电池短路可能引发储能站爆炸？数字化这么解

“大型储能站分布在全国甚至全球各地，每个站都要驻点好几个巡检人员，而通过云网平台，智光在全国的17个储能站都能在平台上‘一览无余’。”在24日举行的“数实融合新生态”2022南方智享会主题沙龙活动上，智光研究院首席信息官郭洋作《储能系统的数字化路径》主题分享。

储能需要大量电堆，由成千上万颗电芯组成。这会带来两大问题，一是安全问题，2021年底北京储能电站发生自燃事故并造成人员伤亡。电堆是由电池串联、并联构成，由于电芯本体差异有不一致性，并联时会导致电流不一致，成千上万运行后差异会越来越大，最终形成“短板效应”，即某一颗电池一旦过充或过放就容易失控并引起自燃。

二是寿命问题。大量电池的并联后，电池之间会形成环流，加大电池损耗，从而导致电池寿命下降，特别是储能逐步往大容量方向发展，容量越大风险越高，系统越复杂，安全性和经济性都面临很大挑战。

那么，就要尽早发现并处理特性差的电芯，对于整个储能电站的安全及使用效率有积极的意义，同时，选用合适的方案，提升运行一致性从而提升经济性、安全性。即便出现安全隐患也能提前预警，开展预防性维护。

“电芯单体质量的提升已不能完全解决储能系统的安全性及经济性问题。”郭洋说，一方面，通过级联高压技术解决方案，另一方面，就是数字化解决方案。

但数字化的难点并不小。一个标准10MWh储能系统，里面电池系统采用200Ah磷酸铁锂铝壳电池，需要配置15625个。这么多电芯如果全面数字化，电压、电流、温度、绝缘、容量、SOC等等，一天产生的数据量可达15G条，如果是300到500MWh的储能系统，就更是海量数据。

数字化管理体系也要分层的，第一步，在本地实现基于安全管控的就地化数字管理，比如电池管理系统、监控系统、EMS能量管理系统等等。基于运行优化的数据管理，这一层体系强调的是云边协同、就地边缘计算来实时性和就地管控。

第二步，有了数字化体系以后，就要构建数字化技术平台。智光构建了自己的综合能源服务工业互联网平台，还对外接入了光伏、充电桩、中央空调、柴油发电机等等各种能源设备，目前已经在PaaS和SaaS构建了基于能源和电力的模型，在此基础之上构建了不同的场景和不同的应用。

第三步，基于平台建立能源和电力的数据处理系统，包括从底向上的信息流，自顶向下的决策流，最后反馈到设备。边缘层边缘服务器可以实现就地海量数据的储存，然后做数据的转换和解析，让数据上云。

郭洋介绍，目前智光构建了储能的智慧云网，主要实现几个目的，首先是储能的安全永远是摆在第一位的，可以对安全运行做管控。其次是设备管理。储能投资额非常大，一个300MWh的储能站投资要7到8亿元，而且运行年限又比较长，基本长达10年，需要对全生命周期数字化管理，尽可能延长寿命。再次是运维管理。大型储能站分布在全国甚至全球各地，以前采取人工巡检，每个站都要驻点好几个人，而通过云网平台，智光在全国的17个储能站，功率曲线、SOC曲线等等都能在平台上“一览无余”。

此外，利用深度学习方法，可以对电池的寿命进行分析，预测电池的剩余循环次数。用算法模型构建电池安全性评估和预警。