SGS电池储能系统行业安全与检测方案分析报告

1、聚焦电池储能系统 行业安全与检测Safety, Testing and Certification of Battery Energy Storage System2022.09ContentsBackground是什么-储能系统及其应用Challenge & Analysis为什么-储能系统安全事故及原因分析Scope & Standard怎么做-储能系统相关标准要求解读About SGSSGS服务 SGS Group Management SA 2020 SGS is a registered trademark of SGS Group Management SABESS Introdu

2、ction是什么-储能系统及其应用是什么-储能系统结构储能系统包括：电池电芯，模组，电池簇BMS，高压柜 装配设计PCS功率 并网箱体 / 柜体配件柜体装修（布线，照明，固定，标识） 空调系统（风扇，制冷，保温）消防系统（探测，灭火）控制系统（监控，远程通信）Source: IEC 62933-5-2 标准为什么需要储能？电力辅 助（调 峰调频）工商业 储能（削峰填谷）后备电 源智能电 网新能源 平滑Source: 储能科学与技术2021年第5期1477-1485碳达峰 碳中和减少高碳能源使用 与消费可再生能源替代部 分传统高碳能源碳汇和CCUS实现CO2吸收与封存降低油气依存度可再生能源规模

3、化 应用提高辅助能源灵活性解决可再生能源间歇性/不稳定性/周期性交通的电气化主体能源的安全保障挑战实施路径能源安全储能储能系统应用发电侧储能平滑间歇性能源提高新能源消纳提高电网备用容量频率调节输配电侧储能提高电能质量电网调频降低电路损耗用户侧储能削峰填谷提高电网灵活性提高分布式能源利用率输 电站配 电 站Accident and Analysis为什么-储能系统安全事故及原因分析为什么要关注储能系统安全？2011-2021年全球共发生33起储能电站起火爆炸事故。其中，日本1起、美国3起、比利时1起、中国3起、韩国24起。2022 年 1-5 月， 全球就已经发生了 17 起以上的储能着火事故。

4、比利时韩国77%日本3%美国7%中国10%其中25起事故采用三元锂离子电池；韩国储能电站起火爆炸事故占24起，这 与韩国各大电池企业以三元锂电池为主 流产品有关；2017年以后的储能项目占31起；储能电站起火爆炸大多发生在充电中或 充电后休止中，占21起储能电站安全示例分析美国APS储能电站电芯缺陷，产生锂枝晶造成内 短路；气溶胶灭火剂无法熄灭电芯热失 控起火，造成火势在模组内蔓延；模组间无隔离层防止火势蔓延；电池燃烧生成的可燃气体聚集， 无通风设备；应急响应计划没有自动灭火、通 风和进入程序。北京大红门储能电站储能电池安全质量；储能系统电气拓扑；电池管理系统；电缆和线束现场布局；电站防火设计

5、；电站配套的监控预警灭火系统 及消防用水；气象环境因素；人员现场操作和管理制度；韩国三元储能电站电池系统缺陷；应对电气故障的保护系统不周；运营环境管理不足；储能系统综合管理体系欠缺。澳大利亚Megapack维修模式下制冷剂泄漏Safety Design of BESS怎么做-储能系统安全设计和验证储能系统相关标准储能电 池安规储能 变流器电磁兼容安规功能安全并网效率性能IEC 62619, IEC 63056,UL 1973, UL 1642, UL 9540AIEC 62620IEC 61000- 1/-2/-3/-4IEC/UL 60730-1UL 991, UL 1998,IEC 615

6、08,ISO 26262-2储能系统性能参数安规UL 9540, VDE 2510-50, IEC 62933-5-2安装IEC 62933-2-1NFPA 855IEC/UL 62109,UL 1741, IEC 62477各国并网标准EN 50530, IEC 61683运输UN 38.3储能系统相关标准 - 美标解析NFPA 855NFPA 68, 69,70UL 9540UL 9540AUL 1973UL 1741AHJ：有管辖权的权威机构（Authority having jurisdiction）ESS技术总电量kWhMJ电池储能系统铅酸电池70252镍镉、镍氢和镍锌电池70252

7、锂离子电池2072氯化钠镍电池2072液流电池2072其他电池技术1036单户或两户家庭的居住单 元及排屋13.6电容器储能系统电化学双电层电容器310.8其他ESS其他70252AggregateIndividual 20 kWh 40 kWh（公用设施壁橱、储藏 室或公用设施空间内） 80 kWh（在附属或独立车库和 独立附属结构中；外墙； 户外安装）储能系统相关标准 - 美标解析: NFPA 855储能系统相关标准 - 美标解析: NFPA 8554.12.1*安装在房间、建筑物或步入式装置内的ESS应配备以下设备之一：根据 NFPA 69 设计、安装、操作、维护和测试的防爆系统根据 N

8、FPA 68 安装和维护的爆燃通风系统4.12.2 如果AHJ根据4.1.5中的大规模火灾试验批准，证明房间、建筑物或步入式装置中的可 燃气体浓度在可能积聚气体的位置不得超过 LFL的25% ，则无需设计防爆和爆燃通风。NFPA 69：阀门阻火器NFPA 68：爆炸导流管通风管通风设计载体LFL: Lower Flammability Limit可燃下限储能系统相关标准 - 美标解析: NFPA 855Scope：电化学储能、化学储能、机械储能、热储能离网、并网不包含安装内容 需参考NFPA 855户内、户外安装的储能系统 & 移动式储能系统户用、非户用、挂墙储能系统Max Energy Ca

9、pacity：户外挂墙电化学储能系统20kWh;户用电化学储能系统20kWh;非户用电化学储能系统50kWh;Unit/Installation Level Test of UL 9540AOutdoor remote locations NFPA 855IncreaseNo Limit储能系统相关标准 - 美标解析: UL 9540储能系统相关标准 - 美标解析: UL 9540结构要求：非金属材料金属材料耐腐蚀危险运动部件电源走线和接线冷却系统火警预警和消防测试内容：电气测试 正常运行测试、耐压测试、EMC测试机械测试 运动部件、超速测试、挂墙测试环境测试 户外安装耐潮测试、户外安装近海环

10、境测试、地震测试IEC 62933：Electrical energy storage (EES) systemsPart 5:Safety requirements for grid- integrated EES systems-2：Electrochemical-based systemsPart 1: Vocabulary 词汇Part 2: Unit parameters and testing methods参数及测试方法Part 3: Planning and performance assessment of electrical energy storage systems系

11、统规划与性能评价Part 4: Guidance on environmental issues环境问题导则Part 5: Safety considerations for grid integrated EESsystems 并网电力储存系统的安全要求-1: General specification 通用要求-2: Electrochemical-based systems 电化学储能系统储能系统相关标准 IEC 62933-5-2Definition of storage modelHazard identificationEstimation of riskEvaluation of

12、 riskTolerable?Validation and Documenta tionRisk reductionNoYe sHarm 伤害对人体健康的损害或损 伤，对财产或环境的损害Hazard 危险可能导致伤害的潜在根源Risk 风险伤害发生概率和伤害严重程度的组合Safety 安全免除了不可接受的风险的状态储能系统相关标准 IEC 62933-5-2Risk AnalysisRisk EvaluationRisk ReductionIEC 61508 orISO 26262-2;ISO 13849-1:2016-06;IEC 62061:2005 + A1:2012 + A2:2015

13、.All life cycle phasesAll system levels储能系统相关标准 VDE 2510-50Scope：固定式电池储能系统（锂离 子电池）私人户用储能与小型工商业 储能（不包括医疗应用）安全要求全生命周期（储存、运输、 安装、运维、拆解、回收）目视检查、文件检查以及实 际型式试验和例行试验VDE 2510-50CE MarkingEMCLVDREDInverterIEC 62109-1IEC 62477-1Grid IntegrationVDE-AR-N 4105VDE-AR-E 2510-2储能系统相关标准 VDE 2510-50测试内容：结构安全要求：绝缘电阻测试、内部短路。功能安全要求：电压精度测试、传感线开路检测、降额功能测试。合理误用：外部短路测试、跌落测试、冲击试验。储能系统相关标准 VDE 2510-50About SGSSGS服务About SGSN1国际公认的测试、 检验和认证机构96,000名员工2,700个分支机构和实验室7大全球性行业全球化服务本土化专业能力About SGS电池安全IEC 62619IEC 62620IEC 63056UL 1973UL 1642 UL 95