韓國政府公布23起儲能電站火災(zāi)事故調(diào)查結(jié)果 并提出四大改善措施
6月11日,韓國政府公布23起儲能電站火災(zāi)事故調(diào)查結(jié)果,電池未構(gòu)成失火原因。
自2018年5月以來,韓國儲能行業(yè)發(fā)生了發(fā)生了23起嚴(yán)重火災(zāi)。最終,從2018年12月27日起政府著手調(diào)查事故原因,近5個月內(nèi)儲能設(shè)備都被要求停機(jī)以防止人員傷亡。LG化學(xué)公司、三星SDI公司和LS工業(yè)系統(tǒng)公司等儲能企業(yè)由于政府多次推遲公布火災(zāi)原因而陷入經(jīng)營危機(jī)。LG化學(xué)在今年第一季度總共損失了1200億韓元,其他公司的利潤也大幅下降。韓國整個儲能行業(yè)估計已經(jīng)遭受了2000億韓元的損失。
包括學(xué)術(shù)界,研究機(jī)構(gòu),測試和認(rèn)證機(jī)構(gòu)等儲能領(lǐng)域的19名專家組成調(diào)查小組,對23個事故現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,來自包括電力安全公司和韓國電力公司在內(nèi)的9家機(jī)構(gòu)的約90人參加了火災(zāi)原因測試,最終于2019年6月11日,韓國政府正式公布調(diào)查結(jié)果。
所有23起儲能系統(tǒng)火災(zāi)事故中有14起在充電后發(fā)生, 6起發(fā)生在充放電過程中,3件是在安裝和施工途中發(fā)生火災(zāi)。
據(jù)了解,2017年8月以后發(fā)生的ESS火災(zāi)事故23起事件中,電池制造商LG化學(xué)有12起,三星SDI有8起,其他廠商產(chǎn)品有3起。
此外調(diào)查結(jié)果顯示,在2017年初期LG化學(xué)生產(chǎn)的部分電池包發(fā)現(xiàn)了極力和切斷不良、活性物質(zhì)涂層不良等制造缺陷,調(diào)查人員表示通過超180次的火災(zāi)重復(fù)試驗(yàn)證明,這種不良不會產(chǎn)生火災(zāi),但可能會成為引起火災(zāi)的“間接”要素,如果長期使用仍然會很危險。
LG化學(xué)方面表示接受火災(zāi)事故原因調(diào)查委員會的調(diào)查結(jié)果:“2017年初期的產(chǎn)品發(fā)生過一些缺陷但并不是影響安全問題,后期都采取了改善措施,加強(qiáng)工程和設(shè)計改善、檢查工程等,現(xiàn)在沒有問題?!蔽磥頃Ξa(chǎn)品不良嚴(yán)加篩選,遵守相關(guān)安全管理要求。
此外,LG化學(xué)、SDI等儲能企業(yè)業(yè)績預(yù)計將于第三季度逐步恢復(fù)。
事故原因
事故調(diào)查結(jié)果的原因主要為四個方面:電擊保護(hù)系統(tǒng)不良;運(yùn)營操作環(huán)境管理不善;安裝疏忽;儲能系統(tǒng)集成控制(EMS,PCS)保護(hù)系統(tǒng)管理不善。
經(jīng)驗(yàn)結(jié)果證實(shí),當(dāng)在電池系統(tǒng)外部觸電由于短路引入的電池架保險絲保護(hù)方案(過電壓,過電流)沒有迅速切斷短路電流的絕緣性能是由于DC接觸器(直流接觸器,第二次短路事故襲擊了電池保護(hù)裝置和電池保護(hù)裝置外殼中的母線。
接地故障是由于轉(zhuǎn)換器和地之間的絕緣劣化而在變壓器或外部設(shè)備上出現(xiàn)電壓或電流的狀態(tài)。短路意味著過電流流過電觸點(diǎn)的兩端的現(xiàn)象。
對于安裝在山區(qū)或海岸電池模塊儲能設(shè)施,大量灰塵會進(jìn)入電池包和模塊殼體造成擊穿,接地部分并且可能會暴露在火中。
另外即使在安裝過程中不小心,例如電池存放不良和接線錯誤,也有可能發(fā)生火災(zāi)。
以下翻譯自報告測試內(nèi)容:
1. 電池系統(tǒng)缺陷
部分電池存在極力和切斷不良、活性物質(zhì)涂層不良等制造缺陷,經(jīng)過180次實(shí)驗(yàn)證實(shí)未引發(fā)火災(zāi)。
為了確認(rèn)電池安全性,電池系統(tǒng)段落試驗(yàn)結(jié)果顯示,電池試驗(yàn)中,2個電池保護(hù)裝置的直流接觸器發(fā)生了爆炸或熔點(diǎn)。
通過物質(zhì)檢驗(yàn)分析,控制系統(tǒng)電壓和溫度偏差的BMS正常運(yùn)轉(zhuǎn),電池完全充電后繼續(xù)充電影響試驗(yàn)沒有發(fā)生火災(zāi)。
2. 電擊保護(hù)系統(tǒng)不良
外部電力沖擊等測試過程中,電池保護(hù)裝置內(nèi)多數(shù)部件受損,電池保護(hù)裝置內(nèi)的直流接觸器爆炸。
PCS內(nèi)部交流過濾器有碳化痕跡,表面電池收到了電沖擊。經(jīng)過反復(fù)動態(tài)試驗(yàn)結(jié)果顯示電池保護(hù)裝置內(nèi)直流接觸器如果絕緣性能下降,可能會發(fā)生火災(zāi)。
假定PCS內(nèi)部的伸展元件損壞,直流、交流兩端發(fā)生故障事故的實(shí)證結(jié)果顯示, PCS斷路器啟動并沒有發(fā)生火災(zāi)。
PCS的電磁波耐性測試試驗(yàn)中,多數(shù)產(chǎn)品超出了國際標(biāo)準(zhǔn),確認(rèn)了產(chǎn)品有足夠的耐性。
3. 經(jīng)營環(huán)境管理不足
根據(jù)將水分、粉疹、鹽水等環(huán)境水分侵入電池系統(tǒng)測試,發(fā)現(xiàn)熔融痕跡,出現(xiàn)了絕緣性能下降,可能引起火災(zāi)。
溫差誘導(dǎo)影響電池保護(hù)裝置的測試中,驗(yàn)證結(jié)果沒有引起火災(zāi)
4. 儲能系統(tǒng)管理不善
在事故現(xiàn)場調(diào)查、企業(yè)面談?wù){(diào)查及試驗(yàn)實(shí)證過程中,ESS的設(shè)計和運(yùn)營將電池、PCS等組成品合并在一起,在系統(tǒng)層面上無法管理和保護(hù)。
BMS、PMS、EMS之間不具備信息共享,PCS和電池之間的保護(hù)系統(tǒng)、PCS故障修理后電池的異常、交流和直流感裝置之間發(fā)生沖突等多種測試,證實(shí)多數(shù)綜合管理體系不良。
改善措施
根據(jù)火災(zāi)事故調(diào)查結(jié)果,政府決定加強(qiáng)儲能系統(tǒng)制造、安裝和運(yùn)行階段的安全管理,并通過制定新的消防標(biāo)準(zhǔn),實(shí)施全面的安全增強(qiáng)措施,提高火災(zāi)應(yīng)對能力。預(yù)計新標(biāo)準(zhǔn)將于9月出臺。
1、加強(qiáng)儲能系統(tǒng)制造、安裝階段基于火災(zāi)的安全管理,通過建立消防標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)消防的響應(yīng)。
加強(qiáng)產(chǎn)品和系統(tǒng)安全管理,將大容量儲能電池和儲能變流器PCS作為主要部件加強(qiáng)儲能系統(tǒng)安全管理。新的安全認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)會要求,電池生產(chǎn)過程中將把電池缺陷作為安全確認(rèn)項(xiàng)目進(jìn)行檢驗(yàn)管理,并且新的標(biāo)準(zhǔn)還計劃把PCS安全認(rèn)證容量范圍從目前的100kW提到1MW,到2021年增加到2MW。
2、增加安裝限制條件,例如室外建筑安裝和強(qiáng)制安全措施。修訂后的儲能系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)在室內(nèi)安裝容量上限600kWh,室外安裝則規(guī)定要在獨(dú)立的建筑物中以提高安全性。
此外新的標(biāo)準(zhǔn)還可能還包含漏電保護(hù)、過電壓保護(hù)、過流保護(hù)、增加阻止電池過充保護(hù)器,以及制造商建議的電池室的溫度、濕度和灰塵管理等內(nèi)容。
另外監(jiān)測管理也將進(jìn)一步加強(qiáng),如果檢測到異常信號(過電壓、過電流、短路、溫度升高等),需通知管理員并緊急停止系統(tǒng)。此外還必須將儲能系統(tǒng)操作記錄(如電池電壓、電流、溫度狀態(tài)等)保存在安全的地方,以便后續(xù)順利確定事故原因。
3、增加安全運(yùn)營管理階段的檢查,檢查周期由4年縮短至1~2年,電氣安全公司及相關(guān)公司呀計劃進(jìn)行聯(lián)合檢查以提高效率。
4、加強(qiáng)滅火標(biāo)準(zhǔn)等火災(zāi)應(yīng)對能力標(biāo)準(zhǔn)制定。計劃修訂消防法、建立專門的儲能系統(tǒng)消防安全標(biāo)準(zhǔn),制定儲能滅火的標(biāo)準(zhǔn)操作程序(SOP)等。除了常見的安全措施外,還應(yīng)在停機(jī)操作期間對室內(nèi)安裝的設(shè)施采取其他措施,如安裝防火墻何確保間隔距離,對于極易影響人員傷亡的儲能設(shè)施,消防局將進(jìn)行特殊檢查,必要時實(shí)施室外搬遷等安全措施,以確保安全。
韓國工業(yè)部解釋說,實(shí)施安全措施的成本應(yīng)由業(yè)主和儲能企業(yè)承擔(dān),但是安裝防火墻等其他安全措施,政府會支持部分費(fèi)用。另外,消防特別調(diào)查的后續(xù)費(fèi)用將由調(diào)查結(jié)果決定,計劃今后與業(yè)界分?jǐn)傎M(fèi)用。