鉅大LARGE | 點擊量：2614次 | 2019年05月23日
電池儲能系統(tǒng)的安全標準是什么
4月24-26日，由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會主辦的第九屆中國國際儲能大會在浙江省杭州市洲際酒店召開。在4月26日上午的“儲能電站與技術(shù)應(yīng)用（四）“專場，TüV南德商用電子電氣儲能系統(tǒng)項目經(jīng)理吳候福在會上分享了主題報告《電池儲能系統(tǒng)的安全標準》，以下為演講實錄：
吳候福：大家好！我來自TUV南德。今天跟大家分享的題目是電化學儲能系統(tǒng)安全標準，講一下整個生命周期內(nèi)我們有那些標準，哪些要求來管控我們的儲能系統(tǒng)，特別是大型的一些儲能系統(tǒng)。
今天分五塊來講：
第一，什么是安全。因為所有的標準制定會圍繞著兩大塊，一個是特能，一個是安全去制定標準。新的一些技術(shù)發(fā)展起來之后必定會帶來新的一些技術(shù)的風險存在，所以什么是安全、什么是風險，我們先了解清楚。
第二，全生命周期的風險管理。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
第三，IEC標準體系。
第四，集裝箱儲能系統(tǒng)如何降低風險。
第五，TUVSUD的技術(shù)服務(wù)。
第一，安全。
什么是安全？
傷害，對健康產(chǎn)生的生理上的損傷和危害。安全不安全？對健康、對人、對財產(chǎn)造成的一些損失。
危險，就是一些潛在的傷害源。什么是風險呢？風險是傷害發(fā)生的概率，傷害嚴重程度的一些組合。就是說風險并不是我們常說的危害有多大，因為危害爆炸的危害有多大它的危害就有大，但是風險并不意味著你的危險有多大你的風險就有多高，因為會跟頻率相關(guān)，比如我們特種如果出現(xiàn)故障的話它的危害會非常大，但是他的風險大不大呢？他的風險非常小，因為他的設(shè)計保護是非常好的，他發(fā)生風險的概率是非常非常低的。傷害的效果和頻率結(jié)合起來就意味著風險，意味著特種的風險并不會很大。
安全，就是我們今天講的重要的概念。因為我們做的安全標準就是圍繞著概念來講的，安全就是遠離不可接受的風險，就是說這個風險一定會存在，但是哪些可以接受、哪些不可以接受，判定清楚才知道什么是安全的，因為不可能把風險降低為零，只能說是控制到可以接受的風險。
電化學儲能存在的一些風險包括哪些呢？
1，電氣風險。IEC或者其他的標準里面會把風險羅列出來，電氣的風險，比如說人的觸電風險，系統(tǒng)對地的接地故障、短路電流這些短路的風險。
2，電能風險。因為儲能系統(tǒng)本身是一個直流源，直流源拉弧的能量，儲能系統(tǒng)的充放電電流特別大，故障電流、短路電流特別大，所以它拉弧的能量非常非常大。這個就是操作過程中大家不注意的時候，或者佩戴不適當?shù)臅r候，直接拉弧，后果太嚴重。
3，爆炸風險。電能的風險會帶來隱帶的，因為我們儲能系統(tǒng)本身也是一個化學的系統(tǒng)，特別是電池系統(tǒng)的時候，如果過充過風，或者熱失控的狀態(tài)下，會釋放出一些爆炸性的氣體，所以電弧就相當于一個點火源，我們后面的起火爆炸有可能并不是電池本身著火，可能是它釋放故障狀態(tài)下排放的氣體，由電氣的一些火星引燃點致爆炸，電能本身也會存在爆炸的風險。
4，火災(zāi)風險。大家都比較清楚了，因為這幾天大家都圍繞著怎么控制它的火災(zāi)。
5，化學風險，4月15日前幾天大家也看了報道了，美國那邊消防員去搶救已經(jīng)著火的儲能系統(tǒng)的時候，身體也吸入了大量的有毒氣體，所以化學的風險也是伴隨著儲能系統(tǒng)出現(xiàn)。
6，機械風險。爆炸過程中一些巨大的碎片對人體的上海等等。
IEC或者其他的標準，都會圍繞這幾大塊如何降低它的風險去寫。
回到危險的等級，危險的等級是哪些可以接受、哪些不可以接受由自己去判斷或者由法律去判斷的。比如有多少人會死亡，會不會群體的一些事件，造成哪些危害是可以接受的、哪些是不可以接受的，所以就會產(chǎn)生輕微的或者嚴重的一個人的、幾個人的等級。風險的等級剛才也講了，分為可以接受的和不可以接受的。
大家看一下右邊這個圖，我們所有做風險管理里面，包括我們做產(chǎn)品認證、包括我們自己工廠要做或者供應(yīng)商這邊要做風險去管控的情況下，目標就是要把所有的風險做到可接受的風險范圍之內(nèi)，就是說我的產(chǎn)品安不安全，它的定義就是把風險降到可以接受的風險范圍之內(nèi)。怎么去做呢？首先，我們要評估整個系統(tǒng)的風險，就是從綠色到紅色階段，我們評估整個系統(tǒng)級別零部件系統(tǒng)整個來評估風險的等級或者風險存在有多大。
大家可以看一下綠色的可以接受的風險，可以接受的風險，前面紅色的部分就是危險的，后面綠色部分就是意味著可以接受的一個風險，所以我們的目標就是要做必要的風險降低措施來把整個系統(tǒng)的風險控制到可以接受的風險以下。實際的風險可能會有一些，我們一般都會在可接受的風險已下載做，但是風險不可能為零，所以會存在殘余風險。比如我們功能安全里面一定會考慮它的殘余風險是你能不能接受的，就是做完之后你不可能把風險降為零，就是說起火爆炸，比如說我的消防系統(tǒng)起火爆炸會不會有或者會不會燃燒出來，這個是不可能完完全全控制的，所以風險是一定會存在的。
降低風險包括我們有外部的風險降低的措施，比如我們的組織、培訓等等這些覆蓋的風險措施，由其他技術(shù)安全相關(guān)的系統(tǒng)，比如機械、液壓、結(jié)構(gòu)等等覆蓋的風險管控措施去做。還有一大塊，是由功能安全的產(chǎn)品去做，比如我們有電氣電子、可編程器件去做安全相關(guān)系統(tǒng)來控制整個儲能系統(tǒng)或者電池系統(tǒng)的風險。簡單來講，就是我們的BMS去做的工作，所以BMS要實現(xiàn)它的安全功能，或者它就是要做功能安全的措施，能把風險降到可以接受的風險。
第二，全生命周期的風險管理，
儲能系統(tǒng)風險管理應(yīng)該在全生命周期管控，而不是說我安裝完一后管控他它的風險。風險包括規(guī)劃設(shè)計階段，比如說規(guī)劃設(shè)計階段我的設(shè)備制造商要去做本身產(chǎn)品的風險評估，我要知道哪些風險會存在，比如我過充、過放、過溫的時候我的產(chǎn)品風險來源是什么、我的風險概率是多少、我造成的后果有多大，比如風險出來了，我要做整體安全的分配。還有安全相關(guān)的規(guī)劃，比如每個器件、每個子系統(tǒng)怎么去規(guī)劃的，還有軟硬件實際的設(shè)計，設(shè)計完之后對單個功能或者單個安全的認證。安裝調(diào)試階段，包括我們要編制一些安裝調(diào)試計劃來保證我們系統(tǒng)的安全調(diào)試或者安全運行，包括調(diào)試程序，還有試運行的一些要求、驗收的一些措施。安裝完之后對整體安全確認的過程。運行、維護階段，運行之后5年、10年有一個整體運行計劃的編制，比如他的正常運行的程序，還有應(yīng)急處理這些程序，還有整體的一些維護計劃、整體的優(yōu)秀計劃，整體修改的確認。退役階段，包括它的電池如何去做退役，還有危險品的處理計劃。
整個生命周期之內(nèi)如何去做風險管理的，風險概念在設(shè)計階段就要提出來，剛才也講了整體范圍的確認，確認之后對提取我這個儲能系統(tǒng)里面包含哪些風險，哪些風險源做一個風險的分析，就是整個風險評估的過程，做完之后進行整體安全的確認，這個不步驟非常重要，因為最后要對產(chǎn)品性能或者安全認證的要求，當初我提的要求是什么，現(xiàn)在我做的產(chǎn)品能不能滿足我當初安全的要求。剛剛講到整體安全分配到每個字系統(tǒng)，分配下去的，比如說我們再編制一些文件的計劃、運行維護的計劃等等，還有跟功能安全相關(guān)的系統(tǒng)如何去制定，我要保護哪些，我的安全功能是什么。達到整體安裝調(diào)試階段下面進行安全的確認，再進行安全整體運行維護、維修的確認，如果維護階段發(fā)現(xiàn)他的風險過大的情況下要進行整改，或者改型的時候整個風險要從頭來過，重新去分配它的安全。最后就是退役階段，每個階段輸入是什么、輸出是什么，就是我們在企業(yè)里面要做風險管理的時候要去了解的，比如第一個概念的時候輸入的是什么文件、輸出的是什么文件，我下一個階段怎么對上一個階段進行確認。
剛剛講了很多理論的東西，回到細節(jié)上面，如何降低我們電池儲能系統(tǒng)的風險。降低風險的時候看一下包括個人防護措施、管理措施、隔離控制、還有把整個風險源移除的方式等等。剛剛我們講的，安全不可能是百分之百的無風險，就是說我們要控制到一個可控的或者可以接受的風險范圍之內(nèi)，就是說我們要降低到一個可以接受的低風險。對整個儲能系統(tǒng)，比如說鋰離子電池系統(tǒng)來講，要滿足的安全要求包括哪些呢？包括整機的安全要求、零部件產(chǎn)品的安全要求，還有并網(wǎng)符合性的要求，EMC的要求、功能的要求、運輸?shù)囊?，通訊和網(wǎng)絡(luò)安全的要求，回收再利用方面的安全要求。
第三，IEC標準體系。
簡單過一下IEC標準體系里面的準。技術(shù)委員會制定不同的標準，比如TC8制定的是跟電網(wǎng)相關(guān)的標準。TC21是電池安全的標準，比如62619，現(xiàn)在去到歐洲、澳洲這些海外市場的時候，要求鋰離子電池一定要滿足IEC62619的。TC2、TC82是PCS的安全。TC64是低壓電器裝置安全。SC65A是功能安全FS。TC77是電磁兼容EMC。TC120是電力儲能系統(tǒng)。
TUV我們制訂了兩個標準，一個是對戶用儲能系統(tǒng)的標準，是PPP59034，還有PPP59044
第四，集裝箱的風險要求
對于PPP59044我們對集裝箱儲能系統(tǒng)技術(shù)進行管控。
第二塊重點就是電池系統(tǒng)的鋰離子電池的要求，還有運輸安全的要求，功能安全的要求，功能安全這塊也是特別重要，因為你的過充、過溫、過流的保護都是由功能安全的評估來決定的。EMC就是電池在電池干擾的環(huán)境下面他是否能夠正常工作。
PCS的要求剛剛也提了，還有并網(wǎng)EMC的要求，還有暖通系統(tǒng)本身的要求，還有應(yīng)急照明的、照明的配電安全的，會不會有觸電風險等等要求，還有消防的一些要求，還有保護器件的。對整機有安全要求，包括我們結(jié)構(gòu)的安全、測試的要求，測試的要求包括一些電氣裝置的認證、保護功能的一些認證、零部件功能的一些認證，招商測試，極端環(huán)境運行的測試，還有EMC、功能安全方面的要求。
對整個文件和審核階段，包括以上所有的文件我們都會進行審核，包括一些集裝箱、PCS、電池等等文件的審核，還有現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的一些檢查，包括安裝結(jié)構(gòu)、部件結(jié)構(gòu)、照明的檢查?，F(xiàn)場測試，包括一些氣密性測試、絕緣測試、耐壓測試、相序測試等等。整個PPP59044做完之后，結(jié)構(gòu)和驗證做完之后我們就會發(fā)TUV的證書，前天我們在這個廳里面發(fā)了1兆瓦時的鵬輝的證書，之前中天的證書已經(jīng)拿到。我們產(chǎn)品包括電池的一些措施，就不再講了。
我的介紹就到這里。謝謝大家！
