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第 43 卷 第 8 期 电 力 自 动 化 设 备 Vol.43 No.8 2023 年 8 月 Electric Power Automation Equipment Aug. 2023 电化学储能电站主动安全研究 1 2 2 2 1 1 1 杨 夯 ，黄小庆 ，于慎仟 ，狄北辰 ，郭宜果 ，薛炳磊 ，王志鹏 （1. 国网山东省电力公司经济技术研究院，山东 济南 250021 ； 2. 湖南大学 电气与信息工程学院，湖南 长沙 410082 ） 摘要：随着电化学储能电站装机容量的不断提高，其安全防控问题受到重视。为此，提出了基于主动风险源 辨识、主动故障预防、主动事故处理的三道安全防线，构建了电化学储能电站的主动安全体系。第一道防线 针对电化学储能电站的正常但不安全运行状态，快速、可靠地辨识风险源和安全诱因，不损失电站设备和运 行能力；第二道防线针对已发生故障的不安全运行阶段，利用安全自动装置和安全监控系统，辨识并及时排 除早期故障，尽量保持系统正常运行；第三道防线针对电化学储能电站的事故状态，进行事故特征分析、风险 管控并实施联动预案，防止电化学储能电站崩溃与人员伤亡。基于三道安全防线实现电化学储能电站安全 风险和事故的主动防控，可为储能电站的安全设计提供新思路。 关键词：电化学储能；储能电站；主动安全；安全防线；状态监测；故障预警；事故防控 中图分类号：TM08 ；TM91 文献标志码：A DOI ：10.16081/j.epae.202209017 0 引言 站的安全事故。 目前，介于电站建设和消防之间的主动安全开 储能系统通过对能量的时空转移，能有效地调 始受到重视。电化学储能电站的主动安全是指逐级 节电力供需侧的平衡，提高电网对可再生能源的接 实现电站风险／故障／事故的主动辨识、主动预防、 纳能力，是实现“双碳”目标的重要技术手段。据不 主动运维、主动应急处理。主动安全为了从源头避 完全统计，2011 — 2021 年全球共发生了41 起电化 免严重事故的发生，利用站控层、间隔层、设备层各 学储能电站起火爆炸事故。2021 年4 月，北京大红 层级装置和系统，采用日前、小时前、分钟前等多时 门电化学储能电站发生爆炸事故，直接原因为单个 间尺度数据，基于事故状态演化机理分析，辨识引起 磷酸铁锂电池内发生短路故障，从而引发热失控扩 ［1］ 电化学储能电站安全特征变化的内在诱因，自适应 散起火 。韩国电化学储能电站发生了近34 起安全 地发现并处理电池本体、运行环境、外部激源、管理 事故，事故起因被归纳为电池系统缺陷、应对电气故 环境等风险源，电池老化、热失控等故障，以及火灾 障的防控体系缺失、运营环境管理不足、储能系统综 ［2 ］ 爆炸等安全事件。相较于被动安全的事件驱动、故 合管理体系欠缺4 个方面 。可见，安全问题成为电 障后管理和人工运维，主动安全具有数据驱动、基于 化学储能电站大规模应