-严晓---储能电池的预防性诊断及安全管理系统.pdf

储能电池 预防性诊断安全系统 PSS 严晓 2019年 4月 储能安全如何保障 储能安全如何预防 01 02 储能安全如何管理 03 目 录 CONTENTS PART 01 储能安全如何保障 锂电池 安全 不容小觑 截至 2019年 2月，仅在韩国，储能 电站发生火灾事故已经高达 21起 韩国 工商和能源部，紧急关闭了 342个 公共 事业侧的储能 系统 。 据不完全统计，我国在 2018年 8月， 仅半个月的时间内就发生了 6起 电动汽 车起火事件 。 市场痛点 储能电站事故频发，安全 已成为储能产业 发展 的瓶颈之一 电网已经具备了完善的安全保障标准，储能技术标准滞后却成为行业面临的现实问题 安全防护手段单一； EMS和 BMS不够智能，只能参照出厂标准设定安全阈值 储能系统缺少历史数据追溯方法，事故原因难以查明 2018年新增电网 侧储能装机规模 超过 200MW 2018 年中国累计投运储能项目 规模达到 1000MW/2900MWh 机遇与挑战 技术标准滞后 标准滞后已成为行业面临的现实问题。与电动汽车行业 100多项的 国家标准相比，储能行业的国家标准还不到 20项。 业界迫切需要 建立健全的储能技术标准和检测认证体系为电站质量“保驾护航”。 缺乏安全检测 储能电站体量 庞大，缺乏 专业检测设备。同时，现行标准只有针对 全新电池的检测标准，无法根据现有标准对已投运的储能电池进行 有效检测评估 。 安全 是系统工程 在储能本体设计上，从硬件的选型到软件策略的制定都至关重要。 即使 PCS、 BMS每个子系统都做到 100分，最后集成的系统效果可 能也就只有 80分 。 PART 02 储能安全如何预防 防护手段相对单一  储能系统只有 EMS负责管理电站的能量交互， BMS管控电池状态，它们都还存在以下缺点 各项参数，初始化设定，更迭困难 电池状态估算方法无法远程更新 无法根据电池实时状态， 动态调整安全阈值  带来以下问题 只有 EMS和 BMS两种 防护 设备，防护手段单一 电池老化后， BMS保护阈值不会变化 新旧电池在同一工况下使用，加速电池衰减，无法确 保旧电池安全 储能电站安全隐患，降低电网安全系数 储能参与 电网调节 全生命周期 的诊断 Battery Lab - 测试、分析和评估 电池性能 寿命预测 模拟工况 耐久测试 形成检测方法、 诊断算法 服务于储能电站 多阈值调整 安全预警 预防性诊断 智能维保 基于大数据进行 系统的诊断 、 分 析和控制 “云脑 ” “ 电池医生 ” - 快速检测、分析和评估 排查安全隐患 容量矫正 预测里程 /寿命 分析报告、维修建议 电池修复 算法 验证 “ 云 脑 ” 边缘计算 纯中心分析模式已无法满足 大规模 锂 电池 诊断分析的 需求，云边结合将成主流，将带来以下好处 减小带宽压力 提升实时性 提高准确度 降低人力成本 云原生边缘 计算 智能通信管理机（ iRouter） iRouter 统一 接口 数据 存储 数据 共享 数据 变换 边缘 计算 动态 阈值 基于诊断的就地系统 实时就地数据分析 iRouter与 “ 云脑 ” 联动 阈值动态调整、降额使用 智能、安全、可靠 EMS iRouter iEMS 数 据 指 令 数据 指令 数据 指令 储能电站 安全隐患 内短路 热失控 发生 2011年 2018年 9月间，我国发生 的电动乘用车事故达 80多 例，其中 35是由电池内部短路引发的 ； 16则是在充电过程中出现的 ，比 如过度充电； 18为机械外力因素 的影响，如碰撞；还有 3为进水； 剩下 28则是由不明原因造成的。 内短路 内短路 内短路不同发展阶段有不同的特征 表现，可以通过不同的特征值提前 感知，预防热失控的发生 “雷达” 系统 电池系统动力性参数偏离正 常值，建议采取防范措施 电池系统可靠性参数接近阈 值，建议采取防范措施 可靠性 安全性 经济性 充电行为 动力性 健康状态 10 9 8 7 6 0 4 236 2.5 3.8 4.6 内阻 /mΩ 电池数量 /个 一致性分析 新电池电池性能分析 老化电池电池性能分析 2 10 228 2.5 3.8 4.6 内阻 /mΩ 电池数量 /个 安全性设计 储能系统安全性设计主要涉及 接入 设计 保护接地、防雷接地 、紧急切断安全回路 ； 运行 策略安全运行逻辑控制 ； 热设计 热仿真辅助设计，控制 温升； 设备排布合理利用有限空间，独立电池空间 系统防护自动灭火控制器监控，配备消防泄压阀 通过接入 储能系统安全系统 PSS， 实时远程监控诊断 电站各项数据，为 正在 的 “ 裸奔 ” 储能 电站搭建了一个安 全屋。 储能 系统 设计 安全设计 接入设计 运行策略 热设计 设备排布 系统防护 监控接入 电气接入 策略安全 电池安全 继电保护 电气安全 消防安全 PART 03 储能安全如何管理 安全 系统 生态 体系 设备 厂商 云集控中心 用户 服务 供应商 备品备件 设备运维知识 专业技术支持 远程专家 储能大数据 检测专业移动终端 用户管理团队 用户电站 运营管理 巡检团队 专业抢修保障团队 移动抢修车 储能 安全系统 PSS 模式对比 更低的 成本支出 2 更强的 安全保障 1 更好的 服务品质 3 更高的 管理效率 4 更全的 增值服务 5 定期巡检，站内值守，纸 质化记录，人为经验式预警 值守及巡检人员数量 众多，人力成本高企 值班人员的技术水平参差 不齐，服务能力难以保障 值守人员数量众多，传统的 管理方式难以实现高效运作 以运行保障为主 基本没有增值服务 传统模式 依托实时监测，构建多维度 预警体系，提高安全运行保障 逐步实现少人值守，降低 人力成本，提升综合效益 专业运维团队，实时分析指 导故障解除，提高服务品质 全维度无死角人员管 理，更健全的管理机制 大数据为支撑，为多种 增值服务的实现提供可能 云模式 智能化服务 现场值守 集控中心 移动班组 通过集控中心 移动 APP构建全新的运维服务体系，从 传统的单点值守模式改变为“现场少人值守 集控中心 移动班组”的全新模式，提供多重实时的安全保障 7x24小时不间断主动弹性式 云平台系统 7x24小时不间断主动实时监控，消除传统周 期性人工值守巡检、纸质化记录的信息采集盲区，变被 动机械式运维为主动弹性式运维 集控中心 专家座席 系统记录完整的设备台账、运行日志、故障信息，根据 实际情况动态调配抢修人员、备品备件物资等资源，帮 助运维专家快速诊断故障，组织抢修 低成本高效运作 依托系统的需量预案、能效管理等持续扩充的增值服务 模块，灵活对接供电公司需求侧用电政策，帮助用户实 现对内的精细化电能管理，最大限度节省费用支出 多重 安全守护 迅捷 应急服务 智能 运行维护 经济 用电用能 智能化监控 与 运营 柴油发电 光伏发电 风力发电 储能系统 负载系列 1 负载系列 2 安全管理 调度管理 电网 变压器 接入管理 DC / AC AC / DC DC / AC 一站式 智能化运营 储能 电站 监控 储能 策略管理 负荷响应及负荷预测 实时 数据分析与阈值调整 可为以下平台服务 安全管理 调度管理 接入管理 运维管理 85 智能化运检 储能电站 安全系统 巡检管理 巡检人员按照 集控中心 预先设 定的巡检路线、计划及内容进 行巡检点检查，报修缺陷 维修管理 集控中心 对报修信息派单，根 据进度提醒进行督导及催办， 用户可对故障处理进行评价 实时看板 集控中心 及领导 可实时集中查 看故障 /缺陷源分布及派单完 成情况等各类统计信息 台账管理 对管理的资产、供应链 、抢修 车辆等进行管理，建立规范 的 运维 服务 制度 报表管理 可 自定义生成多种报表， 对设 备状态，设备维修记录等进行 全程跟踪 全方位综合运 检 电池诊断分析技术 线上“云脑”系统实时诊断分析 线下人员巡检制度 线上 专业测试 “云脑”系统分析 线 下专业的检测设备“电池医生” 线上“云脑” 系统提供修复 建议 线下 移动终端 操作票 线上“云脑”系统故障定位 线下 移动终端 操作票 运维 排查 检测 修复