电化学储能电站用火灾报警控制装置编制说明

《电化学储能电站用火灾报警控制装置》编制说明工作简况任务来源根据国家标准化管理委员会、民政部关于印发《团体标准管理规定》的通知（国标委联〔2019〕1号），为促进我国电池行业“增品种、提品质、创品牌”，推动电池行业自主创新，增加标准有效供给，满足电池行业发展需要，中国电池工业协会决定开展组织制定中国电池工业协会团体标准工作，并制定了《中国电池工业协会团体标准管理办法（2022年本）》，依据此管理办法，中国电池工业协会于2024年牵头组织本标准的编制工作。编制目的和意义今年的《政府工作报告》提出，“发展新型储能”。截至今年一季度末，全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达3530万千瓦/7768万千瓦时，较2023年一季度末增长超过210%。随着电化学储能技术的不断发展和应用领域的拓展，电化学储能系统的市场规模将持续增长，电化学储能电站作为现代能源体系中的重要组成部分，广泛应用于光伏电站、风力发电站以及新能源储能系统中。然而，这类电站由于大量使用电池组作为储能介质，存在较高的火灾风险，鉴于电化学储能电站火灾的高可能性和严重危害，配置专用自动灭火设施显得尤为重要，因此目前在电化学储能电站的项目实践中，基本上都配置有电化学储能电站专用的消防措施。电化学储能电站的火灾可以分为两类：一类是电气引发的火灾，如常规电站可能发生的变压器火灾、电缆火灾等，针对此类火灾，传统的自动灭火系统可有效探测并通过气体灭火装置有效扑灭；而另一类是储能系统中电池引发的火灾，有别于传统电气或建筑火灾，危害大且一旦火起就不可控，需要配置专用的自动消防系统。大容量储能系统往往由数量众多的单个储能单元（电芯）通过串并联成组构成，这些储能单元具有较高的能量密度，并且具备易燃性，一旦单个储能单元发生了热失控，未得到及时抑制，则会引发热失控扩展，引发周边储能单元发生热失控，火势迅速蔓延，造成不可控的严重后果，可能导致严重的经济损失和人员伤亡。因此，要求配置专用自动灭火设施，消防设施应具备如下特点：能够在热失控发生的早期探测火灾危险：在热失控发生的早期，由于电化学储能单元内部温度异常，会在火灾发生前释放部分烃类、氢气、一氧化碳等可燃气体，要求消防系统能够在火灾发生前，发现危险迹象，及时报警并采取措施，而传统消防系统中一般不将可燃气体纳入消防报警判断逻辑。消防系统要能够发生热失控快速响应：当系统探测到热失控引发火灾时，要能够在火灾初期迅速启动，及时抑制火灾，防止热失控扩展的发生，有效遏制火势蔓延。通过智能探测技术实时监测火灾风险，一旦发现异常情况立即启动灭火程序，有效遏制火势蔓延。消防系统要能够精准灭火：自动灭火系统能够准确识别火源位置，在单个储能单元发生热失控时就能精确定位，并及时精确释放灭火剂抑制火灾，阻止热失控扩展，将损失降低到最小。消防系统要能够多次启动灭火防止火灾复燃：由于电化学火灾具备难于扑灭，容易复燃的特点，因此要求自动灭火系统能够多次释放灭火剂抑制火灾，防止复燃的发生。储能消防系统需要与整个储能管理系统有机融合：储能消防系统是整个储能系统的一个子系统，在发生火灾时消防系统的报警信号要及时传递给BMS、EMS等其他系统，以便整个储能系统采取保护措施，同时其他子系统也具备对储能系统安全的监控能力，例如BMS系统就能够更精确地探测储能电池的热失控温度等，独立的可燃气体探测报警装置也能够精确探测电池舱内可燃气体的浓度信息等，消防系统应该能够接入其他子系统传送来的报警信息，纳入报警逻辑，综合判断系统的火灾风险。综上所述，电化学储能电站配置专用自动灭火设施是保障其安全运行、降低火灾风险和危害的必要措施，而传统的灭火报警控制器不能胜任储能电化学储能电站这一特殊自动消防系统的场景，因此也不能在储能电站中套用一般建筑用灭火报警控制器的规范。在储能项目的早期实践中，部分案例是采取对传统的建筑通用灭火报警控制器进行非标升级改造，结合可燃气体报警控制器，并通过控制模块等配置复杂的控制逻辑以满足项目的最基本需求，系统繁琐可靠性也不高，而且也不能完全满足电化学储能电站消防系统的要求。在近两年的项目实践中，部分专门为储能电站配套消防系统的专业企业开发了专用的电化学储能电站用火灾报警控制器，并取得了应急管理部消防产品合格评定中心颁发的技术鉴定证书，在项目实践中广泛应用。应急管理部消防产品合格评定中心颁发技术鉴定的依据是结合了GB4717《火灾报警控制器》和GB16808《可燃气体报警控制器》的部分条款，并不能完全规范电化学储能电站用火灾报警控制器的基本功能，而现行储能电站建设的标准规范远落后于产业发展，因此很有必要专门制定标准，规范电化学储能电站用火灾报警控制器。主编单位情况标准起草单位、起草人及承担工作内容见表1。表1标准起草单位、起草人及承担工作内容序号起草单位起草人工作内容1南京能启能电子科技有限公司徐向前主要起草单位，负责方法的技术和试验研究，标准草案的起草，组织完成方法验证试验和数据统计分析，标准的起草、编写以及修改意见的整理和文本修改等工作。2无锡市检验检测认证研究院王勋、顾正建主要起草单位，负责方法的技术和试验研究，标准草案的起草，组织完成方法验证试验和数据统计分析，标准的起草、编写以及修改意见的整理和文本修改等工作。3国信认证无锡有限公司陈燕、王欢、肖文倩杜晶晶主要起草单位，负责方法的技术和试验研究，标准草案的起草，组织完成方法验证试验和数据统计分析，标准的起草、编写以及修改意见的整理和文本修改等工作。4。。。编制过程2024年1月，无锡市检验检测认证研究院提出申请。2024年2月，经中国电池工业协会批准立项。2024年3月，成立标准编制组，制定了工作计划和方案，形成标准草案（工作组讨论稿）。2024年3月13日，由中国电池工业协会在深圳组织召开了标准的启动会及讨论会。来自无锡市检验检测认证研究院等单位的专家代表参会，并对标准草案提出建议及修改意见。2024年3月-2024年6日，标准编制组根据讨论会修改意见及共识对标准草案进行修改，形成讨论稿。2024年7月19日，由中国电池工业协会在深圳组织召开了标准的讨论会，会议由中国电池工业协会储能分会承办。来自无锡市检验检测认证研究院、国信认证无锡有限公司等企业及科研单位参加了讨论会，参会代表涵盖了生产厂家、使用单位、研究机构等。与会专家对标准草案技术内容逐条进行了充分讨论，并提出宝贵修改建议。2024年8月-2024年10日，标准编制组根据讨论会修改意见及共识对标准草案进行修改，形成讨论稿。2024年11月1日，由中国电池工业协会组织在线上召开了标准的讨论会。来自无锡市检验检测认证研究院、国信认证无锡有限公司等企业及科研单位参加了讨论会，与会专家对标准草案技术内容进一步提出了修改建议。2024年11月，标准编制组按照专家修改建议对讨论稿进一步修改完善后形成标准征求意见稿，提交中国电池工业协会征求意见。标准编制原则本标准编写符合GB/T1.1《标准化工作导则》的规定。标准的制定考虑了相关标准、法规间的相互协调。由于电化学储能是一个在近几年才广泛发展起来的新型产业，此条件中规定的技术要求即要有先进性又要有成熟性，还要便于推广，对于在已有国标中已经明确规定的适用内容，直接引用。对于不成熟的技术应作为后期的技术研究，待该项技术成熟时适时修订标准。标准的技术内容确定要适合我国国情，标准的技术要求应明确，避免模糊的表述，尽可能提出定量的要求，并有相应的检验方法。主要内容范围本文件规定了电化学储能电站用火灾报警控制装置的术语和定义、要求、试验、产品出厂检验、标志和使用说明书。本文件适用于电化学储能电站用火灾报警控制装置。规范性引用文件GB/T4208-2017外壳防护等级(IP代码)GB4717-2024火灾报警控制器GB16808-2008可燃气体报警控制器GB16806-2006消防联动控制系统气体灭火控制器GB12978消防电子产品检验规则GB/T9969工业产品使用说明书总则标准中主要条文的说明3.1电化学储能电站的定义参考GB51048-2022征求意见稿定义。3.2电化学储能电站用火灾探测装置的定义通过归纳目前电化学储能电站中所采用的大部分火灾探测装置确定。3.3本条目是对本标准所规范设备的功能和本质特征的描述。4.3.1.2电化学储能电站采用的探测装置，特别是复合火灾探测装置，一般都具备按火灾严重级别分级报警的功能，本控制装置不应丢失探测装置的分级报警信息，并可根据预设的逻辑将探测装置的分级报警信息纳入报警条件进行报警。4.3.1.3在电化学储能电站，消防系统是整个储能系统的一个子系统，其他子系统也具备对整个系统安全的监控能力，例如BMS系统就能够更精确地探测储能电池的热失控温度等，独立的可燃气体探测报警装置也能够精确探测电池舱内可燃气体的浓度信息，消防系统应该能够接入其他子系统传送来的报警信息，纳入报警逻辑，综合判断系统的火灾风险。在其他标准规范中也有类似的要求（参考GB/T44026-2024:9.7.4.7，DB32/T4682-2024:5.2.1，CEC/T373-2020：4.3.1）。规定输入接点不少于4个主要考虑一个典型的储能预制舱在电池舱火灾探测装置的报警信号之外还必须至少接入BMS、可燃气体高报、可燃气体低报和电气舱的火灾报警这4路信号，电气舱一般与电池舱隔离，属于独立消防防区。4.3.1.4根据国标GB/T42726-2023《电化学储能电站监控系统技术规范》中6.4的规定，电站发生事故时报警按严重程度分为一级、二级、三级报警，其中一级为最严重，并对典型的报警信息做了规定，相应的消防控制装置也应具备按火灾严重程度分级报警的功能，根据项目实践，消防系统应至少包括火灾报警和热失控预警两级火灾报警作为对外的一级和二级报警，同时可考虑将科燃气体报警作为三级报警，此条目明确定义了两级报警的含义作为实施依据。4.3.1.5此条目主要是为了防止消防联通时因个别探测器装置误报而误触发消防系统，对储能系统造成财产损失，本条目引用国标GB55036-2023《消防设施通用规范》中12.0.11中的规定。4.3.1.6由于很大一部分电化学储能电站位于偏远地区，储能电池舱处于无人值守运营状态，一旦发生由于外界干扰等引起的误报发生，只能在不需要人工干预的情况下能够自动恢复正常运行，本条目内容参考国标4717-2024《火灾报警控制器》中5.4.1.9b)。4.3.1.7为防止误报，控制装置发出的火灾报警信号需要由两个独立的探测装置或回路报警信号的“与”逻辑组合触发，这条的实施可参照GB4717-2024火灾报警控制器》中5.4.1.9的要求。4.3.2火灾报警控制功能应在接入储能电站用氢气、一氧化碳和感烟感温复合火灾探测装置等的情况下满足火灾报警控制功能。4.3.3按照国标GB/T42288-2022《电化学储能电站安全规程》的要求，消防系统应具备可燃气体浓度显示功能，电化学储能电站在运营和发生热失控过程中有可能产生氢气、一氧化碳等可燃气体，储能消防系统必须对可燃气体的浓度进行监控，这是有别传统消防系统的重要特点。4.3.4控制装置应具备可燃气体低限、高限两段报警功能,并可设置报警阈值，这在GB16808-2008《可燃气体报警控制器》的4.1.3中有描述，在工程实践中也有很多应用，可参考CEC/T373-2020:4.9.4，DB32/T4682-2024:7.3.3。4.3.5电化学储能系统的火灾发展速度块，要求消防系统具备更快速的响应时间，控制装置应具备消防联动功能，这在国标GB/T42288-2022《电化学储能电站安全规程》的5.6.11条目也有规定，按照扑灭火灾和持续抑制复燃的要求，控制装置应能够根据预设逻辑多次启动灭火装置，本条目关于消防联动参考了GB16806-2006《消防联动控制系统》中4.2.2.9的要求。4.3.6电化学储能消防系统应具备防爆排风系统，本条目可参照GB/T44026-2024《预制舱式锂离子电池储能系统技术规范》中9.7.4.9和9.7.4.10的规定，这在项目实践中都是控制装置直接控制实现的。4.3.7控制装置应具备不少于两路对外通信功能，在项目实践中，其中至少有一路是预留与BMS系统进行通信的，与BMS的通信通常为RS485协议，另一路应预留给与上级消防监控系统通信，通信协议在GB4717-2024《灭火报警控制器》中已经做了规范。4.3.8储能消防系统与储能控制系统集成，能够直接与其他子系统和控制设备联动，这在GB/T44