鉅大LARGE | 點擊量:1293次 | 2019年10月16日
國網江蘇研發儲能電站火災預警系統 基于特征氣體智能探測
5月6日,國家電網江蘇省電力有限公司完成儲能電站火災智能預警系統研發,用于提升電池儲能電站安全運行水平,據悉,該系統將在江蘇鎮江八個電網側儲能電站部署應用。
電化學儲能由于技術相對成熟,應用空間最為廣泛,隨著持續投入研發以及應用領域的擴展,成本還有很大的下行空間,未來有可能成為電力系統儲能最具發展前景的技術路線。目前電化學儲能中應用較為廣泛的包括鉛酸電池、鉛炭電池、鋰電池、鈉硫電池。與其他儲能技術相比,電化學儲能在設備機動性、響應速度、能量密度和循環效率上都具有較強競爭力,現階段的短板集中在經濟性方面。隨著研發水平的提升和規模經濟優勢的顯現,電化學儲能成本具備較大的持續下行空間。
目前市場上的鉛蓄電池技術以鉛酸電池為主,是最為成熟可靠、成本最低廉的電化學儲能方式。但鉛酸電池能量密度低,循環壽命短,在儲能設備中并不能發揮優勢。鉛炭電池是將超級電容與鉛酸電池的技術特性相結合的新型電池,鉛炭電池在負極中加入活性炭,有效阻止負極硫酸化現象,從而延長電池壽命。與鉛酸電池相比,鉛炭電池有效延長了電池壽命,大幅提升充放電循環次數,循環次數是鉛酸電池3倍以上,而成本僅僅增加10%左右,單位使用成本下降,性價比較高。
鋰電池在國內有著廣泛的應用,在儲能領域的應用逐步打開。鋰電池優勢主要集中在高能量密度和充放電效率,在國內的示范項目中,鋰電池儲能裝機占據主要規模。無論是從削峰填谷、平滑波動還是分布式發電領域,鋰電池的特性都能充分發揮。與鉛蓄電池相比,鋰電池成本明顯較高。因此,進一步降低鋰電池成本是推廣鋰電池儲能系統的關鍵。
據了解,目前電網側電化學儲能主要采用預制艙式布置的磷酸鐵鋰電池,其安全系數相對較高,但在過充、短路等極端工況或電池自身質量不良時,也可能發生燃燒。國內電網側儲能電站的規模化建設也為電力系統安全生產帶來了新的挑戰。
2018年,國網江蘇電力在鎮江東部建成投運了磷酸鐵鋰電池儲能電站集群,用于支撐區域電網負荷,具有削峰填谷、抑制潮流波動等功能。
為掌握儲能電池熱失控特性,國網江蘇電力提出新型預警方法,開展了國內首次電網側儲能電池模組燃燒試驗,通過剖析儲能電池熱失控過程、燃燒傳播和蔓延規律,掌握儲能電池熱失控臨界條件、特征參量、監測方法,研發了基于特征氣體探測的儲能電站火災智能預警系統。
該系統安裝在儲能電池艙后,可實時監測判斷艙內電池熱失控特征氣體濃度,一旦發現氣體超過告警閾值,可立即通過就地控制方式切除電池開關,阻止電池熱失控進一步蔓延,達到火災隱患早期告警和及時處置的目標。