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储能电站火灾预防措施分析

文档作者：艾绍伟苏龙滕卓男文档来源：许继电气股份有限公司中试部		点击数：	更新时间： 2022年12月07日
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储能电站火灾预防措施分析
艾绍伟，苏　龙，滕卓男
（许继电气股份有限公司中试部，河南许昌４６１０００）
摘　要：随着分布式能源的发展和对供电可靠性的需求，电池储能在电力系统输发配用领域已发挥出了其独特的作
用，包括改善大规模可再生能源出力特性，提升用户侧分布式可再生能源的消纳、需求侧响应以及削峰填谷等。为此
就现阶段储能电站火灾预防措施进行了分析和探讨。
关键词：储能电站；电池；消防灭火
中图分类号：ＴＭ９１１
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ＡＩＳｈａｏｗｅｉ，ＳＵＬｏｎｇ，ＴＥＮＧＺｈｕｏｎａｎ
（ＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅＴｅｓｔＤｅｐｔｏｆＸＪＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｕｃｈａｎｇ４６１０００，Ｃｈｉｎａ）
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收稿日期：２０１８１１０１
作者简介：艾绍伟（１９８４－），从事变电站自动化系统测试技术应
用研究；苏龙（１９８９－），从事变电站自动化系统测试技术应用研
究；滕卓男（１９８８－），从事变电站自动化系统测试技术应用
研究。
０ 引言
随着可再生能源发电的快速发展和对用电可靠性要
求的提高，储能电站已成为配电网削峰填谷、提高运行
稳定性及实现需求侧管理的一种有效手段。同时，大型
储能电站对可再生能源的消纳储存，可极大提高可再生
能源的利用率。但是相比传统变电站，储能电站由于其
独特的特性，在火灾预防措施方面存在着很大的隐患，
如何保证储能电站的安全稳定运行，是当下急需解决的
问题。
１ 储能电站简介
根据经济适用原则，目前的储能电站一般采用磷酸铁
锂电池。磷酸铁锂电池具备安全可靠、放电深度和充放电
倍率高等优势。电池单元采用模块化设计，存放在预制舱
内，预制舱内有温控、消防、照明、视频监控等保护系
统，确保电池系统具有最优的转换效率及运作性能，同时
配有安全可靠的保护措施。储能电站结构如图１所示，电
池组通过ＰＣＳ及升压变成套装置将储能单元所发电力接入
公网１０ｋＶ母线，供用户使用。
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２ 储能电站火灾危险性分析
目前，储能电站一般采用磷酸铁锂电池储能，但是大
规模电池组在充放电过程中，纳米颗粒都易从电极上脱
落，造成电池内部微短路，导致电池组发热及着火。另
外，电池过充、长时间大电流放电、通风不良都会引发线
路过热从而导致火灾的发生。
电池在充放电过程中外部遇明火、撞击、雷电短路、
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电工技术　电气设计
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过充或过放等意外都有发生火灾爆炸的危险性：因过压或
过流导致设备温度过高，形成引燃源；电解液温度上升，
换热系统故障导致设备高温运行，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，
均可能导致电池系统散热不良，影响设备安全运行，引发
火灾。
储能电站需配套大功能的ＰＣＳ电池充放电设备，ＰＣＳ
在整流和逆变的过程中都会产巨大的热量，如果这些热量
不能及时散发，也将存在火灾隐患。由此可知，储能电站
建设时必须充分考虑火灾的预防措施。
３ 储能电站防火措施
储能电站在设计、施工、运行等方面进行火灾事故的
预防，能确保储能电站的安全和可靠运行。
３．１ 火灾报警
在储能电池集装箱等较易发生火灾处，设置感温、感
烟探测器。火灾自动报警系统设备包括火灾报警控制器、
探测器、控制模块、信号模块、手动报警按钮等，以便发
生火灾时第一时间报警。
３．２ 元件级消防措施
３．２．１ 模组结构设计
储能电站中使用的电池模组在设计时就充分考虑了电
池的发热，保证电芯间距大于２ｍｍ，达到散热、防火隔离
目的。电池架每层间距１５ｍｍ，左右间距５０ｍｍ，表面喷
覆环氧树脂粉末保护；各机柜器件考虑足够的爬电距离，
空气间隙避免电器短路起火。
３．２．２ 材料选择
储能电站中电池模组的塑胶结构件选用含玻璃纤维的
复合材料。玻璃纤维熔点为６８０℃，沸点为１０００℃，将对
电池模组的防火耐火性能有很大提升。集装箱内壁上填充
５０ｍｍ 厚岩棉板。岩棉板是一种不燃级保温隔热材料，能
实现保温、隔热、阻燃的效果，以达到内外防火的作用。
３．２．３ 电池系统管理
储能电站采用的电池管理系统（ＢＭＳ）会对电池的温
度、电流、电压等进行常态监测，并对检测结果进行系统
评估，评估结果异常时会发出告警信息。另外，ＢＭＳ还
配备了电池保护功能，见表１。
表１犅犕犛保护功能
Ｔａｂ．１ＢＭＳｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎ
序号保护功能
１ 荷电状态过高保护
２ 荷电状态过低保护
３ 单体电池过压保护
续表
序号保护功能
４ 单体电池过流保护
５ 短路保护
６ 单体电池低温保护
３．２．４ 电芯温控措施
储能电站中，ＢＭＳ和环境监测将采集到的电压、电
流、温度等信息上传到储能电站监控主站。储能监控主
站会进行信息的汇总、评估和仲裁，在电池温度超过温
度阈值时会自动下发指令，使系统停机，杜绝热失控发
生，确保储能电站的安全。储能电站监控系统如图２
所示。
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３．３ 站区级消防措施
储能电站消防立足于自救，并按照“预防为主，防消
结合”的原则进行设计。基于同一时间站内可能发生的火
灾次数为一次来考虑，储能电站内建筑物和主变压器按规
范要求设置移动式灭火器；室外在集装箱附近设置砂箱，
适当位置放置推车式灭火器，每台集装箱配置一个手提式
干粉灭火器。要确保配备的消防器材的数量和位置，保证
满足站区级火灾预防和灭火的要求。
４ 结语
本文就储能电站的火灾安全防护措施进行了分析，阐
述了当前国内储能电站常见的几种防火方式。随着储能电
站的大规模建设，关于储能电站的安全、火灾预防等还需
要更深入的研究。
参考文献
［１］刘健，倪建立，邓永辉．配电自动化系统［Ｍ］．北京：中国水利
水电出版社，２００９．
［２］吴宗之．安全生产技术［Ｍ］．３版．北京：中国大百科全书出版
社，２０１１．
［３］ＤＬ／Ｔ５１８—２０１２电力生产人身事故伤害分类与代码［Ｓ］．
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电气设计　电工技术

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