储能直流拉弧风险突出,快速精准灭弧成为关键 阳光电源筑牢储能安全防线 2024年06月24日

  阳光电源日前在SNEC期间发布的《ArcDefender™储能直流拉弧技术白皮书》(以下简称《白皮书》)指出,在国内外储能装机量高速增长的当下,直流拉弧引发的储能安全风险有所增长,而储能系统控制逻辑的复杂性和数据传输效率瓶颈,直流拉弧安全技术仍是空白。

  挑战之下,阳光电源推出了PCS拉弧识别动态算法以及高精度传感、风险数据监测等核心技术,构建了拉弧风险预测、感应及抑制一体的技术平台,实现从源头防弧,为储能系统拉上“安全闸”。

  ■直流拉弧安全隐患凸显

  数据显示,今年4月新型储能新增装机2.0吉瓦/6.5吉瓦时,同比涨幅高达31.7%/90.1%。2024年1—5月国内锂电池储能系统累计中标规模超14.6吉瓦时,同比增长73.5%。放眼全球市场,储能需求增势更为突出,国际能源署数据显示,2023年,电池储能是商用能源技术中增长最快的清洁能源技术,全球储能装机量同比增长一倍以上,不论是公用事业规模还是微型电网以及户用家庭储能规模,都表现出了强劲增长态势。

  储能市场越来越热,直流拉弧风险已不容小觑。公开信息显示,2017至2023年七年间,全球累计发生储能事故约100起,其中火灾事故约59起。《白皮书》总结称,储能安全事故起因包括系统设计不合理、实施过程不规范、电池本体缺陷和配套措施不充分等,其中,因实施过程不规范导致的短路与拉弧故障,是引发储能电站火灾的两大主要直接原因。而拉弧是发生在带电导体与导体(或地)距离较近时,导体间的电压击穿气体,使气体电离而产生的一种持续放电现象。在储能系统中,因连接点接触不良、绝缘材料老化或损坏、电路突然断开等原因,都会导致拉弧的产生。

  实际上储能装机增长的同时,还伴随着大容量、长时储能的应用,直流侧电流、电压等级不断上升。业界普遍指出,整体上看,行业因拉弧导致的安全问题还有增加的风险。此外,储能市场需求不断上升,赛道不断涌入新的参与者,在过度竞争的环境下,行业水平参差不齐,储能安全面临诸多挑战。

  ■最新突破填补行业空白

  面对重重挑战,多位业界人士都指出,在整个系统中配备必要的直流电弧检测和关断装置,可有效减少事故的发生。

  “拉弧放出的巨大能量极易引发火灾,而储能系统中直流拉弧风险一直都缺乏有效应对方案。” 阳光电源储能事业部总经理李国宏在接受记者采访时表示,“为应对这一行业空白,阳光电源利用技术创新明显扩大了测试精度,提高了对微弱电流的感知,直流电弧检测技术的提升从源头上实现储能安全。”

  《白皮书》指出,借助在电化学、电力电子、电网支撑技术的深度融合优势,以及在数智化储能系统开发方面的经验,阳光电源推出集储能拉弧风险预测、感应及抑制功能于一体的综合性解决方案。ArcDefender™储能直流拉弧技术旨在解决储能直流拉弧引发的安全隐患,通过TMR高精度传感、风险数据监测和弧识别动态算法等核心技术,实时识别和控制直流拉弧现象,实现全面防弧、精准识弧、极速灭弧,确保储能系统在高电压、大电流的复杂环境中的安全稳定运行,降低风险的同时提高系统全生命周期运营收益。

  李国宏表示,阳光电源最新直流拉弧安全技术利用高精度传感器,明显降低了风险响应时间,依托算力提升和人工智能(AI)自学习技术,可自适应各种复杂场景,达到零误报漏报,100%精准识弧,将灭弧时间缩短到毫秒级,实现高效、精确灭弧。

  ■多重保障提升储能安全

  在李国宏看来,尽管当下国内储能市场存在低价竞争等诸多挑战,但最终应回归价值,用创新产品价值回馈用户需求。“价格战只是暂时的,我们始终提倡价值而不是价格,通过研发创新来建立行业标准,规范行业健康发展,才是新能源企业发展的正确路径。”

  基于行业发展需求,阳光电源联合北京鉴衡认证中心及其他相关方,经过深入调研和广泛讨论,已制定了CGC/GF 240:2024《储能系统直流电弧检测及分断评价技术规范》(以下简称《技术规范》),规范详细描述了测试方法和评价标准。

  除了填补直流拉弧安全技术空白外,SNEC期间,阳光电源还公布了储能系统最大规模燃烧测试情况,这也是全球范围内首次采用大容量储能真机、模拟实景布局的“真枪实战”。阳光电源主动燃爆PowerTitan真机,通过气压感知泄爆、多层耐火及双重隔舱结构等多重先进设计,成功保护储能柜结构完整性,4小时燃烧火势无蔓延。

  有业内人士评价,在这场真实还原的硬核测试中,我们看到了PowerTitan储能系统出色的耐火阻燃表现,燃烧全程无破坏性冲击、无异物飞溅,最大程度控制住了燃烧范围和破坏力,保障人员及电站资产安全。

  安全生产关乎社会民生,关乎大众福祉。李国宏强调,未来阳光电源还将持续聚焦直流拉弧安全技术,不断提高产品性能,提升测试精度,还将积极推动与产业界的协同合作,致力于完善安全系统的顶层设计,加强基础研究和底层支撑技术的开发和应用,与行业共同进步,打造更安全可靠的储能系统,为全球能源转型贡献力量。