海南某市光伏+17.5MW/35MWh储能电站火灾事故复盘
(来源:储能与电力市场)
储能与电力市场获悉,2024年10月,《消防科学与技术》学术期刊发表了《基于火灾分析的光伏储能电站消防安全对策研究》。该论文由应急管理部韩钰、海南省消防救援总队韩子忠发表。
论文对2024年5月26日14时许海南某市一70MW光伏+17.5MW/35MWh储能农光互补型光伏储能电站磷酸铁锂电池预制舱发生的火灾事故进行了复盘和分析。事件概述及复盘结果要点如下:
储能系统为7组磷酸铁锂电池预制舱,能量为2.5MW/5.16MWh。此次火灾造成1组电池预制舱烧毁。
消防接警并到达现场时,6号电池预制舱气体灭火系统已启动,浓烟、明火逐步向整个预制舱蔓延。
消防进行了24h不间断冷却处置,有效控制火情及灾害蔓延,随后分批次打开电池簇舱门灭火。
最终,火场处置用时约26h,灭火冷却总用水量超过2000m³。
综合调查情况,判定起火原因为6号电池预制舱内2号电池簇底部配电箱因外部高压冲击短路起火。
事故总结的储能电站磷酸铁锂电池预制舱消防安全问题显示,电池预制舱消防系统应对火灾的效果不明显,储能电站设计标准规范缺少灭火系统相关要求。
事故概述
2024年5月26日14时许,海南某市一70MW光伏+17.5MW/35MWh储能农光互补型光伏储能电站磷酸铁锂电池预制舱发生火灾。该电站项目位于空旷地带,周边无其他建筑和场所。此次火灾造成1组电池预制舱烧毁,未造成人员伤亡,未蔓延扩大,也未发生次生灾害。
电站基本情况
该农光互补型光伏储能电站项目位于空旷地带,周边无其他建筑和场所。项目总占地面积约83万㎡,总容量70MW,配套建设17.5MW/35MWh的储能系统和约50万㎡的农光互补农业大棚。项目已经实现全容量并网发电,储能设备全部满负荷投入运行。

图源:《基于火灾分析的光伏储能电站消防安全对策研究》
储能系统为7组磷酸铁锂电池预制舱,能量为2.5MW/5.16MWh。每个预制舱由16个电池簇组成,每个电池簇的能量为322.56kWh;每个电池簇由15个电池模组串联组成,每个电池模组额定电压为76.8V、容量为280Ah、能量为21.5kWh;每个电池模组采用24只磷酸铁锂电芯串联方式组成,单体电芯额定电压为3.2V、容量为280Ah、能量为0.896kWh。

图源:《基于火灾分析的光伏储能电站消防安全对策研究》
火灾处置经过
接警后,当地消防部门立即启动三级火警调派力量。消防力量到场后,了解到6号电池预制舱温度异常过高、EMS反复告警、七氟丙烷气体灭火系统已启动、视频监控发现舱内有火光、舱体有烟雾冒出 ,浓烟、明火逐步向整个预制舱蔓延。遂立即划定安全区,疏散现场人员,切断电源,并组织力量利用移动水炮、灭火机器人等远程进行不间断地冷却和隔离 ,防止事故向附近电池舱蔓延。同时启动与地方气象、水务、环保等部门的协作。
现场处置中,经过24h不间断冷却处置 ,火势范围及蔓延危害被有效控制,事故预制舱表面温度持续低于70℃,现场可燃气体浓度处于安全范围,之后分批次打开电池簇舱门灭火。2h后,现场处置完毕。火场处置用时约26h,灭火冷却总用水量超过2000m³。
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火灾调查情况
经查EMS告警记录,当日午时,6号PCS舱储能系统开机,充电压板投入,满功率开始充电;约1h后,6号PCS舱4簇控制系统突然频繁紧急关机、复归;又1h后,视频监控发现6号电池预制舱电气室中间底部出现火光,6号电池预制舱BMS三级故障 ,触发6号电池预制舱消防报警,七氟丙烷气体灭火装置启动。在场人员发现处置无效,立即打119电话报火警。
经勘查,6号电池预制舱全部过火,各电池模组安全阀全部开启,七氟丙烷钢瓶高温变色气体全部释放。综合调查情况,判定起火原因为6号电池预制舱内2号电池簇底部配电箱因外部高压冲击短路起火。

图源:《基于火灾分析的光伏储能电站消防安全对策研究》
事故总结反思
通过火灾调查及各方深入讨论,储能电站磷酸铁锂电池预制舱存在以下消防安全问题。
(一)锂电池的火灾危险性等级划分标准、消防安全定性分类偏低:由于国家标准将锂电池火灾危险性确定为戊类 ,导致实践中锂电池储能电站消防安全设防标准偏低。有专家认为这一定性不符合锂电池的本质危险性,需要重新评判规划。比如,北京市地方标准DB11/T 1893-2021《电力储能系统建设运行规范》第4.2.2条,将锂离子电池火灾危险性确定为甲、乙类,并设定了较高的消防安全标准。
(二)电池预制舱消防系统应对火灾的效果不明显,储能电站设计标准规范缺少灭火系统相关要求:本起事故的储能电站在电池预制舱设置七氟丙烷气体灭火系统 ,事故发生时已联动释放,但没有成功灭火,使用效果不显著。另外,本起事故储能电站消防用水设计严重不足,实战中无法保障冷却隔离用水需要;锂电池预制舱间的防火间距仅3m,事故发生时无法有效防止火灾蔓延和进行灭火展开;储能电站消防设施和消防装备严重不足,缺少严格的防火防爆设计要求。
(三)储能电站相关消防法规需要同步调整支持:在法律法规方面,现行的《消防法》等法律体系不包含针对此类新兴产业专职消防队伍建设的要求,导致储能电站的消防安全保障制度不适应需求,无法构建高效、专业的消防应急体系。
(四)磷酸铁锂电池热失控后存在爆炸风险 ,灭火处置应对措施存在争议:本起事故起火原因为电池模组外部配电盘电气短路,属于外部火源引发,电池模组内部反应不够充分,毒害气体释放量有限,爆炸风险相对较小。但关于磷酸铁锂电池热失控后爆炸的可能性仍存在较大争议。
原文如下:



