電化學儲能系統現場驗收通用要求解讀

發布日期：2023 / 09 / 13

常見的儲能技術包含機械儲能、電化學儲能、熱儲能、化學儲能等多種形式，機械儲能是占有量最大的，抽水蓄能為主，度電成本低，壽命長，但是受到地理環境的約束，建設周期長的影響下發展比較緩慢。電化學儲能的能量密度大，轉化效率高，響應速度快，環境適應能力強，是多種技術中最有優勢的，未來的儲能裝機有望超過抽水蓄能。現在以鋰電池為代表的電化學儲能系統具備規模化的應用條件，無論是技術的成熟度還是標準體系的建設，以及從市場的選擇來看，在雙碳進程中都是發展比較迅速的，應用前景比較廣的技術。
電化學儲能的應用也是具有多樣性跟多元性的，可以匹配我們在電力系統中的不同應用場景，電化學儲能對電力系統來說是一個潛在的、優質的靈活調節資源和主動支撐的助力，儲能系統在發電側可以平滑大型風光間歇性能源，提高電網的備用容量，以及對頻率調節。電網側可以提高電能質量，對電網調頻，降低電路損耗，在用戶側可以進行削峰填谷，需求響應，提高電網靈活性，提高分布式能源利用率。
伴隨著電化學儲能裝機日益提升，儲能系統發生事故的危險性有一定程度的增加，儲能系統發生安全功能異常會導致潛在的危害事件，全球大概發生了30幾起儲能系統電站的安全事故，如何來保證儲能系統在整個生命周期內的安全，以及如何避免與降低儲能系統發生故障而導致的危險，從而保證儲能系統安全穩定高效的運行，是我們需要把握的重點。
儲能系統框架是有3大部分組成，第一部分是電池系統和能量轉換系統組成的子系統，第二部分是柜體系統，空調、消防系統組成的輔助系統，通訊系統，監控系統，控制系統組成的控制子系統。電化學儲能系統跟傳統的電氣產品有很大的不同，主要體現在產品構成，應用場景和風險危害幾個方面。以我們熟悉的消費電子來看構成比較簡單，應用場景比較單一，主要的危害是電氣危害，但是對于一個電化學儲能系統來說是由多個關鍵子系統組成構成復雜，應用場景廣泛，除了電氣危害還有能量，化學，火災，爆炸等等多種潛在隱患，所以說我們評估一個儲能系統的安全指標也是非常復雜的，需要從子系統及零部件的安全，產品安全，安裝結構安全，消防滅火安全、功能安全，運輸安全，運行維護安全等等多個角度考量。
我們在評價儲能系統的安全時就不能單單考慮到部件跟子系統的安全，應該從整個儲能系統的全生命周期出發，從設計制造、運輸安裝、運行維護、變更升級、退役回收等多個方面全周期的所有場景的評估才行。我們為什么提出儲能系統全生命周期實際上就是要從儲能系統的每個風險源頭抓起，源頭在哪里？很顯然就是在儲能系統的這些生命周期中的核心流程中，對于整個儲能系統的安全把控最關鍵的就是圍繞這些生命環節，從設計制造、運行維護的所有階段，對質量、運行進行把控。
對于儲能系統我們需要對不同階段，不同子系統應該采用適當不同的手段，以及相應的標準進行展開全流程的管理，通過各種形式試驗，安全評估，安裝驗收，閉網檢測來保證儲能系統可以向用戶達到所有的參數，達到承諾值跟設計值，保證安全。
儲能系統的標準化是儲能應用發展的重要支撐之一，我們建立健全儲能系統標準化為儲能行業保駕護航，全球都在積極籌劃電力儲能標準體系的建設工作，取得初步的成果，現有的儲能系統標準體系大概涵蓋了幾個階段：
1、基礎通用。
2、安全要求。
3、設備要求。
4、安裝調試驗收
5、運行維護
6、退役回收
但是標準體系和管理體系方面，相對于儲能系統的飛快的發展來說沒有那么完善，儲能系統的全生命周期從設計運輸安裝等多個方面，目前來說儲能系統的設計規范，安全規范并沒有形成完全統一的標準，另外像并網性能，并網適應性，調試驗收也不是特別的完善。另外像儲能消防，環境環保，經濟效益等后端應用基本是空白。
目前來說儲能系統的標準成熟度還是比較偏向于對于一個部件安全，子系統安全等等，下面我列舉了一些儲能系統相關比較成熟的標準，由于儲能系統的安全評估方式，安裝使用要求在全球不同國家地區之間差異巨大，目前沒有完全通用的儲能系統評估標準。但是在國內、歐洲、北美地區形成并發布了一系列的儲能標準，包括IEC62619、63056是儲能電池的標準，IEC62477是針對電力轉換系統的標準，以及電化學儲能系統IEC62933-5-2，北美系統像UL9540也是儲能系統的標準。
以及到儲能系統的安裝，儲能系統的并網標準，目前來說比較成熟的是NFPA855，固定式儲能系統安裝標準，電力轉化設備安全要求，以及IEC 62933-3電化學儲能系統的規劃以及性能評價，以及相關的國內的電化學儲能并網要求。
大家可以掃碼關注一下，這個會有對前面一些相關的部件標準和產品標準的詳細介紹。
目前儲能的相關標準還是著重于一些通用標準以及部件標準，我們都知道部件的性能是無法反映整機性能，無法保證整個儲能系統全生命周期的安全穩定，對于儲能系統后端的系統驗收，運維，回收的標準目前來說還是沒有明確的標準，我們知道現在電化學儲能系統特別是集裝箱形式的從生命周期的角度來看還沒有達到成熟的程度，標準化比較低的另外電化學儲能系統建設過程大多數比較粗放，管控不到位，很多建成的儲能電站從標準規劃的角度來說并不能滿足我們的要求，這就導致了真正的使用的時候就會出現儲能系統，儲能設備的可靠性不佳，功能性能指標不能達到我們的目的，也會存在安全隱患。
在新能源發展的情況下，儲能在電網側，用戶側的服務重要性越來越明顯，電化學儲能系統作為快速發展的形式，我們對安裝，檢驗并網能力都有很大的關注，行業內對電化學儲能系統的評估還沒有考慮到這一塊，所以我們需要制訂一個專門針對儲能系統安裝驗收的標準，由中國化學物理行業協會以及TÜV北德牽頭起草的《電化學儲能系統現場驗收通用要求》在今年3月份正式發布。
這個標準主要是適用于主要子系統，輔助子系統，控制子系統不超過1500v的電化學儲能系統，通過對各個子系統的現場驗收以及系統安裝后的驗收質量，防護安全、并網能力驗證，相關的文件審核，保證儲能系統在建設前后的安全和質量。
主要分成了幾個方面，文件資料、現場驗收、現場測試的要求。
第一部分是對于電化學儲能系統的文件資料和通用要求的介紹，首先文件資料是我們評估儲能系統儲能電站的基礎，從項目資料，基礎協議可以獲取到儲能項目的布局規劃，設計是否符合要求？從系統圖紙，各個關鍵子部件的文件可以獲取到配置，設計是否能達到目標？
第二另外是對子系統的現場驗收，以及系統安裝之后的質量驗收，子系統到現場后的驗收，可以確保各個子系統在運輸過程當中沒有受到損壞，規格參數數量質量是符合我們的技術協議的要求，以及對于安裝場地，施工質量的要求可以確保儲能系統在安裝后安裝質量，防護安全，安全設計是能達到要求的。
第三，系統現場驗收測試，安全性測試，能量容量，效率，電能能量，并網能力。
下面是對于基本現場的要求，也是參考了國標的一些要求，還是比較寬泛的，包括環境，濕度一些相應工作溫度的限定。
對于文件資料的要求，對項目信息的類型、基本信息，資質文件，合規文件從技術協議，設備采購協議，質保等文件進行評估，系統圖紙包括了布置圖，電氣圖，土建、消防等設計圖紙，以及各個子系統詳細的布局圖。各個關鍵子不見得相關文件，從各個子系統的設備技術協議，認證證書，型式試驗報告，合格證，使用說明書，到貨驗收報告等等。
第二大部分是系統到達現場后的檢驗，電化學儲能系統的現場驗收分成兩部分，第一部分是各個子系統到達現場后的檢驗，第二部分是系統安裝完成后儲能系統的質量檢驗。當各個子系統到達現場后，主要子系統，輔助子系統，控制子系統，低壓成套設備，我們根據基本信息，制造商型號、數量與技術協議文件要求一致，對各個子系統的外觀質量，油漆電鍍是否牢固平整，機架面板完整，文字符號清晰，規范，準確，接線正確，各個線束連接牢固，警示標識放置正確，對于功能驗證，工作指示燈，監控界面參數是否正常，是否符合技術協議中的規定，以及對于安全的要求。
第二部分當各個子系統安裝完畢試運行之后應該進行系統的質量檢驗，包括對于箱體結構，集裝箱的編號，標識是否清晰，箱體的外觀是否存在變形？涂層是否有均勻沒有掉落斑駁的現象，表面是否潔凈無凹坑，如果是步入式的儲能系統門禁系統防止非授權人進入，步入式的箱體超過6米應該設置不少于2個安全出口，當兩個出口之間超過10米時應該增加出口。以及對于安裝完之后每個部件加上銘牌，包括商標，產品代號，制造商名稱等，對于電池子系統來說與集裝箱和各個設備的連接應該可靠，不應該出現松動電池無形變漏液，連接線纜是否滿足電源的要求，現場的布線是否存在彎曲？配置電池保護裝置。
完成安裝調試后的儲能系統檢驗，接地防雷，關鍵安全標識，儲能系統內部的危險電壓，有電擊危險型號，圍欄是否有警示標識，GB13495.1的要求，箱體內外設置禁止堆放無關可燃材料的標志，步入式箱體應該有逃生路線，儲能系統中限制進入或操作的區域應有標識，操作合維護時如果涉及控制和指示器時也應該有相應的標識。
第三部分是對于安全防護質量的驗證，包括危險氣體監測裝置，安全防護、接地連接、防雷功能、絕緣耐壓。
最后一部分是安裝完之后現場測試要求，包括了三個部分，第一部分是安全性測試，包括對于各個子系統的接地電阻、耐壓絕緣、介電強度、電氣間隙和排列距離的要求。第二個是能量效率，包括充放電的能量，待機功耗，充放電響應調節時間，轉化效率的要求。最后是電能質量跟電網的并網能力的調節，因為測試比較多，我就不一一介紹了，大家可以掃碼右邊的課件，可以看一下里面對于具體的測試的要求。

我們都知道，儲能系統的安裝和驗收是儲能全生命周期中最重要的一環，儲能是推動能源轉型發展的重要支撐技術，在雙碳背景下的電力系統需要大力發展以新能源為主體結構的能源體系，在全球推動碳中和大背景下，新能源+儲能的發展模式具有廣闊的空間。

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