近年来,全球锂离子电池电化学储能电站火灾爆炸事故频发,波及多国多地,部分造成严重人员伤亡和财产损失。数据显示,80%的事故发生在运行期间,人为因素占比达43.3%;19%的大型储能项目存在质量性能异常,单个电芯热失控放热量达3.6兆焦,100吉瓦时系统级规模更是高达100吉焦,相当于24吨TNT炸药当量。三元锂电池事故量是磷酸铁锂电池的2.5倍,而2023年中国电化学储能装机中锂离子电池占比达98.1%。“双碳”目标推动下装机量激,然而安全标准缺失、评估体系碎片化已成为行业高质量发展的核心瓶颈。
在此背景下,华为数字能源联合构建的电化学储能系统全生命周期安全量化评估体系通过权威技术鉴定有着重要的意义。在中电联11月18日组织的技术鉴定会上,鉴定委员会一致认定:该项目整体处于国际领先水平,填补了国内外储能安全领域技术空白,以科学量化方法论破解行业安全管控难题,推动储能安全从“经验驱动”迈向“科学驱动”,兼具技术引领价值与行业规范意义。
重构储能行业安全评估新范式
长期以来,储能行业安全评估面临三大挑战:缺乏统一量化标准、评估局限于单一环节、风险预警滞后。叠加电芯单体容量增大加剧热失控危害、储能高压化提升电滥用风险、系统老化导致安全边界变异,再加上量化评估方法缺失的技术瓶颈,行业安全管控难度持续升级,既威胁项目收益,更影响能源战略落地。
华为数字能源依托跨领域技术积累,借鉴风险矩阵方法论,打造覆盖全生命周期的安全量化评估体系,将抽象安全目标转化为可度量、可管理、可优化的工程任务。其核心创新是引入核电、医疗器械等高安全行业的风险矩阵,通过“发生可能性—影响严重程度”二维模型实现风险等级划分与可视化,达成三大突破:一是设计阶段“关口前移”,识别“高概率—高严重度”致命风险;二是优化全生命周期成本,聚焦关键安全环节实现安全与成本平衡;三是建立产业链协同基准,提供统一评估标准与沟通语言。
该体系将风险由高至低分为A、B、C级,明确各等级失效概率要求:A级风险完全不可控,重大事故概率极高;B级需通过设计优化与技术创新降低风险;C级风险可控,可避免整站火灾等严重后果。
分级体系依托三项核心创新技术:一是复杂工况故障仿真技术,构建贝叶斯失效传播网络实现核心事件失效概率量化;二是Diffusion可控数据生成技术,构建算法工况全景图提升预警算法精度;三是以运行不确定性建模的安全评估技术,量化评估被动防护有效性提升评估准确性。配合高精度智能预警、正压阻氧排烟、组串式双级变换、高温耐久绝缘监测四项安全增强技术,大幅提升系统安全等级。
通过建立通用化的安全风险演化概率评估模型,华为实现了对系统安全风险的精准量化与科学分级,填补了国内外该领域的技术空白,为新型电力系统建设及储能行业高质量发展提供坚实保障。
量化体系以“从芯到网,主动安全”理念为支撑,构建电芯至电网全链路防护,融合多学科技术形成端到端安全体系。以电池包为例,三重防护屏障实现极致绝缘:云母复合层耐受1500摄氏度以上热冲击,聚丙烯层抵御挤压,陶瓷复合层耐电解液腐蚀超1000小时,结合全范围实时检测,消除绝缘失效起火风险。
极限测试与项目落地彰显量化价值
2024年12月,华为智能组串式构网型储能平台获TüV莱茵全球首个L3 Prime级最高安全认证,标志安全能力达国际领先水平。
今年2月,在DNV见证下,华为完成极限燃烧试验:较国际标准增加热失控电芯数量,12颗电芯同时热失控场景下,通过正压阻氧+定向排烟机制实现箱内无可燃气体聚集,主动点火无燃爆。相较于传统系统1颗电芯热失控即燃爆,华为储能箱7小时才触发燃烧,为应急预留充足时间,且相邻箱体最高电芯温度仅47摄氏度,无热蔓延。
项目落地方面,该体系已应用于西藏阿里改则、乌兹别克斯坦奥兹、沙特红海等多个构网型项目。如在西藏阿里改则构网型储能电站通过电芯级故障预警功能提前识别内短路、温度异常等故障,以“一簇一管理,一包一优化”的精细化管理,验证了量化评估体系的可靠性与先进性;沙特红海新城1.3吉瓦时储能系统安全稳定运行超两年,进一步彰显了体系的规模化应用价值。
引领行业迈向高质量发展新生态
华为量化评估体系的核心价值,是将定性经验、局部整改的安全管理模式,转变为可度量、可管理、可追溯的精准治理模式。如同储能系统的“全景数字导航”,既精准定位当前风险点,又科学预测安全技术演进路径,推动安全从被动防御的“成本项”转变为驱动产业发展的“核心引擎”。
对厂商而言,可借助分级体系判断产品安全等级,靶向提升安全水平;对行业而言,将推动三大变革:一是安全竞争从“模糊宣传”转向“量化比拼”,精准定位短板;二是技术研发从“单点突破”转向“系统优化”,引导厂商从电芯、结构、电控、运维等多维度提升安全水平;三是行业生态从“各自为战”转向“协同升级”,华为开放构网仿真与应用测试“双中心”,已为全球60多个国家提供1500+模型支持,助力合作伙伴联合测试、共同提升。
鉴定委员会一致认为,本项目所构建的安全评估体系及相关技术创新突出,对提升电化学储能行业整体安全水平具有重大支撑作用,具有显著的经济、社会效益和推广应用前景,整体处于国际领先水平。建议与行业机构合作,加快推广与应用,推动建立统一、可量化的安全评估标准,以标准引领储能安全技术持续演进,为新型电力系统建设与产业高质量发展提供坚实保障。
上一篇:无