近年(nian)來(lai)，在全球能(neng)源危機以及碳(tan)中和目標下清潔(jie)能(neng)源將逐步替代傳統化石能(neng)源，風電、光伏(fu)發電等成(cheng)為清潔(jie)能(neng)源的重要組(zu)成(cheng)部分(fen)。在(zai)各種能(neng)更替(ti)過(guo)程中，特別是(shi)新(xin)型電力系統中，儲(chu)能(neng)成(cheng)為至(zhi)關重要(yao)(yao)的(de)一環。儲(chu)能(neng)是(shi)新(xin)能(neng)源消納以及電網(wang)安全的(de)重要(yao)(yao)保障，市(shi)場(chang)需求空(kong)間廣闊(kuo)。鋰電池作為儲(chu)能(neng)常見的(de)介(jie)質，要(yao)(yao)求儲(chu)能(neng)企(qi)業在(zai)儲(chu)能(neng)及釋能(neng)的(de)過(guo)程中，安全方面十分的重(zhong)視，在對(dui)于氣體濃(nong)度的監(jian)測上顯得至關重(zhong)要。
什么是儲能？
儲(chu)能(neng)是通(tong)過介質或設(she)備把能(neng)量存儲(chu)起來，在需要時再(zai)釋放出來的過程，是一種電(dian)網(wang)供需平衡(heng)技術。傳統(tong)“剛性(xing)(xing)(xing)"電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)系(xi)統(tong)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)“源—荷(he)(he)"瞬時(shi)(shi)動(dong)態平(ping)(ping)衡(heng)的(de)(de)法(fa)則越來越難以(yi)(yi)為繼，未(wei)來電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)系(xi)統(tong)必須具(ju)備足夠的(de)(de)“柔性(xing)(xing)(xing)"以(yi)(yi)適應高(gao)比(bi)例可(ke)(ke)再(zai)生(sheng)(sheng)能(neng)(neng)(neng)源的(de)(de)新(xin)常態。在這一(yi)(yi)(yi)轉變過(guo)程中，儲(chu)能(neng)(neng)(neng)因其具(ju)有(you)將電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)生(sheng)(sheng)產和消(xiao)費從時(shi)(shi)間和空間上分隔開來的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)，成為未(wei)來高(gao)比(bi)例可(ke)(ke)再(zai)生(sheng)(sheng)能(neng)(neng)(neng)源電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)系(xi)統(tong)的(de)(de)關鍵(jian)支撐技術之一(yi)(yi)(yi)。新(xin)能(neng)(neng)(neng)源在電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)系(xi)統(tong)中的(de)(de)占比(bi)低于20%時(shi)(shi)，現有(you)的(de)(de)調(diao)峰(feng)電(dian)(dian)(dian)廠(chang)（燃氣、水(shui)力(li)(li)發電(dian)(dian)(dian)廠(chang)）可(ke)(ke)應付(fu)間歇性(xing)(xing)(xing)新(xin)能(neng)(neng)(neng)源供(gong)電(dian)(dian)(dian)波(bo)動(dong)；但(dan)大于這個比(bi)例時(shi)(shi)，就需(xu)要(yao)用到(dao)供(gong)需(xu)平(ping)(ping)衡(heng)技術，包括儲(chu)能(neng)(neng)(neng)、需(xu)求側管理、電(dian)(dian)(dian)網互(hu)聯。儲(chu)能(neng)(neng)(neng)可(ke)(ke)很好地(di)解(jie)決可(ke)(ke)再(zai)生(sheng)(sheng)能(neng)(neng)(neng)源引(yin)入的(de)(de)挑戰(zhan)，因此在新(xin)型電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)系(xi)統(tong)中具(ju)有(you)重要(yao)地(di)位。一(yi)(yi)(yi)方(fang)面(mian)，可(ke)(ke)解(jie)決風(feng)(feng)光(guang)出(chu)(chu)力(li)(li)高(gao)峰(feng)與負荷(he)(he)高(gao)峰(feng)錯配的(de)(de)難題(ti)，通過(guo)削峰(feng)填谷(gu)，增加谷(gu)負荷(he)(he)以(yi)(yi)促進可(ke)(ke)再(zai)生(sheng)(sheng)能(neng)(neng)(neng)源的(de)(de)消(xiao)納，減少(shao)峰(feng)負荷(he)(he)以(yi)(yi)延緩容量投(tou)資(zi)需(xu)求。另一(yi)(yi)(yi)方(fang)面(mian)，可(ke)(ke)解(jie)決風(feng)(feng)光(guang)出(chu)(chu)力(li)(li)隨機性(xing)(xing)(xing)和波(bo)動(dong)性(xing)(xing)(xing)帶來的(de)(de)頻(pin)率穩定難題(ti)，尤其是(shi)電(dian)(dian)(dian)化學等(deng)響應速度較快的(de)(de)新(xin)型儲(chu)能(neng)(neng)(neng)，能(neng)(neng)(neng)提供(gong)調(diao)頻(pin)服務提高(gao)電(dian)(dian)(dian)網可(ke)(ke)靠性(xing)(xing)(xing)。
電(dian)池儲(chu)能項(xiang)目(mu)中氣體監測
鋰電(dian)(dian)(dian)池在快速充(chong)電(dian)(dian)(dian)或放電(dian)(dian)(dian)使用過程中長期連(lian)續運(yun)行，電(dian)(dian)(dian)池柜中鋰離子電(dian)(dian)(dian)池能量(liang)密度高，其電(dian)(dian)(dian)解(jie)液(ye)的(de)溶劑(ji)通常為有機碳酸酯(zhi)類化合物，具有閃點低、化學活性高和(he)極易燃燒的(de)特(te)點。
由于儲能項(xiang)目集(ji)裝箱內的鋰(li)離子電(dian)池采用集(ji)成(cheng)化設計，由于其化學特性，容易(yi)產生H2富集，當某一組鋰電池發(fa)生(sheng)(sheng)熱失(shi)控后，會對周圍的(de)電池產生(sheng)(sheng)強烈的(de)熱沖擊(ji)，造成熱失(shi)控蔓延，同時生(sheng)(sheng)成大(da)量烷(wan)烴類可燃氣體，可能發(fa)生(sheng)(sheng)嚴重的(de)火災甚至爆炸事故。
在起火燃燒時也(ye)會(hui)產生CO及CO2氣體和煙霧粉(fen)塵，嚴重危害(hai)人體健(jian)康，因此可以(yi)通過監(jian)測這些氣體種類來進(jin)行安全(quan)預警。
電(dian)化學(xue)儲(chu)能項目安(an)全監測(ce)中氣體檢測(ce)
在電池火災(zai)前期，進(jin)行有效(xiao)準確地探(tan)測并預警，采取相應(ying)的(de)消防手段，防止火災(zai)的(de)進(jin)一步蔓延。在安(an)全閥打(da)(da)開前，應(ying)做好(hao)電池故(gu)障診斷工作(zuo)，及早進(jin)行預警。當(dang)電池安(an)全閥打(da)(da)開時，會產生大(da)量(liang)的(de)氣體和(he)煙霧，如CO的體積分數(shu)可(ke)以從2.4×10-6迅速增加至190×10-6。
此外，釋(shi)放氣(qi)體如CO2、CH4、揮發性有機化(hua)合物(wu)（VOC）等，在安全閥打開時(shi)都有明(ming)顯的(de)增加，因此(ci)，可(ke)以通(tong)過相(xiang)(xiang)關的(de)氣體傳感(gan)器(qi)，再配(pei)合煙霧傳感(gan)器(qi)、火(huo)(huo)災探測器(qi)、溫度傳感(gan)器(qi)等，根據(ju)(ju)電(dian)站(zhan)電(dian)池(chi)的(de)熱失控特(te)性，設(she)定相(xiang)(xiang)應的(de)預(yu)警(jing)閾值，將多種(zhong)特(te)征(zheng)參(can)數進行耦合，當不同傳感(gan)器(qi)參(can)數達到所(suo)設(she)閾值時(shi)，發出警(jing)報，實(shi)現(xian)鋰離子電(dian)池(chi)火(huo)(huo)災早期探測和預(yu)警(jing)，并(bing)根據(ju)(ju)警(jing)報采取(qu)相(xiang)(xiang)應的(de)控制措(cuo)施，防止(zhi)鋰離子電(dian)池(chi)火(huo)(huo)災的(de)進一步(bu)擴大。
此(ci)外，應根據量程和靈敏度，選取適當的傳感(gan)器(qi)和探測器(qi)，同時設(she)置冗余系(xi)統(tong)，保證電站火(huo)災早期(qi)探測和預警裝置的準(zhun)確響(xiang)應。
我們(men)可(ke)以(yi)從(cong)動力(li)鋰(li)電(dian)池熱(re)失(shi)(shi)(shi)控(kong)時產(chan)生的(de)大量氣(qi)體入手，鋰(li)離子電(dian)池熱(re)失(shi)(shi)(shi)控(kong)的(de)時候，電(dian)池內部會有(you)大量的(de)一氧(yang)(yang)(yang)化碳釋(shi)放出來(lai)。一氧(yang)(yang)(yang)化碳不(bu)僅是(shi)易燃易爆的(de)氣(qi)體，更可(ke)以(yi)與人體內的(de)血紅(hong)蛋白結合，使(shi)其失(shi)(shi)(shi)去(qu)與氧(yang)(yang)(yang)氣(qi)結合的(de)能力(li)，從(cong)而(er)導致我們(men)缺(que)氧(yang)(yang)(yang)甚(shen)至窒(zhi)息(xi)。所以(yi)我們(men)可(ke)以(yi)通過檢(jian)測一氧(yang)(yang)(yang)化碳的(de)濃度來(lai)判斷(duan)電(dian)池熱(re)失(shi)(shi)(shi)控(kong)。
儲能項目隨著電開關(guan)柜(ju)中SF6氣體絕緣的電氣設備數量的日趨增多，純凈的六氟化硫氣體是無毒的，但在大電流開斷時，由于強烈的電弧放電會產生一些含硫的低氟化物。這些物質反應能力較強，當有水和氧氣時又會與電極材料、水份進一步反應，從而分解產生有毒或劇毒氣體。這些有毒氣體主要損害人體的呼吸系統，中毒后會出現類似于感冒、皮膚過敏、嘔吐、疲勞等不良反應，吸入劑量大時，會出現更加嚴重的后果。SF6氣體絕緣的電氣設備漏氣現象仍是難以避免和杜絕的常見問題，還是需要添加SF6檢測儀來監測漏氣問題。
