電化學儲能電站用火災報警控制裝置編制說明

《電化學儲能電站用火災報警控制裝置》編制說明工作簡況任務來源根據國家標準化管理委員會、民政部關于印發(fā)《團體標準管理規(guī)定》的通知（國標委聯〔2019〕1號），為促進我國電池行業(yè)“增品種、提品質、創(chuàng)品牌”，推動電池行業(yè)自主創(chuàng)新，增加標準有效供給，滿足電池行業(yè)發(fā)展需要，中國電池工業(yè)協會決定開展組織制定中國電池工業(yè)協會團體標準工作，并制定了《中國電池工業(yè)協會團體標準管理辦法（2022年本）》，依據此管理辦法，中國電池工業(yè)協會于2024年牽頭組織本標準的編制工作。編制目的和意義今年的《政府工作報告》提出，“發(fā)展新型儲能”。截至今年一季度末，全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規(guī)模達3530萬千瓦/7768萬千瓦時，較2023年一季度末增長超過210%。隨著電化學儲能技術的不斷發(fā)展和應用領域的拓展，電化學儲能系統(tǒng)的市場規(guī)模將持續(xù)增長，電化學儲能電站作為現代能源體系中的重要組成部分，廣泛應用于光伏電站、風力發(fā)電站以及新能源儲能系統(tǒng)中。然而，這類電站由于大量使用電池組作為儲能介質，存在較高的火災風險，鑒于電化學儲能電站火災的高可能性和嚴重危害，配置專用自動滅火設施顯得尤為重要，因此目前在電化學儲能電站的項目實踐中，基本上都配置有電化學儲能電站專用的消防措施。電化學儲能電站的火災可以分為兩類：一類是電氣引發(fā)的火災，如常規(guī)電站可能發(fā)生的變壓器火災、電纜火災等，針對此類火災，傳統(tǒng)的自動滅火系統(tǒng)可有效探測并通過氣體滅火裝置有效撲滅；而另一類是儲能系統(tǒng)中電池引發(fā)的火災，有別于傳統(tǒng)電氣或建筑火災，危害大且一旦火起就不可控，需要配置專用的自動消防系統(tǒng)。大容量儲能系統(tǒng)往往由數量眾多的單個儲能單元（電芯）通過串并聯成組構成，這些儲能單元具有較高的能量密度，并且具備易燃性，一旦單個儲能單元發(fā)生了熱失控，未得到及時抑制，則會引發(fā)熱失控擴展，引發(fā)周邊儲能單元發(fā)生熱失控，火勢迅速蔓延，造成不可控的嚴重后果，可能導致嚴重的經濟損失和人員傷亡。因此，要求配置專用自動滅火設施，消防設施應具備如下特點：能夠在熱失控發(fā)生的早期探測火災危險：在熱失控發(fā)生的早期，由于電化學儲能單元內部溫度異常，會在火災發(fā)生前釋放部分烴類、氫氣、一氧化碳等可燃氣體，要求消防系統(tǒng)能夠在火災發(fā)生前，發(fā)現危險跡象，及時報警并采取措施，而傳統(tǒng)消防系統(tǒng)中一般不將可燃氣體納入消防報警判斷邏輯。消防系統(tǒng)要能夠發(fā)生熱失控快速響應：當系統(tǒng)探測到熱失控引發(fā)火災時，要能夠在火災初期迅速啟動，及時抑制火災，防止熱失控擴展的發(fā)生，有效遏制火勢蔓延。通過智能探測技術實時監(jiān)測火災風險，一旦發(fā)現異常情況立即啟動滅火程序，有效遏制火勢蔓延。消防系統(tǒng)要能夠精準滅火：自動滅火系統(tǒng)能夠準確識別火源位置，在單個儲能單元發(fā)生熱失控時就能精確定位，并及時精確釋放滅火劑抑制火災，阻止熱失控擴展，將損失降低到最小。消防系統(tǒng)要能夠多次啟動滅火防止火災復燃：由于電化學火災具備難于撲滅，容易復燃的特點，因此要求自動滅火系統(tǒng)能夠多次釋放滅火劑抑制火災，防止復燃的發(fā)生。儲能消防系統(tǒng)需要與整個儲能管理系統(tǒng)有機融合：儲能消防系統(tǒng)是整個儲能系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，在發(fā)生火災時消防系統(tǒng)的報警信號要及時傳遞給BMS、EMS等其他系統(tǒng)，以便整個儲能系統(tǒng)采取保護措施，同時其他子系統(tǒng)也具備對儲能系統(tǒng)安全的監(jiān)控能力，例如BMS系統(tǒng)就能夠更精確地探測儲能電池的熱失控溫度等，獨立的可燃氣體探測報警裝置也能夠精確探測電池艙內可燃氣體的濃度信息等，消防系統(tǒng)應該能夠接入其他子系統(tǒng)傳送來的報警信息，納入報警邏輯，綜合判斷系統(tǒng)的火災風險。綜上所述，電化學儲能電站配置專用自動滅火設施是保障其安全運行、降低火災風險和危害的必要措施，而傳統(tǒng)的滅火報警控制器不能勝任儲能電化學儲能電站這一特殊自動消防系統(tǒng)的場景，因此也不能在儲能電站中套用一般建筑用滅火報警控制器的規(guī)范。在儲能項目的早期實踐中，部分案例是采取對傳統(tǒng)的建筑通用滅火報警控制器進行非標升級改造，結合可燃氣體報警控制器，并通過控制模塊等配置復雜的控制邏輯以滿足項目的最基本需求，系統(tǒng)繁瑣可靠性也不高，而且也不能完全滿足電化學儲能電站消防系統(tǒng)的要求。在近兩年的項目實踐中，部分專門為儲能電站配套消防系統(tǒng)的專業(yè)企業(yè)開發(fā)了專用的電化學儲能電站用火災報警控制器，并取得了應急管理部消防產品合格評定中心頒發(fā)的技術鑒定證書，在項目實踐中廣泛應用。應急管理部消防產品合格評定中心頒發(fā)技術鑒定的依據是結合了GB4717《火災報警控制器》和GB16808《可燃氣體報警控制器》的部分條款，并不能完全規(guī)范電化學儲能電站用火災報警控制器的基本功能，而現行儲能電站建設的標準規(guī)范遠落后于產業(yè)發(fā)展，因此很有必要專門制定標準，規(guī)范電化學儲能電站用火災報警控制器。主編單位情況標準起草單位、起草人及承擔工作內容見表1。表1標準起草單位、起草人及承擔工作內容序號起草單位起草人工作內容1南京能啟能電子科技有限公司徐向前主要起草單位，負責方法的技術和試驗研究，標準草案的起草，組織完成方法驗證試驗和數據統(tǒng)計分析，標準的起草、編寫以及修改意見的整理和文本修改等工作。2無錫市檢驗檢測認證研究院王勛、顧正建主要起草單位，負責方法的技術和試驗研究，標準草案的起草，組織完成方法驗證試驗和數據統(tǒng)計分析，標準的起草、編寫以及修改意見的整理和文本修改等工作。3國信認證無錫有限公司陳燕、王歡、肖文倩杜晶晶主要起草單位，負責方法的技術和試驗研究，標準草案的起草，組織完成方法驗證試驗和數據統(tǒng)計分析，標準的起草、編寫以及修改意見的整理和文本修改等工作。4。。。編制過程2024年1月，無錫市檢驗檢測認證研究院提出申請。2024年2月，經中國電池工業(yè)協會批準立項。2024年3月，成立標準編制組，制定了工作計劃和方案，形成標準草案（工作組討論稿）。2024年3月13日，由中國電池工業(yè)協會在深圳組織召開了標準的啟動會及討論會。來自無錫市檢驗檢測認證研究院等單位的專家代表參會，并對標準草案提出建議及修改意見。2024年3月-2024年6日，標準編制組根據討論會修改意見及共識對標準草案進行修改，形成討論稿。2024年7月19日，由中國電池工業(yè)協會在深圳組織召開了標準的討論會，會議由中國電池工業(yè)協會儲能分會承辦。來自無錫市檢驗檢測認證研究院、國信認證無錫有限公司等企業(yè)及科研單位參加了討論會，參會代表涵蓋了生產廠家、使用單位、研究機構等。與會專家對標準草案技術內容逐條進行了充分討論，并提出寶貴修改建議。2024年8月-2024年10日，標準編制組根據討論會修改意見及共識對標準草案進行修改，形成討論稿。2024年11月1日，由中國電池工業(yè)協會組織在線上召開了標準的討論會。來自無錫市檢驗檢測認證研究院、國信認證無錫有限公司等企業(yè)及科研單位參加了討論會，與會專家對標準草案技術內容進一步提出了修改建議。2024年11月，標準編制組按照專家修改建議對討論稿進一步修改完善后形成標準征求意見稿，提交中國電池工業(yè)協會征求意見。標準編制原則本標準編寫符合GB/T1.1《標準化工作導則》的規(guī)定。標準的制定考慮了相關標準、法規(guī)間的相互協調。由于電化學儲能是一個在近幾年才廣泛發(fā)展起來的新型產業(yè)，此條件中規(guī)定的技術要求即要有先進性又要有成熟性，還要便于推廣，對于在已有國標中已經明確規(guī)定的適用內容，直接引用。對于不成熟的技術應作為后期的技術研究，待該項技術成熟時適時修訂標準。標準的技術內容確定要適合我國國情，標準的技術要求應明確，避免模糊的表述，盡可能提出定量的要求，并有相應的檢驗方法。主要內容范圍本文件規(guī)定了電化學儲能電站用火災報警控制裝置的術語和定義、要求、試驗、產品出廠檢驗、標志和使用說明書。本文件適用于電化學儲能電站用火災報警控制裝置。規(guī)范性引用文件GB/T4208-2017外殼防護等級(IP代碼)GB4717-2024火災報警控制器GB16808-2008可燃氣體報警控制器GB16806-2006消防聯動控制系統(tǒng)氣體滅火控制器GB12978消防電子產品檢驗規(guī)則GB/T9969工業(yè)產品使用說明書總則標準中主要條文的說明3.1電化學儲能電站的定義參考GB51048-2022征求意見稿定義。3.2電化學儲能電站用火災探測裝置的定義通過歸納目前電化學儲能電站中所采用的大部分火災探測裝置確定。3.3本條目是對本標準所規(guī)范設備的功能和本質特征的描述。4.3.1.2電化學儲能電站采用的探測裝置，特別是復合火災探測裝置，一般都具備按火災嚴重級別分級報警的功能，本控制裝置不應丟失探測裝置的分級報警信息，并可根據預設的邏輯將探測裝置的分級報警信息納入報警條件進行報警。4.3.1.3在電化學儲能電站，消防系統(tǒng)是整個儲能系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，其他子系統(tǒng)也具備對整個系統(tǒng)安全的監(jiān)控能力，例如BMS系統(tǒng)就能夠更精確地探測儲能電池的熱失控溫度等，獨立的可燃氣體探測報警裝置也能夠精確探測電池艙內可燃氣體的濃度信息，消防系統(tǒng)應該能夠接入其他子系統(tǒng)傳送來的報警信息，納入報警邏輯，綜合判斷系統(tǒng)的火災風險。在其他標準規(guī)范中也有類似的要求（參考GB/T44026-2024:9.7.4.7，DB32/T4682-2024:5.2.1，CEC/T373-2020：4.3.1）。規(guī)定輸入接點不少于4個主要考慮一個典型的儲能預制艙在電池艙火災探測裝置的報警信號之外還必須至少接入BMS、可燃氣體高報、可燃氣體低報和電氣艙的火災報警這4路信號，電氣艙一般與電池艙隔離，屬于獨立消防防區(qū)。4.3.1.4根據國標GB/T42726-2023《電化學儲能電站監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范》中6.4的規(guī)定，電站發(fā)生事故時報警按嚴重程度分為一級、二級、三級報警，其中一級為最嚴重，并對典型的報警信息做了規(guī)定，相應的消防控制裝置也應具備按火災嚴重程度分級報警的功能，根據項目實踐，消防系統(tǒng)應至少包括火災報警和熱失控預警兩級火災報警作為對外的一級和二級報警，同時可考慮將科燃氣體報警作為三級報警，此條目明確定義了兩級報警的含義作為實施依據。4.3.1.5此條目主要是為了防止消防聯通時因個別探測器裝置誤報而誤觸發(fā)消防系統(tǒng)，對儲能系統(tǒng)造成財產損失，本條目引用國標GB55036-2023《消防設施通用規(guī)范》中12.0.11中的規(guī)定。4.3.1.6由于很大一部分電化學儲能電站位于偏遠地區(qū)，儲能電池艙處于無人值守運營狀態(tài)，一旦發(fā)生由于外界干擾等引起的誤報發(fā)生，只能在不需要人工干預的情況下能夠自動恢復正常運行，本條目內容參考國標4717-2024《火災報警控制器》中5.4.1.9b)。4.3.1.7為防止誤報，控制裝置發(fā)出的火災報警信號需要由兩個獨立的探測裝置或回路報警信號的“與”邏輯組合觸發(fā)，這條的實施可參照GB4717-2024火災報警控制器》中5.4.1.9的要求。4.3.2火災報警控制功能應在接入儲能電站用氫氣、一氧化碳和感煙感溫復合火災探測裝置等的情況下滿足火災報警控制功能。4.3.3按照國標GB/T42288-2022《電化學儲能電站安全規(guī)程》的要求，消防系統(tǒng)應具備可燃氣體濃度顯示功能，電化學儲能電站在運營和發(fā)生熱失控過程中有可能產生氫氣、一氧化碳等可燃氣體，儲能消防系統(tǒng)必須對可燃氣體的濃度進行監(jiān)控，這是有別傳統(tǒng)消防系統(tǒng)的重要特點。4.3.4控制裝置應具備可燃氣體低限、高限兩段報警功能,并可設置報警閾值，這在GB16808-2008《可燃氣體報警控制器》的4.1.3中有描述，在工程實踐中也有很多應用，可參考CEC/T373-2020:4.9.4，DB32/T4682-2024:7.3.3。4.3.5電化學儲能系統(tǒng)的火災發(fā)展速度塊，要求消防系統(tǒng)具備更快速的響應時間，控制裝置應具備消防聯動功能，這在國標GB/T42288-2022《電化學儲能電站安全規(guī)程》的5.6.11條目也有規(guī)定，按照撲滅火災和持續(xù)抑制復燃的要求，控制裝置應能夠根據預設邏輯多次啟動滅火裝置，本條目關于消防聯動參考了GB16806-2006《消防聯動控制系統(tǒng)》中4.2.2.9的要求。4.3.6電化學儲能消防系統(tǒng)應具備防爆排風系統(tǒng)，本條目可參照GB/T44026-2024《預制艙式鋰離子電池儲能系統(tǒng)技術規(guī)范》中9.7.4.9和9.7.4.10的規(guī)定，這在項目實踐中都是控制裝置直接控制實現的。4.3.7控制裝置應具備不少于兩路對外通信功能，在項目實踐中，其中至少有一路是預留與BMS系統(tǒng)進行通信的，與BMS的通信通常為RS485協議，另一路應預留給與上級消防監(jiān)控系統(tǒng)通信，通信協議在GB4717-2024《滅火報警控制器》中已經做了規(guī)范。4.3.8儲能消防系統(tǒng)與儲能控制系統(tǒng)集成，能夠直接與其他子系統(tǒng)和控制設備聯動，這在GB/T44