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预防做在消防前，美克生能源PSS护航储能安全
在 2022-06-09 发布
2022年3月21日，《“十四五”新型储能发展实施方案》正式印发，标志着新型储能正式从商业化初期向规模化发展转变，正如方案中提到的，要立足安全，规范管理。加强新型储能安全风险防范，保障新型储能项目建设运行的全过程安全。在新型储能产业发展初期，众多企业因为补贴进入储能行业，缺乏安全意识，储能安全事故频发，甚至造成人身伤亡和财产损失。
从已发生的储能事故来看，消防系统设计对于储能系统安全保护只占一小部分，储能安全预测更为关键，预防要做在消防前。
尽管导致储能安全事故的诱因众多，如电池管理系统、电缆线束、预警监控消防系统、运行环境、安全管理等因素，但业内专家普遍认为，引发储能安全事故的首要原因还是锂电池自身的问题，由锂电池本身的瑕疵或是电池老化从而带来的安全问题。
根据学术研究发现在低温高倍率充电条件下，锂电池的锂离子会在负极与电解液的界面堆积、堆积到一定程度就有可能会产生锂枝晶（是指采用液态电解质的锂电池在充电时，锂离子还原时形成的树枝状金属锂单质）。当锂枝晶生长到一定程度时，就会触破电池隔膜导致电池内短路，最终引发安全事故。
针对锂电池这一特性，专注于储能安全领域的美克生能源提出了解决方案。美克生能源科研团队采用电化学模型对锂电池内部进行模拟预测，真实还原锂电池内部情况，相当于给储能场景安装了一个X光机，实时监测储能电池的内部状况，如电解液变化、隔膜厚度等，发现问题提前预警，以便储能电站运行、运维人员及时采取措施，避免安全事故的发生。
为了进一步提升预测精度和速度，在2021年底，美克生能源跑通了锂电池电化学模型硬件求解器，将单电芯测算时间由原来的0.1秒缩短至0.05毫秒，配合并行计算，电池管理维护测算速度将提升20万倍，解决了商用模型计算速度慢、无法实时计算的世界难题。
在P2D阶段的电化学模型硬件求解器算法基础上，今年3月份，美克生能源锂枝晶生长模拟正式成功，可以在软件端10秒内、硬件端0.1秒内（市场上现在通用计算时间为90秒左右）就得到电池内部各项物理化学量的变化，并模拟锂枝晶生长情况。这样一来将能够更为准确地预测锂电池的寿命衰减，有效预防锂电池安全事故的发生。
除此以外，今年4月份美克生能源将数据驱动的参数辨识耗时缩短至分钟级，并持续扩大数据集，用来训练性能更好的神经网络，从而更准确的评估电池的状态。
通过电化学模型仿真电池内部状态，配合锂枝晶模拟和快速参数辨识，美克生能源目前可以准确地预测锂电池的寿命衰减，精准评估锂电池真正的安全运行工况范围，还能准确获取电池在老化过程中各部分材料的衰退状态信息，从未帮助储能电站更有目的性、预测性、经济性地进行锂电池管理，有效预防锂电池安全事故的发生。
在前沿技术的支撑下，美克生能源成为了储能安全领域的专家。其自主研发的PSS（储能预防性诊断安全管理系统）就是一种将“预防做在消防前”的解决方案。
PSS系统可以通过实时监测储能电池电芯层面的电流、电压时间序列，从中抓取容量、内阻和自放电参数等反映电芯性能特征的电池关键性能参数，并基于对衰老过程中锂电池关键性能参数变化规律和电池知识地貌的分析，捕捉电池关键参数劣化的微先兆。针对电芯内短路热失控、正常老化失效等故障，提前一个月就做出预警。
同时，PSS系统还能够在线对故障进行定点定位，免拆解获取电芯层面电池关键性能参数，“零时间成本”对锂电池储能系统进行“体检”，提供电池健康状态评估、电池状态校正、电池剩余寿命预测等服务，为运维人员提出科学建议，从而更大程度的保障锂电池储能系统全生命周期的安全。2021年，PSS系统作为重要研发课题的应用板块，荣获了国家电网有限公司2021年科学技术进步奖一等奖，为行业可持续发展提供了良好借鉴。
目前PSS系统已经率先切入央企跨国能源体系及国内重大储能项目，为中国首个出海最大储能电站、全球最大规模梯次利用储能电站、央企集团国内最大规模储能电站、上海、沧州、郑州、安徽、浙江、杭州、青海、常州、嘉兴、郑州等多地光储项目、南方电网微电网、客运集团储充站、上海商业储充站等项目提供锂电池储能系统全生命周期安全服务。

5月28日，PSS系统中标淮北皖能储能电站一期（103MW/206MWh）项目，该项目目前是安徽省最大储能项目，由31个液冷磷酸铁锂储能单元组成。

为了在2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”，电化学储能进入到了加速发展阶段。未来，储能会走进街道、园区、社区，应用场景会越来越丰富，储能安全的将和老百姓的安全息息相关，美克生能源会继续做好储能安全管理，为储能全生命周期的安全稳定运行和收益保驾护航。