全球直播，“一把火”抬高儲(chǔ)能安全門(mén)檻

幾年前，電池的針刺實(shí)驗(yàn)曾被視作“地獄級(jí)難度”的測(cè)試，卻也因此刺開(kāi)了電池“安全”的技術(shù)窗口。

如今，儲(chǔ)能領(lǐng)域也迎來(lái)了類(lèi)似的巔峰測(cè)試。陽(yáng)光電源將自家的儲(chǔ)能設(shè)備進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn)，并向全球客戶直播，國(guó)際認(rèn)證機(jī)構(gòu) DNV 還為此測(cè)試頒發(fā)了報(bào)告，由此開(kāi)創(chuàng)了儲(chǔ)能電站級(jí)安全認(rèn)證的新紀(jì)元。

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引爆儲(chǔ)能真機(jī)，自證安全實(shí)力

燃燒 4 小時(shí)，驗(yàn)證“防火耐火”能力

在電化學(xué)儲(chǔ)能邁向更廣泛的用戶側(cè)應(yīng)用過(guò)程中，距離真正的全面普及仍有差距，其中最關(guān)鍵的便是安全與消防問(wèn)題。

近期有消息傳出，浙江杭州、溫州等地已展開(kāi)針對(duì)工商業(yè)儲(chǔ)能的消防檢查與整改工作，主要整改要求是增設(shè)安監(jiān)設(shè)施以及建造隔離防火墻。

對(duì)此，陽(yáng)光電源儲(chǔ)能事業(yè)部總經(jīng)理李國(guó)宏表示：“儲(chǔ)能的安全應(yīng)通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，而非依靠后期增設(shè)防火墻來(lái)隔離。在儲(chǔ)能設(shè)計(jì)的初始階段就應(yīng)全面考慮，而非讓客戶在后期不斷增加站控級(jí)的安全防護(hù)成本?！?/p>

為使儲(chǔ)能設(shè)備更加安全，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)或政策普遍規(guī)定，儲(chǔ)能系統(tǒng)需增加 Pack 級(jí)消防、簇級(jí)消防，并設(shè)置防火墻，這無(wú)疑增加了儲(chǔ)能的造價(jià)成本。并且，一旦儲(chǔ)能發(fā)生安全事故，損壞的設(shè)備更換困難，會(huì)造成更多經(jīng)濟(jì)損失，也會(huì)為儲(chǔ)能系統(tǒng)重新恢復(fù)運(yùn)行增添諸多附加成本。

的確，若儲(chǔ)能產(chǎn)品自身安全性足夠可靠，就能減少后期為防范風(fēng)險(xiǎn)而增加的成本。

那么，如何證明產(chǎn)品安全？陽(yáng)光電源開(kāi)啟了前所未有的“自毀式”硬核測(cè)試，實(shí)地搭建由 4 臺(tái) PowerTitan 真機(jī)組成的電站，并主動(dòng)引燃一臺(tái)儲(chǔ)能系統(tǒng)真機(jī)，對(duì)氣壓感知泄爆、多層耐火及雙重隔艙結(jié)構(gòu)等先進(jìn)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證。最終，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在 4 小時(shí)的燃燒過(guò)程中，火勢(shì)沒(méi)有蔓延，成功驗(yàn)證了其儲(chǔ)能設(shè)備站控級(jí)別的高度安全性。

對(duì)于儲(chǔ)能系統(tǒng)站控級(jí)來(lái)說(shuō)，一旦起火，如何防止復(fù)燃、降低燃爆風(fēng)險(xiǎn)，是當(dāng)前儲(chǔ)能電站面臨的重大難題。在美國(guó)、澳洲等地的幾起儲(chǔ)能電站事故中，都曾出現(xiàn)反復(fù)復(fù)燃、難以撲滅的狀況。而陽(yáng)光電源的此次測(cè)試，成功破解了儲(chǔ)能電站火災(zāi)“反復(fù)復(fù)燃”的難題。

陽(yáng)光電源這一開(kāi)創(chuàng)性的測(cè)試，在全球眾多客戶的直播見(jiàn)證下一次性成功，令業(yè)界驚嘆。在 6 月 13 日的 2024 SNEC 展會(huì)上，陽(yáng)光電源還舉行了全球儲(chǔ)能系統(tǒng)首個(gè)大規(guī)模燃燒測(cè)試成功實(shí)證的頒證儀式。

用自家儲(chǔ)能設(shè)備真機(jī)進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn)，一方面考驗(yàn)著企業(yè)對(duì)自身產(chǎn)品研發(fā)的信心，要勇于向外界展示儲(chǔ)能設(shè)備安全設(shè)計(jì)的真實(shí)狀況；另一方面也體現(xiàn)了企業(yè)在研發(fā)投入上的決心，不惜投入真金白銀驗(yàn)證設(shè)計(jì)安全，通過(guò)不計(jì)成本的探索與實(shí)踐換取“品質(zhì)”，為行業(yè)交上一份完美答卷。

在各類(lèi)前沿科技的探索征程中，不僅需要勇于先行，更需要智慧與謀略。為探索儲(chǔ)能的更多可能性，陽(yáng)光電源始終走在行業(yè)前沿，涉足業(yè)內(nèi)“無(wú)人區(qū)”。如今，在儲(chǔ)能系統(tǒng)站控級(jí)安全防控研發(fā)技術(shù)上又邁出重要一步，填補(bǔ)了行業(yè)的新空白。

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50倍，儲(chǔ)能直流側(cè)的拉弧風(fēng)險(xiǎn)有多高？

深入了解原理，才是破除恐懼的最好方法。破解電化學(xué)儲(chǔ)能安全問(wèn)題，也應(yīng)如此。

當(dāng)下，業(yè)內(nèi)在儲(chǔ)能安全防護(hù)手段上越來(lái)越細(xì)致，從三級(jí)、四級(jí)甚至有企業(yè)提出六級(jí)消防。然而從發(fā)生火災(zāi)根源上來(lái)說(shuō)，其實(shí)主要可聚焦在兩點(diǎn)，一是電池?zé)崾Э貙?dǎo)致電芯起火，另一方面則是電氣拉弧故障引發(fā)火災(zāi)。

不過(guò)，盡管儲(chǔ)能系統(tǒng)直流側(cè)拉弧風(fēng)險(xiǎn)已引起行業(yè)廣泛關(guān)注，但業(yè)內(nèi)暫時(shí)仍然沒(méi)有有效應(yīng)對(duì)方案。而陽(yáng)光電源，又一次站在了行業(yè)前列。

在2024 SNEC展會(huì)上，陽(yáng)光電源重磅發(fā)布《ArcDefender? 儲(chǔ)能直流拉弧技術(shù)白皮書(shū)》。在儲(chǔ)能技術(shù)“無(wú)人區(qū)”開(kāi)啟新一輪探索。

拉弧是發(fā)生在帶電導(dǎo)體與導(dǎo)體（或地）距離較近時(shí)，導(dǎo)體間的電壓擊穿氣體，使氣體電離而產(chǎn)生的一種持續(xù)放電現(xiàn)象。在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，因連接點(diǎn)接觸不良、絕緣材料老化或損壞、電路突然斷開(kāi)等原因，都會(huì)導(dǎo)致拉弧的產(chǎn)生。在美國(guó)、澳洲，都曾發(fā)生液體泄漏造成拉弧，最終引發(fā)儲(chǔ)能系統(tǒng)火災(zāi)的案例。

當(dāng)下儲(chǔ)能行業(yè)正朝大容量、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的方向發(fā)展。而隨著能量密度的增加，系統(tǒng)的電流和電壓同步提升，這些會(huì)大大提升拉弧發(fā)生的概率。

《白皮書(shū)》顯示，以100MWh容量、416S、12P的儲(chǔ)能系統(tǒng)為例，其交流側(cè)的電氣連接點(diǎn)有4320個(gè)，而直流側(cè)電氣連接點(diǎn)多達(dá)220320個(gè)，是交流側(cè)的近50倍。接觸點(diǎn)更多，意味著拉弧風(fēng)險(xiǎn)倍增。

其次，交流側(cè)拉弧具有間歇性，發(fā)生火災(zāi)概率小、滅弧也容易；而儲(chǔ)能直流側(cè)拉弧具有穩(wěn)定持久的特點(diǎn)，且難以熄滅，火災(zāi)發(fā)生概率更大。

另外，儲(chǔ)能直流側(cè)拉弧放出的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于光伏。在大電流、高電壓的條件下，直流拉弧能量會(huì)大于1500焦，相當(dāng)于光伏拉弧的20倍。

一旦發(fā)生直流拉弧，可能對(duì)人員造成傷害，也可能造成設(shè)備損壞，影響儲(chǔ)能電站運(yùn)行和收益，甚至影響電網(wǎng)的運(yùn)行，后續(xù)也將帶來(lái)經(jīng)濟(jì)賠償損失。

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光伏經(jīng)驗(yàn)難直接套用

儲(chǔ)能拉弧技術(shù)面臨更高挑戰(zhàn)

其實(shí)拉弧在電力領(lǐng)域不是新鮮事，很多企業(yè)在光伏領(lǐng)域拉弧防范技術(shù)已經(jīng)有所建樹(shù)。不過(guò)儲(chǔ)能領(lǐng)域幾乎是空白，這也成為了陽(yáng)光電源和其他企業(yè)的分水嶺。

據(jù)悉，當(dāng)直流電弧故障發(fā)生時(shí)，電弧電流通常會(huì)有明顯差異，因而業(yè)內(nèi)通常通過(guò)利用這種特征變化來(lái)判斷拉弧故障，一旦檢測(cè)到拉弧故障，就發(fā)出警報(bào)和分?jǐn)嚯娐罚乐刮ｋU(xiǎn)擴(kuò)大。

其中最大難點(diǎn)，就在于儲(chǔ)能拉弧特征識(shí)別技術(shù)尚屬行業(yè)空白，具體表現(xiàn)在三個(gè)挑戰(zhàn)。

第一個(gè)挑戰(zhàn)，就是噪音干擾大。光伏領(lǐng)域的拉弧和音頻具有明顯差異、易于判斷。而儲(chǔ)能直流側(cè)拉弧和噪音音頻基本相同，難以判定。

第二個(gè)挑戰(zhàn)，是儲(chǔ)能拉弧能量大。儲(chǔ)能的拉弧能量比光伏要大很多，短時(shí)間內(nèi)的能量聚集極易引發(fā)電池?zé)崾Э?，因此，拉弧檢測(cè)需要更短的識(shí)別時(shí)間。

第三個(gè)挑戰(zhàn)是儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景愈加復(fù)雜。而在高鹽霧、高濕、離網(wǎng)直流耦合等條件下，儲(chǔ)能直流拉弧的概率會(huì)大增，這對(duì)直流拉弧的準(zhǔn)確率和誤報(bào)率也提出了更高的要求。

而陽(yáng)光電源成功突破了種種技術(shù)難點(diǎn)，提出了基于PCS構(gòu)筑儲(chǔ)能全場(chǎng)景拉弧安全的技術(shù)方向。

在直流拉弧檢測(cè)方面，陽(yáng)光電源首次采用了高靈敏度的TMR傳感器，比傳統(tǒng)傳感器靈敏度提高400倍，噪音降低10倍，提升對(duì)微弱電流信號(hào)的感知；同時(shí)用增益積分計(jì)算取代傳統(tǒng)傅里葉分析，大大的提高了拉弧識(shí)別的強(qiáng)度和精度，并將獲取的信息加以判斷讓PCS下達(dá)指令執(zhí)行關(guān)斷。

也正因?yàn)閮?chǔ)能拉弧威脅性高，在滅弧方面就更強(qiáng)調(diào)三字經(jīng)——“快、準(zhǔn)、穩(wěn)”。陽(yáng)光電源通過(guò)以上技術(shù)結(jié)合，可以做到百分之百的電弧檢測(cè)準(zhǔn)確率，0誤報(bào)和漏報(bào)；而且能夠在0.2秒內(nèi)快速制定策略和下達(dá)滅弧指令，能量控制在小于1500焦，保證滅弧過(guò)程0復(fù)燃。陽(yáng)光電源表示，這種直流拉弧技術(shù)還能在復(fù)雜的離網(wǎng)工況下使用，做到儲(chǔ)能應(yīng)用全場(chǎng)景覆蓋。

此外，陽(yáng)光電源也聯(lián)合鑒衡發(fā)布了CGC/GF 240:2024《儲(chǔ)能系統(tǒng)直流電弧檢測(cè)及分?jǐn)嘣u(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》，詳細(xì)描述了測(cè)試方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。目前僅有陽(yáng)光電源一家可以做到毫秒級(jí)別響應(yīng)，為此，陽(yáng)光電源得到了鑒衡頒發(fā)的儲(chǔ)能直流拉弧安全Level 4等級(jí)認(rèn)證。

李國(guó)宏認(rèn)為，儲(chǔ)能產(chǎn)品必然有它的底線，儲(chǔ)能價(jià)格也不會(huì)無(wú)限的往下跌。在成本價(jià)格之外，儲(chǔ)能行業(yè)最需要關(guān)心的有三點(diǎn)，第一是安全、第二是可靠，第三是不斷的用研發(fā)創(chuàng)新去喚起客戶的需求。

陽(yáng)光電源表示，在儲(chǔ)能業(yè)務(wù)上將堅(jiān)持市場(chǎng)沉淀，會(huì)提前預(yù)演、研發(fā)再銷(xiāo)售，提前預(yù)判客戶需求和客戶的價(jià)值主張，通過(guò)研發(fā)創(chuàng)新去實(shí)現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)持續(xù)引領(lǐng)。

不只是安全層面，在新型儲(chǔ)能發(fā)展的歷程中，陽(yáng)光電源經(jīng)常扮演開(kāi)荒者角色。

今年上半年，在“干細(xì)胞電網(wǎng)技術(shù)”支撐下，陽(yáng)光電源還完成了極弱網(wǎng)、弱網(wǎng)、強(qiáng)網(wǎng)、離網(wǎng)等不同場(chǎng)景構(gòu)網(wǎng)型光儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)證測(cè)試，收獲了業(yè)內(nèi)首個(gè)光儲(chǔ)全場(chǎng)景構(gòu)網(wǎng)實(shí)證報(bào)告。

堅(jiān)持“三電融合 智儲(chǔ)一體”理念，陽(yáng)光電源在電化學(xué)、電力電子、電網(wǎng)支撐技術(shù)深度融合基礎(chǔ)上，依托大數(shù)據(jù)分析及高算力處理器、AI深度學(xué)習(xí)技術(shù)，不斷創(chuàng)新突破，不斷開(kāi)墾 “無(wú)人區(qū)”，不斷推進(jìn)儲(chǔ)能行業(yè)的演進(jìn)。