隨著儲(chǔ)能行業(yè)的迅猛發(fā)展，電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)日益成熟，全球范圍內(nèi)裝機(jī)呈倍數(shù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。最新數(shù)據(jù)顯示，截至2024年上半年，我國(guó)已建成投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)4444萬千瓦/9906萬千瓦時(shí)，較2023年底增長(zhǎng)超過40%，然而隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，儲(chǔ)能安全問題也日益凸顯，成為行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

僅在9月，全球發(fā)生了多起在鋰電領(lǐng)域的火災(zāi)事故，國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能安全事故頻發(fā)，暴露出儲(chǔ)能安全的嚴(yán)峻性。為了確保儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展，迫切需要確立明確的安全標(biāo)準(zhǔn)和提高行業(yè)準(zhǔn)入門檻，以預(yù)防和減少嚴(yán)重事故的發(fā)生，已成為儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展的核心需求。

本文將從國(guó)內(nèi)外方面概述下儲(chǔ)能安全的標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀：

國(guó)際上相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織主要有國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)、美國(guó)電器和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)和國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議(CIGRE)，在標(biāo)準(zhǔn)方面以IEC最具代表性。

IEC儲(chǔ)能安全標(biāo)準(zhǔn)：

■ IEC TC120成立于2012年，主要關(guān)注所有能夠儲(chǔ)存、釋放電能的儲(chǔ)能技術(shù)，以及儲(chǔ)能系統(tǒng)與電力系統(tǒng)之間的互聯(lián)。TC120下設(shè)5個(gè)工作組分別負(fù)責(zé)術(shù)語、性能參數(shù)、規(guī)劃建設(shè)、環(huán)境和安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

除TC120外，IEC堿性和非酸性蓄電池分技術(shù)委員會(huì)TC21/SC21A是制定鋰離子電池相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)最主要的組織。

美國(guó)儲(chǔ)能安全標(biāo)準(zhǔn)：

■ 為解決儲(chǔ)能安全問題，美國(guó)能源部(DOE)2014年發(fā)布儲(chǔ)能安全戰(zhàn)略規(guī)劃，并于2015年成立儲(chǔ)能安全工作組。標(biāo)準(zhǔn)工作組是儲(chǔ)能安全工作組下設(shè)的三個(gè)工作組之一，主要推動(dòng)和協(xié)調(diào)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)(SDO)制修訂儲(chǔ)能安全相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。DOE通過項(xiàng)目支持儲(chǔ)能相關(guān)研發(fā)，并與SDO合作，填補(bǔ)儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)空白。

美國(guó)儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)主要覆蓋儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、儲(chǔ)能技術(shù)本體和關(guān)鍵設(shè)備等層級(jí)，與儲(chǔ)能安全相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)主要有下列標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)消防協(xié)會(huì)(NFPA)制定的NFPA 855“Standard for the Installation of Stationary Energy Storage Systems”2019年正式發(fā)布，規(guī)定了電池儲(chǔ)能系統(tǒng)部署要求，列出了各種儲(chǔ)能項(xiàng)目設(shè)計(jì)和安裝注意事項(xiàng)，包括不同場(chǎng)所中的間距、消防裝置、通風(fēng)以及相關(guān)的防火等要求。

美國(guó)保險(xiǎn)商試驗(yàn)所(Underwriter Laboratories Inc，UL)是一家在安全標(biāo)準(zhǔn)方面具有廣泛影響力的私營(yíng)公司，該公司在2014年發(fā)布了世界上第一個(gè)用于固定儲(chǔ)能的安全標(biāo)準(zhǔn)，即UL9540。UL9540是其他組織如美國(guó)消防協(xié)會(huì)(national fire protection association，NFPA)為制定消防安全或?yàn)榻ㄖ袠I(yè)部署儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)而制定的具體規(guī)范。

熱失控是安全專家和消防人員最關(guān)心的問題之一。當(dāng)電池系統(tǒng)中的火災(zāi)級(jí)聯(lián)失控時(shí)，可能會(huì)發(fā)生這種情況，同時(shí)還存在火災(zāi)中電池釋放爆炸性氣體的問題，因?yàn)殡姵鼗馂?zāi)即使在撲滅后也能重新點(diǎn)燃。所以，UL最近發(fā)布了UL 9540A，UL 9540A在2015年被批準(zhǔn)為美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在2016年被批準(zhǔn)為加拿大國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。UL 9540A涵蓋電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)、機(jī)械儲(chǔ)能系統(tǒng)和儲(chǔ)熱系統(tǒng)，是評(píng)估電池儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控的測(cè)試方法。

UL 9540A“Test Method for Evaluating Thermal Runaway Fire Propagation in Battery Energy Storage Systems”是評(píng)估電池?zé)崾Э靥匦缘臏y(cè)試方法，通過測(cè)試熱失控下產(chǎn)生的各種氣體的濃度以及燃燒速率、爆炸壓力等來評(píng)估火災(zāi)、爆炸的危害。NFPA 855等標(biāo)準(zhǔn)中要求電池容量、距離等超出限制時(shí)，需要向監(jiān)管部門提供UL 9540A的測(cè)試結(jié)果。

在制定標(biāo)準(zhǔn)這方面，國(guó)際電工委員會(huì)IEC涉及儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)制定工作的工作組有TC8、TC21、SC21A、T120等。電子電氣工程師協(xié)會(huì)IEEE自2003年起陸續(xù)發(fā)布了一系列儲(chǔ)能電站相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其中IEEE1547在全球得到實(shí)際應(yīng)用與廣泛執(zhí)行，是推動(dòng)儲(chǔ)能在智能電網(wǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵基石標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)保險(xiǎn)商試驗(yàn)所(UL)、NFPA、德國(guó)電氣工程師協(xié)會(huì)標(biāo)會(huì)(VDE)、日本電氣規(guī)格協(xié)會(huì)(JEA)、南德意志集團(tuán)(TUV)、歐盟CEN-CENELEC聯(lián)合工作組(CEN)等標(biāo)準(zhǔn)制訂組織也陸續(xù)發(fā)布了關(guān)于電化學(xué)儲(chǔ)能的系列標(biāo)準(zhǔn)。

國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能安全標(biāo)準(zhǔn)：

■ 全國(guó)電力儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC TC550)2014年正式成立，負(fù)責(zé)電力儲(chǔ)能領(lǐng)域國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的管理，已形成覆蓋規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備及試驗(yàn)、施工及驗(yàn)收、并網(wǎng)及檢測(cè)、運(yùn)行與維護(hù)、評(píng)價(jià)等方面的儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)體系。目前與儲(chǔ)能安全相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)主要有：① GB 51048—2014《電化學(xué)儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)規(guī)范》;② GB/T 34120—2017《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)能變流器技術(shù)規(guī)范》;③ GB/T 34131—2017《電化學(xué)儲(chǔ)能電站用鋰離子電池管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》;④ GB/T 36276—2018《電力儲(chǔ)能用鋰離子電池》;⑤ GB/T 36558—2018《電力系統(tǒng)電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)通用技術(shù)條件》;⑥ GB/T 40090—2021《儲(chǔ)能電站運(yùn)行維護(hù)規(guī)程》;⑦ DB11/T 1893—2021《電力儲(chǔ)能系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)行規(guī)范》;⑧ 《電能存儲(chǔ)系統(tǒng)用鋰蓄電池和電池組安全要求》。

電池安全標(biāo)準(zhǔn)方面，GB/T 36276—2018規(guī)定了儲(chǔ)能用鋰離子電池的技術(shù)要求，其中包括電池過充、過放、絕緣、耐壓、短路、擠壓、跌落以及熱失控和熱失控?cái)U(kuò)散等安全要求。2021年底強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電能存儲(chǔ)系統(tǒng)用鋰蓄電池和電池組安全要求》正式立項(xiàng)，由中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院組織起草中。

儲(chǔ)能設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)方面，GB/T 36558—2018規(guī)定了儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率、充放電時(shí)間等性能要求以及保護(hù)、監(jiān)控、通信、計(jì)量等要求，GB/T 34120—2017規(guī)定了儲(chǔ)能變流器的功能和性能要求，GB/T 34131—2017規(guī)定了電池管理系統(tǒng)的功能和性能要求。

儲(chǔ)能建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)方面，最早的標(biāo)準(zhǔn)GB 51048—2014于2014年發(fā)布，規(guī)定了儲(chǔ)能電站的站址選擇、規(guī)劃布置、電氣、土建、通風(fēng)、給排水、消防等要求。

儲(chǔ)能電站運(yùn)維方面，GB/T 40090—2021規(guī)定了儲(chǔ)能電站的正常運(yùn)行、異常運(yùn)行及故障處理、維護(hù)等過程的技術(shù)要求。為滿足北京市儲(chǔ)能項(xiàng)目安全建設(shè)需求，2021年12月28日北京市地方標(biāo)準(zhǔn)DB11/T 1893—2021《電力儲(chǔ)能系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)行規(guī)范》正式發(fā)布，以“事前預(yù)防為主、安全監(jiān)控為輔”為原則，明確了儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、運(yùn)行維護(hù)及退役和應(yīng)急處置要求。

與IEC、美國(guó)等儲(chǔ)能安全標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比，國(guó)內(nèi)針對(duì)儲(chǔ)能應(yīng)用的電池安全標(biāo)準(zhǔn)仍在制定中，儲(chǔ)能系統(tǒng)相關(guān)的電氣安全、功能安全、電池?zé)崾Э芈?、火?zāi)試驗(yàn)等相關(guān)要求有待進(jìn)一步明確。

隨著儲(chǔ)能行業(yè)的進(jìn)一步成熟和市場(chǎng)的擴(kuò)大，有理由相信，儲(chǔ)能安全標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)繼續(xù)發(fā)揮其重要作用，為行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的保障，同時(shí)，也需要行業(yè)內(nèi)外的共同努力，不斷探索和創(chuàng)新，以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能技術(shù)的更安全、更高效、更經(jīng)濟(jì)的應(yīng)用。