摘要：双碳目标战略指引下，新型电力系统建设对储能的需求日益增加，电化学储能电站逐年增多，继之而来的安全事故造成人员伤亡和财产损失，发人深思。为此，选取了国内外典型储能电站案列进行了初步分析，为防范减少储能电站事故提供一点参考。

关键词：电化学 储能电站  案例分析

近年来，电化学储能事故频发，社会影响极大，大规模储能应用面临较大的安全风险。据不完全统计，2011-2021年间，全球共发生32起储能电站起火或爆炸事故。其中，日本1起、美国2起、比利时1起、中国3起、韩国24起。由于较多安全事故原因复杂，相关事件很多未公开披露，防范减少事故尤为重要。

1电化学储能电站

电化学储能电站，采用电化学电池作为储能元件，可进行电能存储、转换及释放的电站，是通过化学反应进行电池正负极的充电和放电，实现能量转换。传统电化学储能技术以铅酸电池为代表，由于其对环境危害较大，逐渐被锂离子电池、铅炭电池、液流电池、钠离子电池所替代。电化学储能电站储能系统一般包括蓄电池储能单元、电网接入系统、中央控制系统、环境控制单元等。其中，储电池储能单元是由储能电池组、电池管理系统（BMS）、储能逆变器、升压变压器和就地监控系统及储能电站监控系统等设备组成。目前，电化学储能技术性能不断提升、成本持续下降，储能系统规模化应用已达到其商业化运营的技术经济拐点，成为目前储能产业研发创新的重点领域。电化学储能的响应速度较快，基本不受外部条件干扰，但投资成本高、使用寿命有限，且单体容量有限。储能电站的应用前景随着我国电力市场改革的深入推进，储能技术的发展以及单位成本的降低，储能电站既可以为大用户提供套利空间， 也可以为市场参与者提供调频、调峰等辅助服务。当然，储能系统的安全性问题同样需要引起我们的足够重视。

2 电化学储能电站火灾案例

2.1国内电化学能电站火灾

2021年4月16日11时50分许，位于丰台区西马场甲14号的北京福威斯油气技术有限公司（以下简称福威斯油气公司）光储充一体化项目发生火灾爆炸，事故造成1人遇难、2名消防员牺牲、1名消防员受伤，火灾直接财产损失1660.81万元。事故直接原因是南楼西电池间内的磷酸铁锂电池发生内短路故障，引发电池及电池模组热失控扩散起火，通过电缆沟进入北楼储能室并扩散，与空气混合形成爆炸性气体，遇电气火花发生爆炸。间接原因：一是有关涉事企业安全主体责任不落实，在建设过程中存在未备案先建设问题;在事发区域多次发生电池组漏液、发热冒烟等问题，在未完全排除安全隐患的情况下继续运行;事发南北楼之间室外地下电缆沟两端未进行有效分隔、封堵，未按照场所实际风险制定事故应急处置预案。二是有关单位研究部署、督促落实安全监督检查工作不够;对新能源项目在确保安全前提下高质量发展的问题研究不深。三是开展安全隐患排查不全面不彻底，对事发项目建设运营维护等过程中存在的安全风险隐患失察失管。

2.2 国外储能电站火灾

自2018年5月以来，韩国储能行业发生了发生了23起严重火灾。同年12月，韩国政府组建由19名（学术界，研究机构，测试和认证机构）等储能领域专家组成的调查小组，着手调查事故原因。调查小组对23个事故现场的数据进行了分析，来自包括电力安全公司和韩国电力公司在内的9家机构约90人参加了火灾原因测试，最终于2019年6月11日，韩国政府正式公布调查结果。所有23起储能系统火灾事故中有14起在充电后发生，6起发生在充放电过程中，3起是在安装和施工途中发生火灾。事故调查结果的原因主要为：电击保护系统不良，运营操作环境管理不善，安装疏忽，储能系统集成控制（EMS，PCS）保护系统管理不善等情形，形成起火源引发火灾。如：当在电池系统外部触电由于短路引入的电池架保险丝保护方案（过电压，过电流）没有迅速切断短路电流的绝缘性能，第二次短路事故袭击了电池保护装置和电池保护装置外壳中的母线产生点火源;由于转换器和地之间的绝缘劣化而在变压器或外部设备上出现电压或电流的状态产生接地故障;对于安装在山区或海岸电池模块储能设施，大量灰尘会进入电池包和模块壳体造成击穿，接地部分并且可能会暴露在火中;另外即使在安装过程中不小心，例如电池存放不良和接线错误，也有可能发生火灾。

2019年4月19日，美国亚利桑那州的公共服务公用事业公司（APS）发生大规模电池储能项目，由于2.16兆瓦时锂离子电池储能系统内发生连续热失控，1名职业消防队长，1名职业消防工程师和2名职业消防员在爆燃事件中受到重伤。事后调查分析：事故原因可能是一个锂离子电池产生了树突或枝晶，从而导致锂离子电池短路，致使电芯升温并着火。当火势蔓延到邻近的电芯时，气溶胶灭火剂无法阻止大火。在模组内放置的电芯离得很近，导致火势从一个电芯迅速蔓延到另一个电芯，没有任何物理屏障来防止火势蔓延。随着数百个电芯燃烧殆尽，释放出爆炸性气体，并聚集在密闭容器内，并且容器内没有传感器来计算气体的积累。由于缺乏气体监测遥感系统，并且消防员对这类情况的培训欠缺，导致首批消防员人员并未采取正确的行动。爆炸性气体不断积聚，当第一批急救人员打开舱门，氧气进入舱内时，爆炸性气体开始燃烧。

3储能电站的风险隐患

3.1火灾

电化学储能电站的火灾可以分为以下几种形式：一是电气引发的火灾，如常规电站可能发生的变压器火灾、电缆火灾等，针对此类火灾，传统的火警系统及七氟丙烷灭火器可以有效扑灭。二是储能系统中电池引发的火灾，危害大且一旦火起就不可控，针对此类火灾以自动灭火方式为主，包括七氟丙烷自动灭火系统、气溶胶等。在带电状态下，电气火灾和电池火灾不适合用水或泡沫。三是储能电站火灾事故多数发生在充电中或充电后休止中，此时电池电压较高，电池活性较大，并联电池簇间形成环流，导致电芯处于过充状态，电压升高形成内短路，易造成火灾事故。四是蓄电池在充放电过程中，外部遇明火、撞击、雷电短路、过充或过放等各种意外因素，有发生火灾爆炸的危险性。五是蓄电池因过压或过流导致设备温度过高，形成引燃源;电池电解液温度上升，换热系统故降导致设备高温运行，如通风道堵塞.风扇损坏、安装位置不当、环境温度过高或距离外界热源太近，均可能导致蓄电池系统敝热不良，引发火灾。

3.2 爆炸

储能系统的蓄电池在充放电过程中长期运行电解水会产生微量的氢气，若室内通风不畅或排出管道堵塞，氢气在室内或局部的封闭空间聚集达到一定浓度，外部遇明火撞击、雷电、或静电放电火花、短路过充或过放等各种意外因素，可能造成爆炸事故。储能系统箱式变压器装置若为带油设备，变压器装置内部故障时会引起电弧加温，有燃烧和爆炸的可能。储能电站起火后，采用七氟丙烷等气体灭火装置，是通过隔绝氧气来实现灭火，但无法使电池降温，一旦有外部氧气进入，就易引起电池复燃，且电池燃烧过程中会产生一氧化碳、甲烷等易燃易爆气体，电池复燃后甚至可能引发气体爆炸。

3.3其他系统异常

电池系统测量温度、液面等数据的传输线受电磁干扰等影响可能产生测量误差，造成储能系统工作不正常。电池管理系统故障，如模拟量测量功能失效、电池管理系统报警功能失效、电池管理系统保护功能失效、本地运行状态显示功能失效等，都有可能引发电池管理系统保护功能，若不能及时发现电池或系统故障，将引发更大的事故，导致电池组设备损坏等。储能电站厂房内，应保证环境湿度不超过国家标准规范要求，防止电子设备因空气湿变过大发生故障，从而造成安全生产事故。

结束语

电化学储能应用将会更加广泛，从国内外电化学储能电站事故中总结经验教训，不断完善电化学储能的技术规范，从规划建设、设备准入、运维监控、应急处置等方面细化预防管控措施，将安全因素控制好，降低发生危险事故的概率，储能会拥有巨大的发展空间。

参考文献

[1]电化学储能电站设计规范，编号为GB 51048-2014.

[2]北京市应急管理局，丰台区“4·16”较大火灾事故调查报告.

[3]电化学储能电站用锂离子电池管理系统技术规范，GB/T34131-2017 .

[4]锂离子电池企业安全生产规范，T/CIAPS0002-2017 .

[5]北极星储能网.