1--斯林軍--站房式電化學儲能電站設計要點.pdf

1、站站房房式式電電化化學學儲儲能能電電站站設設計計要要點點斯林軍 135887577322022年9月123站站房房式式設設計計要要點點目目錄錄21p 2030碳達峰、2060碳中和p 構建以新能源為主體的新型電力體系，儲能是關鍵支撐技術。p 能源是主戰場、電力是主力軍第第四四次次能能源源大大變變革革020000040000060000080000010000001200000140000016000001800000200000011223344556677889100111122133144155166177188199210221232243254265276287298309320331

2、342353364核電風電光電水電01020304050602000200220042006200820102012201420162018工業發電/熱交通建筑億tCO2中國各部門碳排放變化趨勢 2000-2019p“胡煥 庸 線”是 人 口、經濟與自然資源分布的地理分界線，也是能源分界線。p分 界 線 西 側 能 源 資 源 量 占83%，能源生產量約占75%，而 能 源 消 費 量 不 足 3 0%；東側 能 源 資 源 量 僅 占 1 7%，能源 生 產 量 約 占 2 5%，而 能 源消費量超過70%。p京津冀、長三角、珠三角地區，能 源 資 源 量 僅 占 全 國 的5%，而能源消費

3、量超過三分之一p示范項目分布與經濟發展、能源 消 費 強 關 聯，集 中 在 杭 嘉 湖紹區域和東部沿海區域。p20個網側示范項目，裝機總容量約2000MWh，按預制艙布置，用地面積約360畝。p以某50MW/100MWh項目為 例，按 預 制 艙 布 置，用 地 面積約18畝，土地價格60萬/畝，折算到單位造價0.11元/wh。p地方政府還有對于土地各項指標 要 求：投 資 強 度、容 積 率、畝產稅收。浙江省十四五儲能示范項目（網側）分布圖p 節約土地資源途徑：一、提高系統集成度；二、采用站房式布置p 項目一（50MW/100MWh）采用預制艙布置。采用1500V液冷系統，40尺預制艙內布

4、置了6.7MWh電池，集成度達到260kWh/m2，按規范布置后全站用地仍達18畝。p 項目二（50MW/100MWh）采用 站 房 式 布 置。儲 能 樓 占 地 面 積 約2400m2，地上三層布置。p 現有儲能電站基本上以預制艙布置為主。規范解讀p 電化學儲能電站設計規范GB51048-2014對于鉛酸、鋰離子、液流電池室的火災危險性都分類為戊類，耐火二級。從實踐來看，偏低。p 電化學儲能電站設計規范GB51048修訂稿（征求意見稿）中已有較明確定義：鉛酸電池（鉛炭電池）廠房、液流電池廠房火災危險性類別為丁類。鋰離子電池的火災危險性類別暫類比乙類執行。并對層數和防火分區最大允許建筑面積有

5、規定：國際相關安全法規與標準體系國際相關安全法規與標準體系涉及的關鍵問題智能工程實踐智能建筑消防火災報警氣體滅火水消防防排煙消防是一個系統工程，包括總平面布置及建筑結構設計；設備與器材的選擇；各系統及設備的防爆、防火和火災探測及報警設施的設置等u2021年9月，國家能源局發布新型儲能項目管理規范（暫行）；u2022年5月，國家能源局發布關于加強電化學儲能電站安全管理的通知；u2022年6月，國家能源局發布防止電力生產事故的二十五項重點要求（2022）征求意見稿；工工程程設設計計要要點點智能p 嚴格按照建筑設計防火規范設計，重點考慮防火、防腐蝕、防酸等因素影響；p 就高不就低，鋰離子電池室火災危

6、險性類別按乙類執行；p 電池室盡量采用標準間設計，獨立分區；p 鋰離子電池室四周隔墻應為耐火極限不低于4h的防火墻；p 疏散門應采用甲級防火門；p 室內裝修材料的燃燒性能等級不低于A級；p 電池室頂棚應平整，避免空氣流通盲區，不應設置吊頂；p 結構上不考慮防爆設計。建建筑筑消消防防工工程程設設計計要要點點智能消消防防設設計計p 設計原則：“預防為主，防消結合”，火災發生次數按照一次設計。p 從圖分析可知，現有滅火劑無法根本上中斷電池內部連鎖分解反應。p 氣體滅火主要熄滅明火，減低失控電池表面溫度，提供更多反應時間。p 水基型滅火劑，冷卻降溫效果最好。p 參考NFPA855，電化學儲能配置永久性

7、的消防給水系統。p 從實踐來看，最后的手段就是大水漫灌。滅火劑滅火機理優缺點七氟丙烷(HFC)、全氟己酮（Novec1230）等隔離，化學抑制無冷刺激效應，不造成被保護設備的二次損壞。燃燒初期有大量氟化氫等毒性氣體生產，需要考慮滅火劑濃度設置CO2，IG541 等隔離、窒息滅火效果較差，出現復燃。對金屬設備具冷激效應（即對高熱設備元件具破壞性），同時對火災場景密封環境要求高，不環保水冷卻、窒息降溫滅火效果明顯，對環境友好，但耗水量大，撲救時間長。若采用細水霧系統，成本較高工工程程設設計計要要點點消消防防設設計計智能工工程程設設計計要要點點設置完善得可燃氣體探測器、煙感和溫感，消防報警信號與BM

8、S溫度信號聯合判斷電池熱失控?；馂膱缶到y電池區域按規范設置氣體滅火系統，并與火災報警連鎖。一個獨立的電池區域作為一個防護區，氣體滅火系統按全淹沒滅火方式。氣體滅火系統因電池室內著火后，人員難以靠近。建議每個電池區域上方設置雨淋噴頭，手動接入外部水源。二次水噴淋冷卻系統防防排排煙煙設設計計智能p 嚴格按照建筑防排煙規范進行設計p 參考NFPA855，通風系統應能限制可燃氣體在最低爆炸極限（LFL）的25%以下；p 電池室須設置災后機械通風系統，采用防爆風機；p 可燃氣體探測系統與通風系統聯動，預防熱失控過程中特別是明火滅后產生的氣體積聚導致爆炸；p 合理進行防火分區，根據分區設置排煙風機、擋煙

9、垂壁等各項防排煙設施；工工程程設設計計要要點點智能p 單個電池室（6mx12m），布置5.9MWh電池，集成度與40”預制艙基本一致。p 考慮靜荷載、均布特點，應按電池荷載的等效均布活荷載計算確定；p 電池柜基座應預埋槽鋼，找平、焊接、可靠接地；p 防止事故擴大化，建議電池室電纜應上出線和橋架方式；p 電池柜正面應預留足夠的維護通道，建議1200mm以上；p 電池柜背靠背布置或靠墻布置時，應預留200mm以上散熱空間；電電池池室室布布置置工工程程設設計計要要點點智能p PCS和變壓器室應充分考慮通風和散熱；p PCS與升壓變相對集中布置，盡量毗鄰相應電池室布置，以縮短直流電纜；p 升壓變選用干

10、式變壓器，尺寸較大，預留設備檢修通道，二樓以上應考慮設置吊裝平臺；p PCS采用戶內柜形式，頂出風，采用自然進風、機械排風；p PCS風道重點在于進、排風口設計，避免冷熱風短路;p PCS與變壓器一起布置，需統籌考慮兩者通風設計。P PC CS S室室布布置置工工程程設設計計要要點點智能暖暖通通設設計計智能p 鋰離子電池非常嬌貴，可靠熱管理設計是達到設計壽命的基本保障。p 溫度影響分析：容量衰減、熱失控、低溫損害。p 電池簇內溫差控制比簇間溫差控制更重要，應控制在3以內。p 暖通設計不僅在于環境溫度控制，還特別需注意氣流組織的優化，溫度場均勻分布。p 電池間應盡量采用標準間設計，通過熱仿真，實

11、現最佳熱環境管理。電池環境溫度控制要求工工程程設設計計要要點點智能站站房房式式與與預預制制艙艙式式比比較較（5 50 0M MW W/1 10 00 0M MW Wh h項項目目為為例例）智能序序號號 比比較較項項 站站房房式式預預制制倉倉式式比比較較1占占地地（m2）3330（三層布置，建筑物占地2000）12000站房式更優，節省70%土地2消消防防方方案案設置氣體消防，設置二次水噴淋冷卻系統。電池室采用防火墻，耐火8h以上氣體消防為主，輔以室外消火栓。預制艙間間隔3米，艙體耐火12h各有優劣3建建設設工工期期需新建廠房，工期更長部分工作在集成廠家完成，安裝質量不好控制預制艙更優4能能耗耗符合綠色建筑，能耗更低預制艙熱工性能查，能耗高站房式更優5設設計計壽壽命命50年1015年站房式更優6運運維維方便巡檢和事故快速處置艙體長期關閉，不便巡檢和快速處理故障站房式更優