根據(jù)美國電力研究協(xié)會(huì) (EPRI) 的 BESS [電池儲(chǔ)能系統(tǒng)] 故障事件數(shù)據(jù)庫，雖然全球范圍內(nèi)已經(jīng)開始部署，但每安裝容量的故障率已顯著下降，這表明早期事故的教訓(xùn)已成功地融入到設(shè)計(jì)和最佳實(shí)踐中。
“說實(shí)話，從制造商的角度來看，通過或獲得證書或通過這些測試實(shí)際上是最低要求，”CPS [正泰電源系統(tǒng)] 美國分公司的 Zhehan Yi 博士在最近的一次網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)上強(qiáng)調(diào)道。“你必須為產(chǎn)品做更多、更多的事情來提高安全性。”
當(dāng)前的安全標(biāo)準(zhǔn)，特別是 UL 9540 和 UL 9540A，為電池系統(tǒng)安全奠定了基礎(chǔ)。然而，專家指出這些協(xié)議存在重大局限性。雖然 UL 9540A 在電池、模塊和單元級(jí)別測試熱失控傳播，但這些實(shí)驗(yàn)室條件并不能完全復(fù)制真實(shí)場景。值得注意的是，目前的標(biāo)準(zhǔn)并不要求進(jìn)行全面的防火測試——即將于 2025 年推出的 CSA TS 800 標(biāo)準(zhǔn)旨在解決這一差距。
EPRI 的 數(shù)據(jù)庫 可跟蹤全球電池儲(chǔ)能系統(tǒng)故障，有助于識(shí)別趨勢并為未來的緩解策略提供信息。EPRI 與 TWAICE [電池預(yù)測分析軟件] 和 PNNL [太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室] 合作，將故障的根本原因分為設(shè)計(jì)、制造、集成、操作和物理位置等方面。這種了解故障的系統(tǒng)方法有助于提高行業(yè)的安全記錄。
制造商正在實(shí)施超出最低要求的多層安全功能。例如，CPS America 通過采用幾項(xiàng)關(guān)鍵策略，在全球部署了 2 GWh 的電池容量，沒有發(fā)生過熱事件。這些策略包括將電氣元件與電池單元物理分離，并利用串結(jié)構(gòu)而不是集中式架構(gòu)進(jìn)行更精細(xì)的監(jiān)控和控制。
消防安全仍然是有管轄權(quán)的當(dāng)局 (AHJ) 和急救人員的主要關(guān)注點(diǎn)。與傳統(tǒng)的建筑火災(zāi)不同，電池火災(zāi)帶來了獨(dú)特的挑戰(zhàn)。Mayfield Renewables 的 Ryan Mayfield 指出，消防員通常更喜歡可見的火災(zāi)，而不是積聚氣體可能帶來的爆炸風(fēng)險(xiǎn)。“他們?cè)敢饷昂艽蟮娘L(fēng)險(xiǎn)來拯救很多，他們?cè)敢饷耙稽c(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)來拯救一點(diǎn)，”Mayfield 解釋說，并強(qiáng)調(diào)了人口稠密地區(qū)和偏遠(yuǎn)地區(qū)的電池系統(tǒng)的響應(yīng)策略有何不同。
行業(yè)也在學(xué)習(xí)全球做法。EPRI 的數(shù)據(jù)庫涵蓋了來自中國、臺(tái)灣、歐洲、韓國和美國等不同地區(qū)的事件，盡管語言障礙和有限的當(dāng)?shù)孛襟w報(bào)道可能會(huì)影響數(shù)據(jù)收集。例如，在亞洲市場，認(rèn)證流程包括從 13 英尺高處進(jìn)行跌落測試，以模擬真實(shí)事故——這是美國標(biāo)準(zhǔn)目前尚未規(guī)定的要求。
長期維護(hù)是另一個(gè)重要的安全考慮因素。隨著電池的老化，其特性會(huì)發(fā)生變化，從而可能影響安全參數(shù)。“隨著時(shí)間的推移，電池特性會(huì)發(fā)生變化。內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變化，散熱特性也會(huì)發(fā)生變化，”Yi 博士指出。這強(qiáng)調(diào)了符合 NFPA [美國國家消防協(xié)會(huì)] 855 準(zhǔn)則的全面運(yùn)營和維護(hù) (O&M) 計(jì)劃的重要性。
遠(yuǎn)程監(jiān)控功能正變得越來越復(fù)雜，可以盡早發(fā)現(xiàn)潛在問題?，F(xiàn)代電池管理系統(tǒng) (BMS) 可以實(shí)時(shí)跟蹤多個(gè)參數(shù)，從而在問題升級(jí)之前采取預(yù)防措施。
展望未來，該行業(yè)面臨幾個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)：
1. 制定更切合實(shí)際的測試方案，更好地反映現(xiàn)場情況
2. 跨轄區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)急響應(yīng)程序
3. 改進(jìn)事件信息的數(shù)據(jù)收集和共享
4. 平衡空間效率與安全要求
5. 在數(shù)十年的運(yùn)行壽命內(nèi)保持系統(tǒng)安全
隨著電池儲(chǔ)能繼續(xù)保持快速增長軌跡，預(yù)計(jì)到 2030 年，美國的容量可能超過 100 吉瓦，該行業(yè)對(duì)安全的關(guān)注似乎正在產(chǎn)生回報(bào)。EPRI 記錄的故障率下降，加上設(shè)計(jì)、監(jiān)控和應(yīng)急響應(yīng)協(xié)議的不斷改進(jìn)，表明該行業(yè)在擴(kuò)大部署的同時(shí)成功地管理了安全風(fēng)險(xiǎn)。
專家們的共識(shí)很明確：雖然當(dāng)前的安全標(biāo)準(zhǔn)提供了重要的基礎(chǔ)，但行業(yè)必須繼續(xù)超越最低要求，學(xué)習(xí)全球最佳實(shí)踐，并在整個(gè)系統(tǒng)生命周期中保持警惕。EPRI 的數(shù)據(jù)庫是這一持續(xù)改進(jìn)過程的寶貴資源，有助于確保電網(wǎng)規(guī)模的電池存儲(chǔ)能夠在保持最高安全標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)發(fā)揮其在清潔能源轉(zhuǎn)型中的重要作用。
