護(hù)檢修計(jì)劃等問(wèn)題，因此，儲(chǔ)能電站安全評(píng)價(jià)后續(xù)研究還要考慮人為因素指標(biāo)和儲(chǔ)能電站安全規(guī)章制度相關(guān)指標(biāo)的影響。
綜上所述，電池安全評(píng)價(jià)指標(biāo)以基本參量為主，最近的研究表明電池在靜置時(shí)內(nèi)部存在電流，會(huì)影響電池安全，儲(chǔ)能電站中電池存在充放電和靜置兩種工況狀態(tài)[35]，在進(jìn)行安全評(píng)價(jià)時(shí)需要充分考慮電池在這兩種狀態(tài)下影響電站安全的相關(guān)因素，并將各個(gè)因素歸納整合，建立全面的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系。儲(chǔ)能電站安全評(píng)價(jià)指標(biāo)不僅要考慮電池基本情況和運(yùn)行工況，還要考慮運(yùn)行環(huán)境、安全管理設(shè)計(jì)、消防安全等外部因素，現(xiàn)有文獻(xiàn)中指標(biāo)的選取大多具有主觀性且指標(biāo)不完善，缺乏表征儲(chǔ)能電站整體運(yùn)行的指標(biāo)，不足以表征儲(chǔ)能電站的安全，因此，在前人基礎(chǔ)上，采用區(qū)間層次分析法剔除弱權(quán)重指標(biāo)，并提出了一套新的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，包含6個(gè)一級(jí)指標(biāo)和28個(gè)二級(jí)指標(biāo)。
3 安全評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重
確定指標(biāo)權(quán)重的方法有主觀賦權(quán)法、客觀賦權(quán)法和組合賦權(quán)法。表2總結(jié)了各類權(quán)重賦權(quán)方法的類別和特點(diǎn)。
表2 指標(biāo)權(quán)重賦權(quán)方法
3.1 主觀賦權(quán)法
主觀賦權(quán)法主要依賴于專家的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)來(lái)確定各指標(biāo)的權(quán)重，這種方法的特點(diǎn)是定性分析指標(biāo)的重要性，通常通過(guò)專家打分、評(píng)分等方式進(jìn)行，主要有層次分析法(AHP)、優(yōu)序圖法、序關(guān)系分析(G1)法和德?tīng)柗品?。AHP為目前最常用的確定指標(biāo)權(quán)重的方法之一，在整個(gè)電力領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，AHP通過(guò)對(duì)準(zhǔn)則層和方案層進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)造判斷矩陣，將定性指標(biāo)量化，使決策者更加清晰地理解問(wèn)題。文獻(xiàn)[36-37]采用AHP計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，將復(fù)雜的評(píng)價(jià)問(wèn)題層次化，根據(jù)實(shí)際情況，確定出目標(biāo)層和準(zhǔn)則層。其他主觀賦權(quán)法，如優(yōu)序圖法、G1法和德?tīng)柗品ㄔ陔娏︻I(lǐng)域也較為常用。主觀賦權(quán)法主觀傾向太強(qiáng)，受專家專業(yè)水平和工程經(jīng)驗(yàn)影響顯著，而且綜合評(píng)價(jià)中當(dāng)指標(biāo)過(guò)多時(shí)，數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)量較大，權(quán)重計(jì)算復(fù)雜度增加。
3.2 客觀賦權(quán)法
客觀賦權(quán)法則是基于數(shù)據(jù)信息來(lái)確定權(quán)重的方法，這種方法不依賴于專家的主觀判斷，而是通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要有熵權(quán)(值)法、主成分分析法、因子分析法和CRITIC法。熵權(quán)法是客觀賦權(quán)法最常用的方法，能夠客觀地反映各指標(biāo)在綜合評(píng)價(jià)中的重要性，避免主觀因素的影響，通過(guò)計(jì)算各指標(biāo)的信息熵值來(lái)確定指標(biāo)的權(quán)重。文獻(xiàn)[38]根據(jù)往年的歷史數(shù)據(jù)，用熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重，并結(jié)合模型控制預(yù)測(cè)，實(shí)時(shí)跟蹤儲(chǔ)能SOC的計(jì)劃值。文獻(xiàn)[39]選取電池剩余容量、開(kāi)路電壓和直流等效內(nèi)阻作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，并用熵權(quán)法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重。實(shí)際應(yīng)用中，熵權(quán)法將指標(biāo)作為獨(dú)立的存在，忽略了指標(biāo)間的相關(guān)性，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量和樣本性要求較高。主成分分析法和因子分析法兩者都是通過(guò)降維的思想，?用較少的新變量(?主成分或因子)?來(lái)概括原始數(shù)據(jù)中的信息，?從而簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。?CRITIC法主要通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)表示指標(biāo)的相關(guān)性對(duì)比強(qiáng)度，?數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差越大，?表明數(shù)據(jù)波動(dòng)越大，?權(quán)重就越高，適用于多指標(biāo)多對(duì)象的綜合評(píng)價(jià)問(wèn)題，?能夠消除一些相關(guān)性較強(qiáng)的指標(biāo)影響，?減少指標(biāo)之間信息上的重疊，?從而得到更可信的評(píng)價(jià)結(jié)果。文獻(xiàn)[40-41]綜合考慮指標(biāo)間的差異性和相關(guān)性，采用CRITIC法確定指標(biāo)權(quán)重。在實(shí)際操作中，如何確保數(shù)據(jù)的代表性和準(zhǔn)確性?是CRITIC法的主要問(wèn)題，且當(dāng)數(shù)據(jù)分布不均和存在異常值時(shí)為了提高評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性和適用性，還需要結(jié)合其他賦權(quán)方法進(jìn)行綜合分析。
3.3 組合賦權(quán)法
除了單獨(dú)使用主觀賦權(quán)法或客觀賦權(quán)法外，還可以將兩者結(jié)合起來(lái)，形成組合賦權(quán)法。組合賦權(quán)法是目前在指標(biāo)權(quán)重賦權(quán)方面應(yīng)用最多也是最合理的方法，這種方法旨在結(jié)合主觀賦權(quán)法的靈活性和客觀賦權(quán)法的客觀可靠性，既能減少主觀賦權(quán)法的主觀性，也會(huì)減少數(shù)據(jù)變化導(dǎo)致權(quán)重的波動(dòng)，獲得更為準(zhǔn)確和可靠的權(quán)重結(jié)果。常用的組合賦權(quán)法有乘積組合法、矩陣法、方差最小化法和博弈論法。文獻(xiàn)[42]使用矩陣的思想定義主觀權(quán)重和客觀權(quán)重的重要系數(shù)，根據(jù)重要系數(shù)計(jì)算出各指標(biāo)的綜合權(quán)重。文獻(xiàn)[43]采用模糊AHP法和熵權(quán)法計(jì)算主客觀指標(biāo)權(quán)重，用乘積組合法確定每個(gè)評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重。文獻(xiàn)[44]采用一種改進(jìn)的AHP方法來(lái)計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)的主觀權(quán)重，采用熵權(quán)法通過(guò)歷史數(shù)據(jù)確定各指標(biāo)的客觀權(quán)重，兩者結(jié)合可以綜合考慮專家經(jīng)驗(yàn)主觀性和數(shù)據(jù)客觀性，基于方差最小化的思想得到最優(yōu)組合權(quán)重。文獻(xiàn)[45]采用G1法確定指標(biāo)主觀權(quán)重，從根本上解決了判斷矩陣可能不滿足一致性檢驗(yàn)的問(wèn)題，采用CRITIC法確定指標(biāo)的客觀權(quán)重，用博弈論思想將主客觀權(quán)重結(jié)合，提高評(píng)估的準(zhǔn)確性和適用性。組合賦權(quán)法核心原理是將主客觀賦權(quán)法確定的權(quán)重重新進(jìn)行合理性分配，使得綜合評(píng)價(jià)更加科學(xué)合理，權(quán)重計(jì)算的方法可根據(jù)實(shí)際情況更換，并不唯一。
4 綜合評(píng)價(jià)方法
綜合評(píng)價(jià)方法可分為主觀評(píng)價(jià)法、客觀評(píng)價(jià)法以及其他評(píng)價(jià)法，主觀評(píng)價(jià)法包括模糊綜合評(píng)價(jià)法、VIKOR法等；客觀評(píng)價(jià)法包括優(yōu)劣解距離法(TOPSIS)、灰色關(guān)聯(lián)度法((GRA)、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(DEA)等；其他評(píng)價(jià)方法如云模型法、DS證據(jù)理論法等在綜合評(píng)價(jià)中也應(yīng)用廣泛。
4.1 主觀評(píng)價(jià)法
模糊綜合評(píng)價(jià)法的核心思想是將多個(gè)因素的影響關(guān)系表示為模糊邏輯關(guān)系，根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論把定性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià)，即用模糊數(shù)學(xué)對(duì)受到多種因素制約的事物或?qū)ο笞龀鲆粋€(gè)總體的評(píng)價(jià)，具有結(jié)果清晰和系統(tǒng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，能較好地解決模糊的、難以量化的問(wèn)題。王寧等基于實(shí)際運(yùn)行的鋰離子電池儲(chǔ)能電站數(shù)據(jù)，采用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)電池整體健康狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)分。文獻(xiàn)[46]分析影響鋰離子電池組性能的關(guān)鍵因素，提出層次權(quán)重融合的模糊綜合評(píng)價(jià)方法來(lái)定量評(píng)價(jià)電池的不一致性。但采用模糊綜合評(píng)價(jià)法時(shí)，高度依賴專家的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，使得評(píng)價(jià)結(jié)果具有較強(qiáng)的主觀性，適用性不高，此外不能解決儲(chǔ)能電站安全評(píng)價(jià)指標(biāo)間相關(guān)造成的評(píng)價(jià)信息重復(fù)問(wèn)題，顯著影響評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
VIKOR法能夠綜合考慮決策者的心理偏好，并有效區(qū)分不同方案的差異，其核心思想是選擇一個(gè)最接近理想解的替代方案，方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)施。文獻(xiàn)[47]綜合考慮電池運(yùn)行狀態(tài)、儲(chǔ)能配置經(jīng)濟(jì)效益和電池電網(wǎng)儲(chǔ)能場(chǎng)景適用性，從技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)性能和安全性能3個(gè)維度建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用改進(jìn)的VIKOR法對(duì)電池電網(wǎng)儲(chǔ)能場(chǎng)景適用性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。VIKOR法是一種多屬性決策方法，其核心假設(shè)是單一決策者進(jìn)行評(píng)價(jià)和選擇，然而，在實(shí)際儲(chǔ)能電站評(píng)價(jià)中，往往需要考慮多個(gè)決策者的意見(jiàn)和偏好，可能無(wú)法全面反映不同決策者之間的評(píng)價(jià)結(jié)果，影響結(jié)果的可信度。
主觀評(píng)價(jià)法無(wú)法避免專家主觀性以及專家決策思維的模糊性，有學(xué)者將多種主觀評(píng)價(jià)法結(jié)合使用，以提高評(píng)價(jià)結(jié)果的有效性。文獻(xiàn)[48]針對(duì)專家判斷的不確定性，將區(qū)間層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法相結(jié)合，降低權(quán)重的主觀性，提升評(píng)價(jià)結(jié)果的可行性。文獻(xiàn)[49]也將層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法相結(jié)合，但是仍然無(wú)法避免專家的主觀臆斷，指標(biāo)權(quán)重的主觀性較大，計(jì)算復(fù)雜、隸屬函數(shù)確定困難等問(wèn)題也需進(jìn)一步解決和完善。
4.2 客觀評(píng)價(jià)法
TOPSIS法是應(yīng)用最為廣泛的客觀評(píng)價(jià)方法之一，通過(guò)評(píng)估有限個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象與理想化目標(biāo)的接近程度來(lái)進(jìn)行排序，從而確定各評(píng)價(jià)對(duì)象的相對(duì)優(yōu)劣,其結(jié)果能夠精確地反映各評(píng)價(jià)方案之間的差距。文獻(xiàn)[15]提出一種改進(jìn)的TOPSIS法，對(duì)儲(chǔ)能電站安全進(jìn)行綜合評(píng)估，與傳統(tǒng)評(píng)估方法相比，此方法更能體現(xiàn)各儲(chǔ)能方案間的優(yōu)劣關(guān)系。文獻(xiàn)[50]采用組合權(quán)重TOPSIS法評(píng)價(jià)中國(guó)鎮(zhèn)江儲(chǔ)能電站的實(shí)際運(yùn)行效果，具有實(shí)際工程參考意義。TOPSIS在評(píng)價(jià)中存在無(wú)量綱化方法和距離度量參數(shù)不統(tǒng)一的問(wèn)題，并且所求最優(yōu)解隨評(píng)價(jià)環(huán)境和和自身?xiàng)l件的變化而變化，導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果不唯一[51]。
灰色關(guān)聯(lián)度法(GRA)和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)也是綜合評(píng)價(jià)中具有較強(qiáng)客觀性的方法。GRA法通過(guò)分析因素之間發(fā)展趨勢(shì)的相似或相異程度，來(lái)量化因素間的關(guān)聯(lián)程度，計(jì)算簡(jiǎn)單，在少量數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)質(zhì)量較差的情況下也能適用。文獻(xiàn)[52-53]采用GRA法對(duì)能源系統(tǒng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，對(duì)多種運(yùn)行方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和排序，進(jìn)而選擇最優(yōu)的方案。傳統(tǒng)的GRA法在處理具有相反趨勢(shì)的數(shù)據(jù)時(shí)存在一定局限性，如在儲(chǔ)能電站中，儲(chǔ)能單元電池失效率與電站的可靠性成反比，而GRA法的關(guān)聯(lián)度總為正值，無(wú)法體現(xiàn)出指標(biāo)間的負(fù)相關(guān)關(guān)系。DEA是一種適用于評(píng)價(jià)多輸入多輸出決策單元的系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法，文獻(xiàn)[54]采用DEA法建立了一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)定向松弛的模型來(lái)評(píng)估整個(gè)電力系統(tǒng)和系統(tǒng)內(nèi)部的效率。DEA模型對(duì)異常值相當(dāng)敏感，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的質(zhì)量和測(cè)量誤差都可能影響評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，此外 DEA無(wú)法對(duì)儲(chǔ)能電站中的電池基本情況、員工技術(shù)水平等定性指標(biāo)進(jìn)行處理，常與其他評(píng)價(jià)方法如層次分析法等結(jié)合使用，將定性問(wèn)題轉(zhuǎn)化為定量問(wèn)題進(jìn)行分析。
4.3 其他評(píng)價(jià)法
云模型法結(jié)合模糊數(shù)學(xué)和概率論原理，能夠綜合處理定性和定量信息，適用于處理信息具有不確定性和模糊性的復(fù)雜評(píng)價(jià)問(wèn)題，通過(guò)綜合指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)云圖和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)云圖進(jìn)行對(duì)比，得出評(píng)價(jià)對(duì)象所處的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，如圖3所示，具有數(shù)據(jù)可視化、評(píng)價(jià)結(jié)果直觀的優(yōu)點(diǎn)。文獻(xiàn)[55]充分考慮多個(gè)因素和指標(biāo)，采用云模型法對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)的工況適應(yīng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，并進(jìn)行實(shí)例分析，檢驗(yàn)了模型的科學(xué)性。文獻(xiàn)[56]提出了一種雙層改進(jìn)云模型法，實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化遠(yuǎn)程終端單元的狀態(tài)評(píng)估，與傳統(tǒng)評(píng)估方法的比較，雙層改進(jìn)云模型法更適合實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)中自動(dòng)化遠(yuǎn)程終端單元的狀態(tài)評(píng)估。云模型法的計(jì)算過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)處理和參數(shù)計(jì)算，可結(jié)合層次分析法(AHP)和熵權(quán)法等賦權(quán)方法使用，還能解決評(píng)估指標(biāo)種類多樣、量化困難和主觀性強(qiáng)的問(wèn)題。傳統(tǒng)云模型法中評(píng)價(jià)對(duì)象云的生成大多依靠經(jīng)驗(yàn)公式，未能很好地反映出實(shí)際數(shù)據(jù)隨機(jī)性，后續(xù)的研究中還需對(duì)云模型法進(jìn)一步改進(jìn)。
圖3 云模型評(píng)價(jià)云圖(修改自文獻(xiàn)[57])
DS證據(jù)理論法能夠處理不確定性問(wèn)題，在故障診斷方面應(yīng)用廣泛。文獻(xiàn)[58]采用改進(jìn)的DS證據(jù)理論法實(shí)現(xiàn)油浸式變壓器故障診斷的概率輸出，提高了故障診斷的性能。文獻(xiàn)[59]提出一種基于DS證據(jù)理論的電網(wǎng)故障診斷方法，所提出的診斷方法在故障快速反應(yīng)、精準(zhǔn)診斷定位、可靠決策支持和免人工干預(yù)等方面具有良好的應(yīng)用效果。DS證據(jù)理論法能夠綜合不同專家或數(shù)據(jù)源的知識(shí)和數(shù)據(jù)，處理不確定性問(wèn)題更加靈活，但在處理大量數(shù)據(jù)或高沖突的證據(jù)時(shí)，存在計(jì)算量大、數(shù)據(jù)沖突等問(wèn)題。
國(guó)內(nèi)外學(xué)者還將不同的評(píng)價(jià)方法結(jié)合起來(lái)，克服單一評(píng)價(jià)法的局限性。文獻(xiàn)[60]采用TOPSIS與灰色關(guān)聯(lián)度相結(jié)合的評(píng)價(jià)方法，該評(píng)價(jià)方法能夠更好地反映評(píng)價(jià)方案之間的整體性，體現(xiàn)出指標(biāo)之間的聯(lián)系和區(qū)別。文獻(xiàn)[61]采用基于云模型的改進(jìn)模糊綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)風(fēng)光儲(chǔ)氫項(xiàng)目進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，改進(jìn)后的評(píng)價(jià)方法充分考慮了不確定性和隨機(jī)性，評(píng)價(jià)結(jié)果更實(shí)用。
4.4 評(píng)價(jià)方法分析
儲(chǔ)能領(lǐng)域綜合評(píng)價(jià)方面，已有很多國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究，評(píng)價(jià)體系相對(duì)完善，各類評(píng)價(jià)方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用性如圖4所示。
圖4 評(píng)價(jià)方法對(duì)比圖
相比于主觀評(píng)價(jià)法，客觀評(píng)價(jià)法在客觀性和適用性上更好，評(píng)價(jià)結(jié)果更準(zhǔn)確，隨著?人工智能的應(yīng)用和大數(shù)據(jù)的快速發(fā)展，儲(chǔ)能電站的管理運(yùn)行也趨向智能化，使用算法來(lái)評(píng)估和預(yù)測(cè)儲(chǔ)能電站的安全愈發(fā)重要。因此，例如云模型和DS理論論據(jù)之類的算法評(píng)估方法得到更為廣泛的應(yīng)用，評(píng)估結(jié)果更加真實(shí)直觀，適用性也更高。未來(lái)，隨著儲(chǔ)能電站數(shù)據(jù)進(jìn)一步擴(kuò)大，儲(chǔ)能電站安全評(píng)估將結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)等算法進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)應(yīng)用發(fā)展。
針對(duì)儲(chǔ)能電站進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)時(shí)，還存在以下問(wèn)題：
評(píng)價(jià)方法較多，每種方法的側(cè)重點(diǎn)和適用場(chǎng)景各有不同，僅采用主觀或客觀評(píng)價(jià)法無(wú)法解決自身局限性問(wèn)題，應(yīng)選擇對(duì)主客觀因素都能綜合考慮的主客觀綜合評(píng)價(jià)方法，考慮評(píng)價(jià)對(duì)象的實(shí)際情況以及評(píng)價(jià)方法的可操作性，結(jié)合各種方法的優(yōu)勢(shì)，選擇合適的評(píng)價(jià)方法。
儲(chǔ)能電站還受到電網(wǎng)側(cè)帶來(lái)的不確定因素的影響，不確定性因素導(dǎo)致的隨機(jī)性問(wèn)題也是儲(chǔ)能電站綜合評(píng)價(jià)過(guò)程中需要克服的問(wèn)題。
在實(shí)際項(xiàng)目安全評(píng)價(jià)過(guò)程當(dāng)中，主要問(wèn)題及風(fēng)險(xiǎn)集中在電池本體安全、電池管理系統(tǒng)、電池艙防爆措施、電池防滅火措施和手續(xù)合規(guī)性等方面，后續(xù)的評(píng)價(jià)研究還要考慮安全規(guī)章制度以及人為因素的影響。
目前，評(píng)價(jià)方法在儲(chǔ)能電站安全評(píng)價(jià)過(guò)程應(yīng)用相關(guān)研究多見(jiàn)于文獻(xiàn)中，實(shí)際應(yīng)用較少，以某電站為例，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查結(jié)果對(duì)電站安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，提出消除或降低風(fēng)險(xiǎn)的管控措施或建議。首先將儲(chǔ)能電站安全風(fēng)險(xiǎn)分為重大風(fēng)險(xiǎn)(分值<70)、較大風(fēng)險(xiǎn)(70≤分值＜80)、一般風(fēng)險(xiǎn)(80≤分值＜90)、低風(fēng)險(xiǎn)(分值≥90)四個(gè)等級(jí)，其次，將站址與平面布置、儲(chǔ)能系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、運(yùn)行管理在總分中的權(quán)重比分別按照10%、35%、30%、25%執(zhí)行，儲(chǔ)能電站安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分值采用加權(quán)平均計(jì)算，總分100分，由各評(píng)估項(xiàng)目得分與項(xiàng)目權(quán)重比乘積后相加計(jì)算得到。
5 總結(jié)與展望
隨著儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，鋰離子電池儲(chǔ)能安全事故愈發(fā)頻繁，對(duì)儲(chǔ)能電站進(jìn)行安全性綜合評(píng)價(jià)至關(guān)重要，客觀和準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)可以有效預(yù)防和減少儲(chǔ)能事故的發(fā)生。本文總結(jié)了鋰電池儲(chǔ)能電站安全綜合評(píng)價(jià)流程，詳細(xì)分析了儲(chǔ)能電站綜合評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系、指標(biāo)權(quán)重賦權(quán)和各類方法及研究現(xiàn)狀，總結(jié)各類方法的適用性及應(yīng)用場(chǎng)景，得到以下主要結(jié)論：
(1)現(xiàn)有文獻(xiàn)中指標(biāo)的選取大多具有主觀臆斷，對(duì)指標(biāo)的來(lái)源及選取的原因并沒(méi)有說(shuō)明，指標(biāo)選取不全面，缺乏表征整個(gè)儲(chǔ)能電站運(yùn)行的指標(biāo)，不足以表征整個(gè)儲(chǔ)能電站的安全，基于此，提出一套新的評(píng)價(jià)指標(biāo)，包含6個(gè)一級(jí)指標(biāo)和28個(gè)二級(jí)指標(biāo)。此外，指標(biāo)的選取還需考慮指標(biāo)間的耦合影響，考慮實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中電池老化以及投運(yùn)后容量衰減的問(wèn)題。
(2)指標(biāo)權(quán)重賦權(quán)多用于組合賦權(quán)法，既能結(jié)合主觀賦權(quán)法的靈活性和簡(jiǎn)潔性，又能結(jié)合客觀賦權(quán)法的客觀性和可靠性。
(3)安全評(píng)價(jià)方法眾多，每種方法的側(cè)重點(diǎn)各有不同，應(yīng)選擇對(duì)主客觀因素都能綜合考慮的評(píng)價(jià)方法，根據(jù)需要還可將主客觀評(píng)價(jià)法結(jié)合使用，不同方法的適用場(chǎng)景和計(jì)算量各有不同，需結(jié)合評(píng)價(jià)方法的側(cè)重點(diǎn)和儲(chǔ)能電站的實(shí)際運(yùn)行情況合理選擇評(píng)價(jià)方法。
目前，各個(gè)評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)和科研院所采用的評(píng)價(jià)方法、評(píng)價(jià)模型和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不盡相同，這導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果存在一定的差異和不確定性，且現(xiàn)有的安全評(píng)估技術(shù)主要針對(duì)傳統(tǒng)的儲(chǔ)能技術(shù)如鋰離子電池，對(duì)其他儲(chǔ)能技術(shù)適用性不高，建立統(tǒng)一的安全評(píng)估技術(shù)的體系架構(gòu)和加強(qiáng)安全評(píng)估技術(shù)對(duì)儲(chǔ)能電站整體的適用性也是未來(lái)的研究趨勢(shì)。未來(lái)，指標(biāo)的建立還需結(jié)合各類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試項(xiàng)目，篩選出能反映儲(chǔ)能電站運(yùn)行工況的指標(biāo)，構(gòu)建覆蓋多體系、多場(chǎng)景、動(dòng)靜結(jié)合的儲(chǔ)能電站安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，開(kāi)展覆蓋電池單體-模組-簇-儲(chǔ)能系統(tǒng)-儲(chǔ)能電站的多層級(jí)安全評(píng)價(jià)技術(shù)。
