北京集美大红门25MWh直流光储充一体化电站项目事故分析(1).pdf

北京集美大红门25MWh直流光储充一体化电站 项目事故分析 中国电力科学研究院有限公司 储能与电工新技术研究所 二〇二一年四月 1 目 录 一、工程基本信息 1 二、现场事故情况 6 三、技术原因分析 8 四、后续工作建议 14 2 一、工程基本信息 集美大红门25MWh直流光储充一体化电站项目于2018年4月 份在丰台区发改委备案，项目开发商为北京福威斯油气技术有限 公司，位于北京市丰台区南四环永外大红门西马厂甲14 号院内。 项目一期包括 1.4MWh 的屋顶光伏94 个车位的单枪 150KW 大功率 直流快速充电桩，以及25MWh 的国轩高科磷酸铁锂电池储能，其 中12.5MWh 用于外部电动车充电 （包括南区4MWh 社会车辆+北区 8.5MWh 大巴运营），12.5MWh 用于室内供电。 项目于2019 年3 月正式投入运营，是北京城市中心最大规模 的商业用户侧储能电站、最大规模的社会公共大功率充电站、第 一个万度级光储充电站、第一个用户侧新能源直流增量配电网， 也是北京市最大的光储充示范项目工程，整体布局情况见图1。 图1 集美大红门25MWh 直流光储充一体化电站整体情况 1 单体电池为国轩高科3.2V 10.5Ah 磷酸铁锂方壳电芯，通过 225S18P 先串后并 （225只串联形成组串，18个组串并联）的级联 方式形成720V 189Ah 的电池模块，再将多个模块并联的方式形成 电池簇，具体现场情况见图2。 图2 现场电池情况 2 图3 现场用单晶硅面光伏板 图4 现场用新能源汽车充电桩 该项目利用集美家居广场天台闲置空间，铺设单晶硅面光伏 板，构建光伏发电系统，如图3所示。同时，配置新能源汽车充 电桩 （见图4），将光伏发电、智能充电桩和储能系统结合，最终 3 形成光储充一体化设施。其中，储能系统在电池簇旁配置了手持 式消防器械，可以对早期事故进行应急处置。 图5 室内储能电池簇、电池监控及手持式灭火装置 该光储充一体化项目中包含的储能电站部分，与传统的集中 式储能在电气结构上存在较大差异。在传统的电动汽车充电站中， 充电桩输入的是交流电，而新能源车的大功率充电使用的是直流 电，因此需要配备一圈交流转换直流的设备。项目考虑电池级联 输出本身为直流电的特性，去除了相应的“交转直”、“直转交” 的变电设备，电池直接串联至750V，经过多机并联，使得每个充 电桩都可以达到150kW 功率，250A 电流，750V 电压，相应参数对 应国标充电桩输出标准最高值。虽然该设计突破了现有设备的尺 寸及性能限制，但也对电池簇间的均流能力及直流开关设备的开 断能力提出了更高的要求。 4 图6 项目整体电气拓扑情况 图7 该光储充项目与传统配网方式的对比 5 二、现场事故情况 2021年4 月16 日12 时17分，北京市119指挥中心接报丰台 区南四环永外大红门西马厂甲14 号院内电站起火的警情，调派 15 个消防站47辆消防车235名指战员到场处置。 14 时15分许，在对电站南区进行处置过程中，电站北区在毫 无征兆的情况下突发爆炸，导致2名消防员牺牲，1名消防员受伤 （伤情稳定），电站内1名员工失联。 图8 现场航拍情况