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        1. 新聞詳情

          多種氣體傳感器在電池儲能電站預警中的應用

          日期:2023-01-24 11:10
          瀏覽次數:16
          摘要: 12月31日19時許,歷經11小時緊張操作,國內首座大型構網型儲能電站——湖北荊門新港儲能電站工程成功送電、并網運行。 項目位于荊門市沙洋縣工業園區新港大道和工業十二路交匯處,總容量50兆瓦/100兆瓦時,其中一期投產12.6兆瓦/26.8兆瓦時。該項目由國網湖北電力、國網湖北綜合能源公司負責項目建設管理,國網荊門供電公司承擔建設任務,負責后期運行維護。 為積極推動沙洋地區新型電力系統建設,國網湖北電力試點建設荊門新港儲能電站。作為構網型儲能站先行示范工程,新港儲能站設計有并網檢測裝置,具備貫量...

          12月31日19時許,歷經11小時緊張操作,國內首座大型構網型儲能電站——湖北荊門新港儲能電站工程成功送電、并網運行。

          項目位于荊門市沙洋縣工業園區新港大道和工業十二路交匯處,總容量50兆瓦/100兆瓦時,其中一期投產12.6兆瓦/26.8兆瓦時。該項目由國網湖北電力、國網湖北綜合能源公司負責項目建設管理,國網荊門供電公司承擔建設任務,負責后期運行維護。

          為積極推動沙洋地區新型電力系統建設,國網湖北電力試點建設荊門新港儲能電站。作為構網型儲能站先行示范工程,新港儲能站設計有并網檢測裝置,具備貫量、阻尼控制、一次調頻、大擾動特性等測試功能,配置16臺PCS升壓一體機,具備1.5倍/10S的暫態過載能力,通過部署大型儲能站自主運行控制策略,可以獨立支撐電網,實現對電網側儲能暫-穩態聯合控制與自主調節,提升區域電網的穩定性。

          全容量投運后的該儲能電站將充分發揮“能量海綿”作用,通過低谷時段充電、高峰時段放電,每天*高可提供約100兆瓦時錯峰電量,極大緩解用電高峰期間的變電站供電壓力,也為迎峰度冬電力保供增添了一份保障。按一戶家庭3千瓦負荷計算,相當于可以同時滿足1萬戶家庭**的用電需求。

          將電能大規模儲存起來,進行靈活穩定調用,一直是電力系統努力的方向。近年來,隨著電池儲能技術的高速發展,儲能電站的建設也在穩步開展,如湖北、湖南、江蘇、河南等地均有電池儲能電站并網運行。電池儲能作為大規模儲能系統的重要形式之一,具有調峰、填谷、調頻、調相和事故備用等用途。與常規電源相比,大規模儲能電站不僅能夠適應負荷的快速變化,使電力系統的運行更加**、穩定,還可以優化電源結構,實現節能降耗和綠色環保,提高總體經濟效益。電站的建成只是開始,如何**運行、維護電站,實現電站的高效穩定運行是關鍵。

          電池儲能電站是用大批蓄電池,把谷期中電網富余的電能儲存起來集中高效運轉,在峰期再重新送回電網,緩解供電緊張局面的設施。

          電力系統中配置電池儲能電站,不僅可以提高電網的調峰能力,實現深度調峰,而且具有占地面積 小、反應時間快等優點,提升了電網的負荷承載,可為電網**穩定運行提供重要的支撐。

          *常見的儲能電站是抽水型儲能站,但該設施對場地要求較高,建設周期較長,因此發展受到了一定的制約。電池儲能技術經過多年的發展,取得了實質性的突破,尤其在成本方面。

          據行業分析,鋰離子電池成本未來會繼續下降。當前電網側的儲能技術仍處在發展中,標準化、規范化程度低,且構成復雜,雖然發展前景可觀,但道阻且長,尤其是電池儲能電站的現場運行、維護、檢修及在線監測技術,仍需不斷完善,以確保電網**穩定運行。

          儲能電池及管理系統組成

          電能儲存的方式主要分為 4 種:電池型儲能、電感器型儲能、電容器型儲能和其他類型儲能。電池型儲能相較于其他類型,具有容量大、安裝便捷、**性高等優點,在儲能系統中應用較廣。

          儲能電池主要用于調峰調頻電力輔助服務、 可再生能源并網、微電網等領域。絕大多數儲能裝置無需移動,因此儲能用鋰離子電池對于能量密度并沒有太高的要求。

          對于電池材料,要注意膨脹率、能量密度、電池材料性能均勻性等,以追求整個儲能設備的長壽命和低成本以及**性,這里就需要儲能**監測系統的參與。

          儲能電站的監測系統包括電池、BMS、PCS、空調、消防、安防、氣體監測和其他設備等,數字技術、物聯網、大數據、區塊鏈等高新技術的發展,為儲能電站的監控系統提供了技術支撐。借助數據信息的力量,實時監控電站狀態,并多途徑實時通知,可幫助工作人員快速預警、排除故障,實現少人值守甚至無人值守。

          準確監測要基于靈敏的感知能力,因此BMS內每個區域需要設置了傳感器。此外,還對監測結果進行實時診斷和校驗,一旦出現異常,會啟動故障報警,以確保 BMS 的感知能力始終處于靈敏狀態。

          電池儲能電站中**預警的氣體傳感器

          電池儲能電站的整體運行管理是一個系統工程,需要不斷積累運行數據,不僅是對核心組件的監測管理,還包括儲能電站內其他相關設備的**巡檢,如突發事故及火災處理,高壓斷路器、電流互感器、電力電纜、開關柜等設備的**監測及維護。

          這些非核心組件的**運行管理,對電池儲能電站的整體運行同樣具有不可忽視的作用。實際工作中,傳統的依靠人工進行巡檢及運維的方式很難提高工作效率,因此智能化的線上運維和實時監測系統不斷被普及運用。

          智能監測終端可適配多種傳感器,傳感器接收到的環境信息的電信號,通過無線或有線通訊網絡組合成整站監測網絡,構成分布式監測系統。以其中的氣體傳感器為例,電池柜中鋰離子電池能量密度高,其電解液的溶劑通常為有機碳酸酯類化合物,具有閃點低、化學活性高和極易燃燒的特點。

          由于集裝箱內的鋰離子電池采用集成化設計,由于其化學特性,容易產生H2富集,當某一組鋰電池發生熱失控后,會對周圍的電池產生強烈的熱沖擊,造成熱失控蔓延,同時生成大量烷烴類可燃氣體,可能發生嚴重的火災甚至爆炸事故。

          在起火燃燒時也會產生CO及CO2氣體和煙霧粉塵,嚴重危害人體健康,因此可以通過監測這些氣體種類來進行**預警。

          電化學儲能電站火災早期探測和**預警

          在電池火災前期,進行有效準確地探測并預警,采取相應的消防手段,防止火災的進一步蔓延。在**閥打開前,應做好電池故障診斷工作,及早進行預警。當電池**閥打開時,會產生大量的氣體和煙霧,如CO的體積分數可以從2.4×10-6迅速增加至190×10-6。

          此外,釋放氣體如CO2、CH4、揮發性有機化合物(VOC)等,在**閥打開時都有明顯的增加,因此,可以通過相關的氣體傳感器,再配合煙霧傳感器、火災探測器、溫度傳感器等,根據電站電池的熱失控特性,設定相應的預警閾值,將多種特征參數進行耦合,當不同傳感器參數達到所設閾值時,發出警報,實現鋰離子電池火災早期探測和預警,并根據警報采取相應的控制措施,防止鋰離子電池火災的進一步擴大。

          此外,應根據量程和靈敏度,選取適當的傳感器和探測器,同時設置冗余系統,保證電站火災早期探測和預警裝置的準確響應。

          我們可以從動力鋰電池熱失控時產生的大量氣體入手,鋰離子電池熱失控的時候,電池內部會有大量的一氧化碳釋放出來。一氧化碳不僅是易燃易爆的氣體,更可以與人體內的血紅蛋白結合,使其失去與氧氣結合的能力,從而導致我們缺氧甚至窒息。所以我們可以通過檢測一氧化碳的濃度來判斷電池熱失控。在這里深圳三達特給大家推薦一款一氧化碳傳感器GS+4CO:

          畢竟是事關我們的生命**,對于精度還是有要求的,測量不準的話又怎么能給出正確的警報呢?TGS5141輸出電流與一氧化碳濃度之間在0~1,000ppm范圍內顯示了± 5%以內偏差的較高直線性。不同濃度CO對應的輸出電流可以參考下圖。

          總之,電池儲能電站整體運營管理的智能化手段離不開傳感器的參與,數字化運維系統也在不斷開發和進步。合理的運維管理方式不僅能規避**風險,還可以延長電站的壽命,助力儲能電站的整體運行管理,推動儲能電站管理規范化、高效化、便捷化發展。

          粵公網安備 44030602001744號

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