储能电站安全的保障方式

1、T/CES 241-2023《工商业储能一体化柜通用技术规范》中规定电池组单元应选用磷酸铁锂电池。

2、储能设备首选磷酸铁锂电池的原因主要基于以下几点:

2.1 高安全性:磷酸铁锂电池因其化学组成和结构设计，相比其他锂离子电池类型，具有更低的热失控风险和更高的安全性。它们不含易燃的有机溶剂，因此在过热和短路情况下表现出较好的安全性。

2.2 长循环寿命:磷酸铁锂电池具有长的循环寿命，可以承受成千上万次的充放电循环而性能下降较少，这使得它们在储能应用中非常经济高效。

2.3 良好的环境适应性:磷酸铁锂电池可以在宽广的温度范围内工作，适应各种环境条件，包括高温和低温环境。工作温度范围宽广(-20℃~  +75℃)，有耐高温特性，热峰值可以达到 350℃~500℃。

2.4 相对较高的能量密度:能量密度是铅酸电池的 3~4 倍，是镍铬电池的 2.5 倍，是镍氢电池的 1.8 倍。

2.5 无钴环保:磷酸铁锂电池不含钴等稀有金属，这使得它们在环保方面更具吸引力，尤其是在对钴资源供应和环境影响有担忧的情况下。

2.6 技术成熟度:磷酸铁锂电池的技术非常成熟，有大量的实际应用案例。

3、使用磷酸铁锂电池不会自身触发热失控，不着火，不燃烧。在使用过程中 0.125C 充电，最高 0.3C 放电，自身损耗低，即使全部转换成热量，也远远不足以触发热失控。

4、电芯安全：电池单体采用铝壳冲压，设有安全阀。如受外部撞击或其他原因导致电池内部短路，内部将产生气体，气体由泄压阀安全排出，不会产生爆炸。

5、选用专业电池厂家的电芯，磷酸铁锂电池进行针刺试验和挤压试验不起火，不爆炸。

6、BMS 保护：采用三级架构，实时检测电池单体电压、组端电压、单体温度、环境温度。
设置有电池电压上下限、电流上下限、温度上下限、绝缘监测。并设有预警、告警、保护、 三道门限，根据不同级别发出指令，闭锁系统或断开开关。并且带主动均衡系统，维护量非常少。
7、PCS 保护：PCS 与 BMS 通讯，采集电池组的实时信息：电池单体电压、组端电压、电池电压上下限、电流上下限、绝缘监测等。并设有限制对电池组进行实时保护。
8、EMS 保护：EMS 与 BMS、PCS 通讯并进行调度。对充放电功率、组端电压、单体电压、单体温度、组端电流等进行定值保护。
9、消防安全：
9.1 安装级防护系统
安装级防护系统可分为防爆排风系统和消防灭火系统，当电池发生热失控导致可燃气 体泄漏时，防爆排风系统及时响应，进行排风、换气；当发生火情时，消防灭火系统迅速介入，进行探测、报警、灭火等动作。
9.2 防爆排风系统
防爆排风系统由气体探测器、进风系统、排风系统组成，当气体探测器达到报警阈值 时（H2 为 250ppm、CO 为 125ppm），输出报警信号到 EMS，停止设备运行并联动风机，进行通风换气，防止可燃气体聚集发生爆燃现象。
防爆排风系统布局方案如下图所示，采用一进两出，下进上出的方案布局。一进的进气系统安装在集装箱侧面的底部，两出的排气系统安装在集装箱另一侧面的上部。进风系统将外界的空气从底部输入集装箱内，将内部的气体搅动并输送至集装箱的上层 ， 排风系统将底部送来的气体以及上层的气体直接抽取排出集装箱外。

9.3 流动状态仿真分析
集装箱内部的气体流动状态如下图所示，进气系统安装在集装箱下部，其输入的空气 受到设备的阻挡，空气分散向左右两侧及下部流动，大部分的气流从集装箱下层流走，其余多数从设备两端流向排气系统。从排气系统流线分布看出，排气从底部及两端抽取设备柜内部气体，顶层气体受到来自底部的气体扰动，在设备柜内部流动后被排气系统抽取排出设备柜。

9.4 消防灭火系统：

防护区内的感烟或感温探测器发生报警或人为按下手动报警按钮时，该防护区外的声 光报警器会立即启动以提醒人员做出反应；当感烟、感温探测器同时探测到火情或人为按 下手动启动按钮时，声光报警器动作，提示现场人员疏散，气体灭火控制器延时 30 秒（可 调）后向灭火装置发送 24V 电信号，灭火装置启动，舱内热气溶胶全覆盖实施灭火，并给出反馈信号，同时点亮门口处的放气指示灯。