太阳能光伏电站安全风险评估报告

此项风险评估工作主要依据《电化学储能电站设计规范》(GB51048)、《电气设备的安全风险评估和风险降低第1部分：总则》(GB/T22696.1)、《电气设备的安全风险评估和风险降低第2部分：风险分析和风险评价》(GB/T22696.2)、《北京市公共安全风险管理总体实施指南》和《北京市生产经营单位安全生产风险评估规范》(DB11/T1478)的有关规定进行。在对光伏电站进行实地考察和调研的基础上，依据有关法律、法规、标准和规范编制完成本风险评估报告。通过进行危险源识别，并对发生事故的可能性和严重性进行评价，根据风险程度大小，制定相应的风险控制措施，将危险转化为安全，对风险实施有效的控制，把风险降低到可接受程度。 12风险识别 42.1风险发现 42.2风险列举 52.3风险描述 53安全检查表评价 64燃爆风险评估 84.1风险可能性分析(事故树) 84.2事故后果模拟分析 5触电和火灾风险评估 6评估结论 7措施与建议 7.1工程技术措施 7.3应急准备 1针对太阳能光伏电站的特点，识别本电站铅酸蓄电池室、太阳能电池板及其附属设备设施存在的危险、危害因素，分析事故可能产生的直接后果以及次生、衍生后果，评价各种后果的危害程度和影响范围，提出防范和控制事故风险措施。《中华人民共和国安全生产法》(主席令第八十八号，2021年修订)《中华人民共和国消防法》(主席令第八十一号，2021年修订)《中华人民共和国电力法》(主席令第二十三号，2018年修订)《电力供应与使用条例》(国务院令第666号，2016年修订)《电力设施保护条例》(国务院令第239号，2011年修订)《北京市安全生产条例》(北京市第十三届人民代表大会常务委员会公告第16号，2011年修订)《北京地区电力突发事件应急预案(2014年修订)》《北京市突发事件总体应急预案(2016年修订)》(京政发(2016)14号)《电力设施保护条例实施细则》(国家经济贸易委员会、公安部令第8号)《电力企业应急预案管理办法》(国能安全〔2014〕508号)《电力企业应急预案评审与备案细则》(国能安全〔2014〕953号)《突发事件应急预案管理办法》(国办发〔2013〕101号)2《电化学储能系统储能变流器技术规范》(GB/T34120)《电化学储能电站运行指标及评价》(GB/T36549)《光伏发电站继电保护技术规范》(GB/T32900)《北京市生产经营单位安全生产风险评估规范》(DB11/T1478)《光伏发电站电能质量检测技术规程》(NB/T32006)《太阳能光伏发电系统与建筑一体化技术规程》(CECS418:2015)《电力系统用固定型铅酸蓄电池安全运行使用技术规范》(NB/T42083)(1)系统性。风险评估工作必须坚持系统性的工作原则，不能停留在某一“点”上，要尽可能运用系统的分析方法，统筹考虑各种类型的风险。(2)实效性。风险评估工作应根据管理需要及时开展，第一时间为管理提供风险信息。(3)专业性。风险评估工作要运用现代科学技术与方法，借鉴国内外相关理论和研究成果，充分发挥专家的作用，建立健全专业化标准体系。(4)统筹性。风险评估工作应统一筹划、整体部署，做好协调和衔接沟通。(5)动态性。当评估对象的环境、业务活动和人员设备等发生变化时，应重新进行风险评估。本次风险评估范围为太阳能光伏电站铅酸蓄电池室、太阳能电池板及其附属设备设施，针对存在的各类事故风险进行全面辨识，在此基础上，对可能发生的事故特点和现有的防范措施，根据风险评估的方法，确定安全风险等级，明确应改进的技术和管理等措施，把可能导致的后果控制在可防、可控范围内。3针对本次风险评估工作，成立了安全风险评估工作组。工作开展流程如下图计划与准备计划与准备↓风险识别后果严重性分析风险评价合格风险评估报告发生可能性分析风险分析持续改进不合格图1-1风险评估工作流程本次风险辨识主要依据《电化学储能电站运行指标及评价》(GB51048),并结合太阳能光伏电站的运行情况，根据《企业职工伤亡事故分类标1.6.2风险分析、评价本次风险分析、评价采用定性、定量方法的组合。定性方法采用现场调查法、安全检查表法、预先危险性分析(PHA);定量方法采用事故树分析法、TNT当量模型法，充分考虑风险承受及可控性等因素，量化分析安全风险引发事故或突发事件的可能性和后果严重性参数，确定可能性和后果参数，通过风险矩阵确定安全风险等级。42风险识别太阳能光伏电站位于XX,于2020年12月30日竣工，在公园南侧存包处集装箱房上布置了200WP太阳能电池板135块，电站发电容量：27KW;配备了2V1500AH蓄电池220块，150A太阳能控制器2台，20KW正玄波逆变器1台，8回路光伏汇流箱2台，备用双电源市电互补装置一台，远程智能化数据监控系本工程负载主要为园区照明用电需求，同时，为园区内公共厕所，雨虹水泵供电。系统优先采用太阳能供电，太阳能供电不足时，自动切换为市电供电，保证负载用电连续安全。表2-1主要设备清单表序号名称规格数量单位1配电箱8回路1台2逆变器1台3控制器2台4汇流箱6支路2台5蓄电池免维护1500(A·h)个6太阳能电池板双玻透明电池板组7计算机应用、网络系统系统联调远程控制，人工智能1系统2.1.4安全生产管理定期对太阳能光伏电站进行巡查并填写检查记录，也安排安全管理人员不定期进行检查。5通过查阅相关资料和现场调研，依据《企业伤亡事故分类》(GB6441)事故类别分类方法，辨识出目前太阳能光伏电站存在的危险源可能造成的事故类型包括：燃爆、触电和火灾事故。如下表2-1所示：表2-2风险清单表评估XX太阳能光伏电站序号风险类型风险名称发生部位(位置或地点)危害因素危险源可能发生事故类型备注1事故灾难燃爆蓄电池室物的因素蓄电池过充析出氢气人员伤亡财产损失环境破坏2事故灾难触电电气设备/线路人的因素人员违章操作人员受伤财产损失物的因素电气线路绝缘损坏3事故灾难火灾电气设备/蓄电池物的因素电气设备故障人员伤亡财产损失环境破坏2.3风险描述1)燃爆：电池外壳损坏且充电电压过大、过充电，导致氢气析出量达到爆炸极限，遇到火源时会引起爆炸。2)触电：供/用电设备故障、电池板及其线路故障以及人员违章操作可能导致触电事故。3)火灾：电池外壳损坏或人员误操作将导电物品放置在无盖蓄电池上端，使电池短路；电池管理系统失效或设置不合理，电池管理系统可能存在采集数据周期较长、阈值设置不合理的现象，未在电池过充、过放或者热失控阶段发出预警，使电池过热，引起火灾；电气设备故障、过载、短路等，引发电气设备过热，引发电气火灾。63安全检查表评价针对检查内容判断是否、有无，从而找出系统中存在的缺陷、疏漏、隐患、问题。安全检查表评价结果如下表3-1所示(共16项，其中9项不合格，1项部分合格):表3-1太阳能光伏电站安全检查表序号检查项目/内容依据标准检查结果备注1.基础管理制定了相关安全规章制度。《中华人民共和国安全生产法》×未制定相关制度制定了相应的应急预案，并配备了应急物资，定期组织演练。《中华人民共和国安全生产法》×未制定相应的应急预案。电工作业人员应持证上《特种作业人员安全技术培训考核管理规定》√安排专人进行安全巡查，并做好记录。《电力系统用固定型铅酸蓄电池安全运行使用技术规范》42083-2016)√2.现场安全技术中、小型电化学储能电站站址场地设计标高应高于频率为2%的洪水水位或历史最高内涝水位。《电化学储能电站设计规范》(GB51048-2014)√蓄电池室耐火等级为二级。《电化学储能电站设计规范》(GB51048-2014)√门应向疏散方向开启，门的最小净宽不宜小于0.9m;《电化学储能电站设计规范》(GB51048-2014)×门开启方向错误。电池室及其他电气设备房的通风口、孔洞、门、电缆沟等与室外相通部位，应设置防止雨雪、风沙、小动物进入设施。通风窗、通风机、孔洞的一《电化学储能电站设计规范》(GB51048-2014)×门槛处未设置挡鼠板。7序号检查项目/内容依据标准检查结果备注侧可设细孔钢丝网，门槛处应设置挡鼠板。建筑物灭火器配置应符合现行国家标准《建筑灭火器配置设计规范》GB50140的有关规定，电池室危险等级应为严重危险级。《电化学储能电站设计规范》(GB51048-2014)∽灭火器未定期检验。劳动安全和职业卫生的设计应符合国家现行相关标准的规定。《电化学储能电站设计51048-2014)×现场绝缘手套未定期检验。电站应采取隔离防护措施防止电灼伤、雷击、误操作等。电池及其他电气设备的布置应满足带电设备的安全防护距离要求。×蓄电池室未采取防雷击设施。蓄电池室门上应有“蓄电池室”“严禁烟火”或“火灾危险，严禁火种入内”等标志牌。《电力设备典型消防规5027-2015)×无相关警示标志。蓄电池室应装有通向室外的有效通风装置，阀控式密封铅酸蓄电池室内的照明、通风设备可不考虑防爆。《电力设备典型消防规5027-2015)√电池不应过充、过放，相应的电池管理系统应具备防护能力。√应全面监测电池的运行状态，包括单体/模块和电池系统电压、电流、事故时发出告警信息。×监测系统故障，不能使用。储能系统四周或一侧应设置维护通道，其净宽不应小于1200mm×通道宽度不够。84燃爆风险评估4.1风险可能性分析(事故树)根据事故树图编制方法，从顶上事件开始(第一层事件),利用演绎推理方法，查找出导致顶上事件发生的所有直接原因事件(第二层事件),并用合适的事件符号表示，再根据事故树中逻辑门的选用原则，选用合适的逻辑门连接顶上事件和直接原因事件(连接第一层和第二层事件),接下去再对第二层中各事件分别找出导致它们发生的直接原因事件，并分别用合适的事件符号表示(第三层事件),再分别选用合适的逻辑门连接第二层和第三层事件。如此层层往下分析，一直分析到全部是基本原因事件(如图中用圆形、屋架形符号表示的事件)为止，从而编制出事故树图。通过对全球储能项目主要火灾或爆炸事故的公开信息进行整理，汇总了2011-2021年间，全球储能项目主要火灾或爆炸事故。由于较多安全事故原因复杂，相关事件很多都未公开披露，据不完全统计，近10年间，全球共发生32起储能电站起火爆炸事故。其中，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。而起火爆炸的原因主要是2点：一是储能电站火灾事故多数发生在充电中或充电后休止中，此时电池电压较高，电池活性较大，并联电池簇间形成环流，导致电芯处于过充状态，电压升高形成内短路，易造成火灾事故；二是储能电站起火后，采用的灭火装置大多是通过隔绝氧气来实现灭火，但无法使电池降温，一旦有外部氧气进入，就易引起电池复燃，同时，铅酸蓄电池在充电全过程中都会产生氢气，更易发生爆炸事故。下面用事故树分析法对蓄电池室燃爆事故进行分析，找出蓄电池室爆炸发生的基本事件，进而有针对性地提出措施加以预防，达到降低事故发生概率的目的。(1)绘制事故树4需电需电T牵+M机良M++通坏假开中先效+由器8由智洁地!电了任信知+AJ1]AJ1]也南宣显市电电站八M+总电油从零1管七北中Am|8健报(2)求最小割集、最小径集由于事故树中或门多于与门，因此根据事故树与成功树对偶性原理，用布尔T'=Mi³+M₂’=M₃'+M4'+M₆’M7’=X₁’X₂’X₃'+X4'+Ms'+X₇’Xg’Xg’X1o'Xn’X12’Mg’Mg’=X₁'X₂’X₃'+X4'+Xs’X₆'+X₇’Xg’Xg’X₁o’Xi₁’X12’X₁₃’X₁4'X1s’X₁6’T=(X₁+X₂+X3)X₄(Xs+X₆)(X₇+Xg+Xg+X₁o+X+X₁2+X₁3+X₁4+X₁5+X₁6)得到4个最小径集：P₁={Xi,X₂,X₃}=M₃·M4·(M6+M7)=(X₁+X₂+X₃)X₄(Xs+X₆)(X₇+Xg+Xg+X₁o+X+X₁₂+X₁₃+X₁4+X₁s+X₁6)化简得到60个最小割集。其中最小径集表示系统的安全性，事故树最小径集越多，系统越安全。只要一组最小径集事件不发生，顶上事件(蓄电池室燃爆)就不会发生；最小割集表示系统的危险性，事故树的最小割集越多，系统越危险。只要一组最小割集事件发生，顶上事件(蓄电池室燃爆)就会发生。(3)结构重要度分析由于最小径集的数目比最小割集少，利用最小径集对铅酸蓄电池燃爆事故树的基本事件结构重要度进行分析。根据下式计算基本事件结构重要度系数：K----包含基本事件j的最小割集或最小径集的个数。I₀(4)>I₀(6)=I₀(5)>I₀(3)=I₀(2)=l₀(1)>Ig(16)=I₀(15)=l₀(14)=Io(13)=Ig(12)=Io(11)=I₀(10)=I₀(9)=I₀(8)=Io(7)结构重要度表明了各基本事件对顶上事件的发生影响程度，结构重要度排序越靠前的对顶上事件的影响程度越大。(6)燃爆事故发生概率使用软件进行事故发生概率的计算。根据专家评议及现场调研情况对各基本事件发生概率赋值，得出顶上事件(蓄电池室燃爆)发生的概率为：11.4%。4.2事故后果模拟分析在最糟的情况下，即蓄电池过充电时所有电池产生的氢气全部排放到室内(达到爆炸上线),且室内有火源时，对事故后果进行模拟分析。(1)爆炸能量E=V·HcHc—可燃气体的高燃烧热值，KJ/m²,氢气高燃烧热值为12770KJ/m²。4.4.1对于每Ah氢气产生量的说明，本电站蓄电池室220块电池在过充电状态下，若氢气全部排出，假设达到爆炸上限，则排出氢气体积为119.83m³。则爆炸(2)爆炸性化学品的TNT当量计算假定蓄电池内氢气泄露到空气中形成蒸气云，达到爆炸上限并发生蒸气云爆炸，此时室内氢气的质量为10.67kg,TNT的分子量为227.14,根据TNT当量a—蒸气云的TNT当量系数，取统计平均值a=0.04;Q—燃料燃烧热，MJ/kg,氢气的(3)损坏半径计算根据荷兰应用科研院TNO(1979)建议，可按下式预测蒸气云爆炸的冲击波E—爆炸能量，kJ;N—效率因子，其值与燃烧浓度持续展开所造成损耗的比例和燃料所得机械Cs—经验常数，取决于损害等级，其取值情况见表4-1。计算后得R=53.48Cs,造成的损害半径同见表4-1。损害等级损害半径(m)设备损坏人员伤害1重创建筑物的加工设备1%死亡于肺部伤害；>50%耳膜破裂>;50%被碎片击伤2损坏建筑物外表可修复性破坏1%耳膜破裂；1%被碎片击伤38玻璃破碎被碎玻璃击伤410%玻璃破碎(4)伤亡半径计算结合爆炸性物质的蒸气云TNT当量计算死亡半径、财产损失半径、人员安全a.死亡半径Ro.5b.财产损失半径R财c.人员安全距离确定结果可如表4-2。表4-2发生蒸气云爆炸时计算结果危险物质名称蒸气云TNT当量WrNT/kg计算结果(m)死亡半径Ros财产损失半径R人员安全距离氢气5触电和火灾风险评估利用PHA分析法对触电和火灾风险进行分析。表5-1危险等级分级表级别危险程度可能导致的后果I安全的不会导致伤害或疾病，系统无损失，可忽略Ⅱ临界的处于事故的边缘状态，暂时还不会造成人员伤亡和系统的损环，但应予以排除和控制Ⅲ危险的会造成人员伤亡和系统损坏，要立即采取措施控制破坏性的破坏性的，会造成死亡或系统报废，必须设法消除1)利用PHA分析法对触电风险进行分析。分析结果见表5-2。表5-2触电事故分析事故原因现象事故后果危险等级外力破坏机械损伤电池板破裂线缆断裂或短路漏电Ⅲ终端头污染绝缘表面脏污绝缘击穿漏电Ⅱ腐蚀化学或电腐蚀绝缘损坏漏电Ⅱ虫害白蚁破坏绝缘损坏漏电Ⅱ长期负荷运行设计和管理不当在电场作用下发生绝缘老化漏电I电缆进水储存、敷设、电缆接头制作不良绝缘损坏漏电Ⅱ外力破坏、中间接头击穿Ⅱ正常带电体人员违章作业直接接触电击触电Ⅱ2)利用PHA分析法对整个太阳能光伏电站进行火灾事故分析。分析结果见表5-3:表5-3火灾事故分析事故原因事故后果危险等