9. 劉歡-SGS電池儲能系統行業安全與檢測_.pdf

1、聚焦電池儲能系統行業安全與檢測Safety,Testing and Certification of Battery Energy Storage SystemSGS C&P|EEC|Renewable Energy|Bella.Liu|2022.09Contents Background 是什么-儲能系統及其應用 Challenge&Analysis 為什么-儲能系統安全事故及原因分析 Scope&Standard 怎么做-儲能系統相關標準要求解讀 About SGS SGS服務 SGS Group Management SA 2020 All Rights Reserved SGS is

2、a registered trademark of SGS Group Management SABESS Introduction是什么是什么-儲能系統及其應用儲能系統及其應用是什么-儲能系統結構儲能系統包括：-電池 電芯，模組，電池簇 BMS，高壓柜 裝配設計-PCS 功率 并網-箱體/柜體配件 柜體裝修（布線，照明，固定，標識）空調系統（風扇，制冷，保溫）消防系統（探測，滅火）控制系統（監控，遠程通信）Source:IEC 62933-5-2 標準為什么需要儲能？電力輔助（調峰調頻）工商業儲能（削峰填谷）后備電源智能電網新能源平滑Source:儲能科學與技術2021年第5期1477-14

3、85碳達峰碳中和減少高碳能源使用與消費可再生能源替代部分傳統高碳能源碳匯和CCUS實現CO2吸收與封存降低油氣依存度可再生能源規?；瘧锰岣咻o助能源靈活性解決可再生能源間歇性/不穩定性/周期性交通的電氣化主體能源的安全保障挑戰挑戰實施路徑實施路徑能源安全儲能儲能儲能系統應用發電側儲能發電側儲能n平滑間歇性能源n提高新能源消納n提高電網備用容量n頻率調節輸配電側儲能輸配電側儲能n提高電能質量n電網調頻n降低電路損耗用戶側儲能用戶側儲能n削峰填谷n提高電網靈活性n提高分布式能源利用率輸電站配電站Accident and Analysis為什么為什么-儲能系統安全事故及原因分析儲能系統安全事故及原因

4、分析為什么要關注儲能系統安全？2011-2021年全球共發生33起儲能電站起火爆炸事故。其中，日本1起、美國3起、比利時1起、中國3起、韓國24起。2022 年 1-5 月，全球就已經發生了 17 起以上的儲能著火事故。比利時韓國77%美國7%日本3%中國10%其中25起事故采用三元鋰離子電池；韓國儲能電站起火爆炸事故占24起，這與韓國各大電池企業以三元鋰電池為主流產品有關；2017年以后的儲能項目占31起；儲能電站起火爆炸大多發生在充電中或充電后休止中，占21起儲能電站安全示例分析美國APS儲能電站1.電芯缺陷，產生鋰枝晶造成內短路；2.氣溶膠滅火劑無法熄滅電芯熱失控起火，造成火勢在模組內蔓

5、延；3.模組間無隔離層防止火勢蔓延；4.電池燃燒生成的可燃氣體聚集，無通風設備；5.應急響應計劃沒有自動滅火、通風和進入程序。北京大紅門儲能電站1.儲能電池安全質量；2.儲能系統電氣拓撲；3.電池管理系統；4.電纜和線束現場布局；5.電站防火設計；6.電站配套的監控預警滅火系統及消防用水；7.氣象環境因素；8.人員現場操作和管理制度；韓國三元儲能電站1.電池系統缺陷；2.應對電氣故障的保護系統不周；3.運營環境管理不足；4.儲能系統綜合管理體系欠缺。澳大利亞Megapack維修模式下制冷劑泄漏Safety Design of BESS怎么做怎么做-儲能系統安全設計和驗證儲能系統安全設計和驗證儲

6、能系統相關標準儲能電池安規cv儲能變流器cv電磁兼容安規功能安全并網效率性能IEC 62619,IEC 63056,UL 1973,UL 1642,UL 9540AIEC 62620IEC 61000-1/-2/-3/-4IEC/UL 60730-1UL 991,UL 1998,IEC 61508,ISO 26262-2儲能系統安規性能參數UL 9540,VDE 2510-50,IEC 62933-5-2安裝NFPA 855IEC 62933-2-1IEC/UL 62109,UL 1741,IEC 62477各國并網標準EN 50530,IEC 61683運輸UN 38.3儲能系統相關標準-美

7、標解析NFPA 855NFPA 68,69,70UL 9540UL 9540AUL 1973UL 1741 AHJ：有管轄權的權威機構（Authority having jurisdiction）ESSESS技術技術總電量總電量kWhMJ電池儲能系統電池儲能系統鉛酸電池70252鎳鎘、鎳氫和鎳鋅電池70252鋰離子電池2072氯化鈉鎳電池2072液流電池2072其他電池技術1036單戶或兩戶家庭的居住單元及排屋13.6電容器儲能系統電容器儲能系統電化學雙電層電容器310.8其他其他ESSESS其他70252 Individual 20 kWh Aggregate 40 kWh（公用設施壁櫥、儲

8、藏室或公用設施空間內）80 kWh（在附屬或獨立車庫和獨立附屬結構中；外墻；戶外安裝）儲能系統相關標準-美標解析:NFPA 855儲能系統相關標準-美標解析:NFPA 855n 4.12.1*安裝在房間、建筑物或步入式裝置內的ESS應配備以下設備之一：根據 NFPA 69 設計、安裝、操作、維護和測試的防爆系統 根據 NFPA 68 安裝和維護的爆燃通風系統n 4.12.2 如果AHJ根據4.1.5中的大規?；馂脑囼炁鷾?，證明房間、建筑物或步入式裝置中的可燃氣體濃度在可能積聚氣體的位置不得超過 LFL的25%，則無需設計防爆和爆燃通風。NFPA 69：閥 門 阻火器 NFPA 68：爆炸導流管

9、 通風管 通風設計載體LFL:Lower Flammability Limit 可燃下限 儲能系統相關標準-美標解析:NFPA 855Scope：電化學儲能、化學儲能、機械儲能、熱儲能 離網、并網 不包含安裝內容 需參考NFPA 855 戶內、戶外安裝的儲能系統&移動式儲能系統 戶用、非戶用、掛墻儲能系統Max Energy Capacity：戶外掛墻電化學儲能系統20kWh;戶用電化學儲能系統20kWh;非戶用電化學儲能系統50kWh;Unit/Installation Level Test of UL 9540AOutdoor remote locations NFPA 855Increa

10、seNo Limit儲能系統相關標準-美標解析:UL 9540儲能系統相關標準-美標解析:UL 9540結構要求：非金屬材料 金屬材料耐腐蝕 危險運動部件 電源走線和接線 冷卻系統 火警預警和消防 測試內容：電氣測試 正常運行測試、耐壓測試、EMC測試 機械測試 運動部件、超速測試、掛墻測試 環境測試 戶外安裝耐潮測試、戶外安裝近海環境測試、地震測試IEC 62933：Electrical energy storage(EES)systemsPart 5:Safety requirements for grid-integrated EES systems-2：Electrochemical-

11、based systemsPart 1:Vocabulary 詞匯Part 2:Unit parameters and testing methods 參數及測試方法Part 3:Planning and performance assessment of electrical energy storage systems 系統規劃與性能評價Part 4:Guidance on environmental issues 環境問題導則Part 5:Safety considerations for grid integrated EES systems 并網電力儲存系統的安全要求-1:Gener

12、al specification 通用要求-2:Electrochemical-based systems 電化學儲能系統儲能系統相關標準 IEC 62933-5-2Definition of storage modelHazard identificationEstimation of riskEvaluation of riskTolerable?Validation and DocumentationRisk reductionNoYesnHarm 傷害 對人體健康的損害或損傷，對財產或環境的損害 nHazard 危險 可能導致傷害的潛在根源 nRisk 風險 傷害發生概率和傷害嚴重程度

13、的組合 nSafety 安全 免除了不可接受的風險的狀態 儲能系統相關標準 IEC 62933-5-2Risk AnalysisRisk EvaluationRisk ReductionAll life cycle phasesIEC 61508 orISO 26262-2;ISO 13849-1:2016-06;IEC 62061:2005+A1:2012+A2:2015.All system levels儲能系統相關標準 VDE 2510-50p Scope：固定式電池儲能系統（鋰離子電池）私人戶用儲能與小型工商業儲能（不包括醫療應用）安全要求 全生命周期（儲存、運輸、安裝、運維、拆解、回

14、收）目視檢查、文件檢查以及實際型式試驗和例行試驗VDE 2510-50CE MarkingEMCLVDREDInverterIEC 62109-1IEC 62477-1Grid IntegrationVDE-AR-N 4105VDE-AR-E 2510-2儲能系統相關標準 VDE 2510-50n測試內容：結構安全要求：絕緣電阻測試、內部短路。功能安全要求：電壓精度測試、傳感線開路檢測、降額功能測試。合理誤用：外部短路測試、跌落測試、沖擊試驗。儲能系統相關標準 VDE 2510-50About SGSSGS服務服務About SGSN1國際公認的測試、檢驗和認證機構96,000名員工2,700

15、個分支機構和實驗室7大全球性行業全球化服務全球化服務本土化專業能力本土化專業能力About SGS電池安全電池安全IEC 62619 UL 1973IEC 62620 UL 1642IEC 63056 UL 9540A系統安全驗證系統安全驗證UL 9540VDE 2510-50IEC 62933-2-1IEC 62933-5-2電站現場性能和電站現場性能和安全驗證安全驗證IEC 62933-2-1IEC 62933-5-2GB/T 36547GB/T 36548功能安全評估功能安全評估IEC/UL 60730IEC 61508UL 991UL 1998SGS助您助您構建更安全更環保的儲能系統！構建更安全更環保的儲能系統！儲能變流器安全儲能變流器安全UL 1741IEC 62477IEC 62109各國并網等About SGS