【天合储能】储能行业：储能系统安全可靠性白皮书_23页_17mb

储能系统安全可靠性白皮书总结

核心内容概述

本白皮书全面分析了当前储能系统的发展现状、安全挑战、风险识别与评估、以及天合储能的安全解决方案与质量管理体系。内容涵盖了储能系统的应用场景、技术架构、安全风险与应对措施，强调了在储能系统设计、制造、运维及退役等全生命周期中确保安全可靠性的重要性。

主要观点与关键信息

1. 储能市场发展趋势

• 全球储能市场正在快速增长，预计到2030年全球储能装机量将达到411GW（1,194GWh），是2021年的15倍。
• 储能技术将成为推动可再生能源并网、增强电网韧性及实现分布式能源管理的关键。
• 储能市场呈现规模化、商业化和多样化趋势，亚太、北美和欧洲为主要市场，中国在全球市场中占据领先地位。

2. 储能系统应用场景

储能系统主要应用于发电侧、输配电侧和用户侧：

• 发电侧：平滑输出、系统调频、备用容量。
• 输配电侧：缓解电网阻塞、提高输配电效率。
• 用户侧：峰谷价差套利、提升供电可靠性、光储一体化。

3. 储能系统安全挑战

• 热失控危险：电池内部发热速率超过散热速率，导致不可控温升，可能引发火灾或爆炸。
• 电气危险：随着系统电压提升至1500Vd.c.，高电压线路存在触电风险，绝缘失效可能引发电弧。
• 其他危险：包括机械、化学、温度、电磁兼容及不适合的工作环境等。

4. 储能系统风险评估与降低措施

• 风险评估包括风险识别、风险评估和风险降低三个步骤，以确保储能系统在全生命周期中的安全性。
• 风险降低措施包括：
  • 热管理：采用液冷系统，实现无泄漏设计，控制电芯温度。
  • 电气保护：设置三级电气保护，包括模块级、簇级和系统级。
  • 消防与防爆：配备多传感器检测系统、气体灭火系统、防爆排气系统和泄爆防护。
  • 结构安全：防水、防腐、抗震、抗压等设计，确保系统在恶劣环境下的安全运行。
  • 数据安全：通过BMS离群检测、SOH预测算法、设备智能监控等技术实现安全预警和故障诊断。

5. 天合储能系统安全解决方案

5.1 产品安全

• 电芯安全：

  • 通过材料、结构、制造工艺优化，提升电芯本征安全。
  • 通过严格测试验证电芯在机械、电气、热滥用条件下的安全性能。
  • 获得UL、TÜV NORD、IEC等国际标准认证。

• 电池舱安全：

  • 电气安全：实现弧闪防护、短路保护、接地连续性测试。
  • 结构安全：防水、防腐、抗震、抗压设计，达到IP55及以上防护等级。
  • 热管理安全：采用液冷系统，实现电芯温度精准控制。
  • 消防安全：配备多传感器检测系统、气体灭火系统、防爆排气系统和泄爆防护。
  • 数据功能安全：BMS离群检测、SOH预测、设备智能监控与故障告警诊断。

5.2 质量体系

• 质量体系认证：通过ISO9001、ISO17025、ISO45001、ISO14001、ISO27001等国际标准认证。
• 系统研发质量管理流程：包括概念、计划、开发、验证、发布/量产五个阶段，确保产品全生命周期质量。
• 供应链质量管理：涵盖新供应商导入、过程审核、PPAP提交、量产管理等，确保供应链可靠性。
• 过程质量管理：从来料检验到成品入库，贯穿制造全过程，确保产品质量。
• 交付质量管理：包括合同评审、项目导入、FAT测试、现场问题解决等，确保交付质量。
• 客户质量管理：提供多层次服务支持，包括远程咨询、现场服务、特殊需求处理等。

关键信息总结

储能系统安全挑战

• 储能系统存在四类主要安全风险：电池本征安全风险、外部安全风险、安全设计防护不足、运行管理系统因素。
• 热失控是储能系统安全的主要隐患之一，主要由内部短路、过充、过放、高温、制造缺陷等引发。

储能系统风险评估

• 风险评估涵盖设计、制造、运行、维护、变更、退役等全生命周期。
• 采用FMEA、FTA、HAZOP、STAMP等分析方法，识别、评估并降低风险。

储能系统风险降低措施

• 热管理：液冷系统、智能温控、热失控预警。
• 电气保护：三级保护、防雷、接地、短路防护。
• 消防安全：气体灭火、防爆排气、泄爆防护、水消防。
• 结构安全：防水、防腐、抗震、抗压、吊装设计。
• 数据安全：BMS离群检测、SOH预测、智能监控、故障告警与诊断。

天合储能安全解决方案

• 电芯本征安全：通过材料、结构、制造工艺优化，确保电芯在各种滥用条件下的安全。
• 电池舱安全：电气、结构、热管理、消防、数据安全等多维度设计。
• 质量体系：涵盖产品设计、制造、交付、运维等环节，确保储能系统整体安全性与可靠性。

结论

天合储能通过系统性的安全设计与严格的质量管理体系，为储能系统的安全运行提供了全面保障。在应对热失控、电气危险、机械与化学风险等方面，天合储能采用了先进的技术手段与标准认证体系，实现了从电芯到系统的全链条安全防护。随着储能技术的不断发展，天合储能将持续优化安全性能，推动储能行业的可持续发展。