钜大LARGE | 点击量：772次 | 2021年10月16日
APS公司阐明电池储能起火爆炸的原因并提出安全修复措施
据外媒报道，美国公用事业厂商亚利桑那州公共服务公司(APS)日前宣布，已经完成该公司对发生在McMicken变电站的电池储能系统起火爆炸事件的调查和研究。而发生在去年四月的这一令人关注的事件让用户有关电池储能系统安全性感到担忧。
APS公司日前向该州监管机构亚利桑那公司委员会提交了一份调查报告。该公司与DNVGL合作开展调查并撰写的这份报告有关储能部署提出了新的安全要求，以防止在当前和将来部署和运营的电池储能系统可能发生的故障和火灾风险。
APS公司致力于大规模部署电池储能系统，以存储其太阳能发电设施的电力。但该公司在亚利桑那州的一个电池储能系统于去年四月发生火灾爆炸，为此中断了其储能部署工作。这个电池储能系统在发生火灾之后，消防人员当时赶到现场灭火，当他们打开集装箱式储能设施的大门之后发生爆炸，几位消防人员因此受伤住院。
APS公司建议对集装箱式储能系统新增通风和消防措施，并为应急人员供应培训
根据行业媒体的报道，APS公司的这个电池储能系统部署了27个电池机架，其中一个机架的电池由于短路而发生火灾，但并没有蔓延其他电池机架。这表明电池机架的布局可以有效地彼此隔离。但是气溶胶灭火剂无法阻止爆炸性气体的积聚，因此在消防人员打开大门并让大量氧气进入集装箱式储能系统之后发生爆炸。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
调查表明，即使在公用事业厂商APS公司、储能供应商Fluence公司和电池生产商LGChem公司等相关相关经验丰富的专业人员手中，电池储能系统也会面对风险。APS公司技术整合与创新总监ScottBordenkircher表示，这份调查报告供应了可以找出问题所在的机会，并确保电池储能系统在未来的部署和建设中消除故障路径。
他在接受行业媒体的采访中说：“围绕这一事件进行的对话和相关相关经验教训都是非常关键的，因为这是建设和部署下一代储能系统要考虑的因素。”
进行改造
这份调查报告提出了两个重要建议：一是对电池储能系统设计进行改造，以消除爆炸性气体的积聚；二是更改运营人员处理电池故障的方式。
这份调查报告将这一事件分为五个关键步骤：
（1）电池储能系统在运营中，某块锂离子电池出现了枝状结晶，从而引发短路，导致电池热失控并起火。
（2）随着火势的蔓延，气溶胶灭火剂无法阻止强烈的火势。
（3）大呈电池在机架中紧密放置意味着火势在电池之间迅速蔓延。尽管其布局可以防止火灾蔓延其他电池机架，但电池机架之间并没有安装阻止火灾蔓延的物理屏障。
（4）而燃烧的数十块电池释放出大量爆炸性气体，这些气体积聚在部署集装箱式电池储能设施中无法逸出。这个集装箱并没有安装传感器来计算和感知这些气体的积聚。
（5）由于没有安装传感器或者无法远程观察，影响APS公司应急操作人员的判断和操作，他们应对这种情况下的知识和相关相关经验也很有限。
枝状结晶是众所周知的电池故障模式，但出乎意料的是会出现在只使用了大约两年的电池中。
Bordenkircher说：“假如电池使用的时间很长，发生这种情况可能在意料之中，但远不及在这个电池储能系统上看到的严重程度。”
正如这起事件所表明的那样，即使是从优秀电池供应商那里购买的电池，也可能会出现缺陷。Bordenkircher说：“我们的研究重点是了解电池将在何时失效，如何预防这种情况。”
他表示，APS公司为此要部署遥感设备和通风设施，因此，假如电池发生火灾导致释放出危险气体，则操作人员可以识别并将这些气体从设施中清除，并降低爆炸危险。尽管纽约市的监管部门已经这样要求，但这在储能行业中并不是一种标准做法。
其他升级改造措施还包括在冷却系统或电池之间安装物理屏障，以防止火势蔓延，这样可以在气溶胶灭火剂未能阻止火势蔓延的情况下提高灭火的能力。
Bordenkircher表示，虽然采取这些步骤和措施将会新增电池储能项目的材料和人工成本，但是没有其他的办法。
他指出：“无论其成本如何，都要保证设备和人身安全，否则难以出售或部署。监管机构要求强制执行安全标准是正确的做法。”
Bordenkircher表示，在培训方面，APS公司将在其事故现场围绕火灾响应对操作人员进行更广泛的教育，并对当地的消防人员进行了培训。有关可能涉及的相关人员应该定期进行训练。
但是早期的应急计划并没有考虑到电池爆炸的情况，这使消防人员有关他们打开储能设施大门时可能发生的事情并没有做好准备。
重新构建电池储能系统的安全标准
APS公司关闭了该公司其他的电池储能设施，其中之一是在PunkinCenter社区部署的FestivalRanch储能系统，其配置与McMicken电池储能系统完全相同。在重新开通运营之前，该公司要对该储能设施进行通风系统的改造。
有关计划部署的电池储能系统也必须满足这些要求。当McMicken发电站的这个电池储能系统发生起火爆炸事故时，APS公司正在考虑签署一些合同，计划为该公司大型太阳能发电设施配套总装机容量为850MW的电池储能系统。
而发生这个事件之后，这些部署计划一直搁置，但是APS公司一直认为仍然应该致力于更多部署电池储能系统。该公司已经在与中标者开展合作，以了解他们是否可以改造其储能项目，以满足调查报告中提出的安全标准。这些标准将被纳入对提案的新要求中。
虽然APS公司只能在自己的服务区域中上强制执行这些标准，但是Bordenkircher希望其他厂商在部署电池储能系统采用这样的解决方法。
他说：“全球各地还部署了许多集装箱式电池储能系统，我希望每个拥有和运营的电池储能系统的厂商都能对此进行检查，并根据这些发现进行风险评估。”
APS公司计划将其研究报告的调查结果推广到更多的行业组织。该公司在今年一月承诺消除电力生产中的碳排放。而随着脱碳工作的进行，电池储能系统将在满足峰值电力需求方面发挥至关重要的用途。
Bordenkircher还指出，虽然电池储能系统着火爆炸事件推迟了一些储能系统的部署，但并不能改变部署更多电池储能系统的发展趋势。
