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工商业储能或将爆发,储能安全是否就位?

2023年,无论是储能的国内外市场,还是储能上下游产业链,都在面临卷价格、卷交期、卷服务、卷产品的阶段。在“内卷与过剩”下,不少企业出现裁员或停产,还有企业甚至宣布直接退出。

早在2017年,国家能源局即提出了新型储能、强制配储的概念,并发布了“发电企业强制调频配储”的引导性政策。随后,各级地方政府根据上述政策要求,结合本地现状,规划并明确了发电企业强制配储比例要求,于是,以“五大六小”为首的发电企业纷纷切入该领域,并如火如荼的展开了属地资源的争夺战。

有机构数据显示,仅2023年1年,我国大储能新增装机约为15-20 GWh,超过去十年的总和,累计装机规模23-31 GWh之间。从宏观层面来看,已基本达成“到2025年,新型储能装机规模达3000万千瓦(即30GW)以上”的目标。

可以说,这完全提前于“顶层规划”的时间节点。在此背景下,对于储能项目的批复可能会放缓

针对这种情况,山东在2023年9月发布全国首个配建储能转独立储能的试点文件《关于开展我省配建储能转为独立储能试点工作的通知》。

相比较配建储能,独立储能不受地域位置限制,更重要的是独立储能电站可以以独立主体身份接受调度和参与电力市场,其收益来源更为多样,利用率也相对更高。

身份的转变也是盘活资源的一种替代方法。一方面,可以节省独立储能本身的建设成本,另一方面,又可以解决部分配建储能没有用武之地的问题。

业内人士认为,此文件的发布大有星火燎原之势,2024年预计将有更多省市出台类似鼓励配建储能转为独立储能的政策。

因此,当配建储能转为独立储能后,电力规划总院预计,在电网侧关键节点集中配置储能的容量需求可降低20-30%左右。

但是随着国内多地峰谷价差进一步拉大、分时电价机制完善、虚拟电厂与电力现货市场的完善,同步伴随新能源汽车保有量的持续增长、V2G【Vehicle-to-grid(车辆到电网)】技术的应用范围进一步增大,新能源汽车、工商业储能将为储能业务下阶段发展创造更大空间。

来自华安证券的一篇分析报告显示,工商业储能收益持续走高,国内市场临近爆发。工商业储能是储能系统在用户侧的典型应用,工商业用户配置储能的主要原因是满足自身内部用电需求,利用峰谷电价差套利降低运营成本。工商业储能主要应用场景在工厂、商城,光储充一体化和微网。目前,国内工商业储能行业参与企业众多但竞争格局尚未完全打开,出货量规模普遍偏小,未来市场空间广阔。

工商业储能系统配置与储能电站基本一致,但相对容量较小,系统功能也相对简单。电池方面,工商业储能都采用能量型电池,储能电站调频时会用到功率型电池;BMS方面,储能电站管理层级更加清晰;PCS方面,工商业储能PCS功能相对单一,储能电站PCS具备电网支撑功能;EMS方面,工商业储能较为基础,储能电站EMS需要具备电网调度接口并支持多种通信规约。相比之下,工商业储能对精细化管控的策略和算法难度要求更高。

储能技术的应用通常可分为发电侧、用户侧以及电网侧,其在用户侧主要用于配合光伏等新能源系统实现自发自用、峰谷价差套利、容需量电费管理和提 升供电可靠性等。工商业场景作为用户侧储能的重要使用场景,相比于传统储能电站,对设备的安全性能提出了更高的要求。

工商业储能直面工厂、医院、商场、园区等场景,一般被部署在人员和资产集中区,一旦发生事故,造成的经济损失和人员伤亡非常严重。根据北京市应急管理局的调查报告,某起用户侧储能起火爆炸事件曾导致一名值班电工遇难、两名消防员牺牲、一名消防员受伤,并造成直接财产损失 1660.81 万人民币。

工商业场景包括商超、工厂、园区等,场景地形复杂。虽然消防人员到达事故地点的时间通常较快,但受场景和地形所限,存在消防员难以接近起火设备,导致无法进行有效灭火的难题。并且工商业储能作为一个较新的领域,有别于传统储能电站,其相关设计规范和标准仍处于早期阶段。这导致其安装场景的规划设计很难被约束,进一步加剧了前述消防实施的难度。

工商业业主对于储能安全的顾虑和担忧正成为储能在该场景下持续增长的掣肘。根据 TÜV 莱茵的一项调查,当讨论到企业对储能系统最关注的指标时,“安全”是大多数业主的答案

安全储能,一直是储能站建设中需要考虑的重要因素,其中电池仓位热失控是导致安全事故的主要原因。各储能站电池仓迫切需要一种监测设备,实时自动采集储能站内锂电池的安全状态,在锂电池热失控前或之后及时、准确地监测气体及温度变化并发出预警,使管理者有充分的时间采取相应的措施,避免停电事故和火灾发生扩大等。

研究表明,气体相对于温度、电压、爬电距离等参数具有更短的响应时间。因此,通过产气现象早期监测锂离子电池热失控具有重要的一项安全预警措施。

为加强工商业储能电站安全管理,基于多物理参数数据融合和先进人工智能算法的热失控监测传感器模块将广泛应用于电化学储能电站安全监测信息平台。

这种储能电池安全防护装置方案,包括以下单元:


储能电池预警模块单元

气体检测模块,设置于柜体内,用于探测所述柜体内的气体浓度信息;

温度传感器,设置于电池柜体内,用于探测柜体内的所述电池模块的温度信息;

控制模块,与气体检测模块和温度传感器电连接,用于根据气体浓度信息及温度信息生成灭火指令;

容纳灭火药剂的灭火装置,与柜体连通,且与控制模块连接,用于根据所述灭火指令向所述柜体释放所述灭火药剂。

每个储能柜作为一个防护区,设置一套储能柜非储压全氟己酮灭火系统,系统由复合火灾探测器、柜式储能非储压灭火装置、包级全氟己酮喷头、管路及管件等组成。

复合探测器检测储能柜内一氧化碳、电池液泄露气体VOC、温度、烟雾等参数,在探测到危险后进行预警,达到灭火等级后可直接打开柜式储能非储压灭火装置的电磁阀进行灭火。

慧闻科技自主研发的锂离子电池箱复合型火灾预警装置BSP1000电池/储能安全监测模块是一款应用于锂电池热失控火灾早期预警及火灾发生期紧急报警的产品。探测装置具有气体、温度、烟雾探测报警功能,能实时监测锂电池箱内的电解液气体、燃烧特征气体、烟雾、温度等参数的变化,通过多传感器数据融合算法判断是否有火灾隐患或者已经发生火灾,并发出分级报警信息。

慧闻科技围绕储能安全开发了多种可用于储能电池热失控安全检测的传感器产品,作为一家创新型智能传感综合服务商,慧闻科技提供压力传感器、MEMS可燃气体传感器、烟雾粉尘传感器、电解液泄漏传感器、电化学模组等多种可用于电池安全的传感器检测方案。

工商业储能的持续部署是实现能源绿色低碳化转型的重要手段。在这过程中,安全性无疑是重要前提和基本条件。当下,工商业储能正处于高度发展的阶段,相关的安全设计也需要同步得到完善和提高。在当下和未来的探索中,慧闻科技致力于从感知领域对工商业储能进行系统化的安全预警设计赋能。通过行业领先的传感器技术,应对场景下复杂的储能安全挑战,为业主提供更可靠的解决方案。

在工商业储能安全设计的道路上,行业的持续探索必不可少。在上下求索之途中,慧闻科技将与行业共同进步,为打造更安全可靠的储能产品而努力,让绿色电力惠及千行百业。

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