“力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和”，是我国应对气候变化，推动温室气体减排的重大战略决策，事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。电力是碳排放占比最大的行业，减排效果将直接影响“双碳”目标的完成进度。构建以新能源为主体的新型电力系统，大力发展电源、电网以及用户侧规模化储能，是电力行业推动“节能减排”，实现“双碳”目标的必由之路。

锂电池储能为代表的电化学储能，具有能量密度高、响应速度快、选址不受限制、成本快速下降等优势，是目前除抽水蓄能以外发展最成熟的储能形式，在电网调峰调频、无功补偿、平抑新能源出力波动、电网黑启动等方面发挥着重要作用。但现阶段已规模化应用的磷酸铁锂储能，存在的电池热失控、燃爆等安全性问题，始终如达摩克利斯之剑，一直悬在其大规模应用之路上。特别是“416”直流光储充一体化电站起火事件，更是敲响了安全的警钟。

紧跟储能技术发展前沿，国网江苏经研院聚焦磷酸铁锂电池储能大规模应用的安全性、可靠性和经济性研究，自2018年在全国开展电网侧磷酸铁锂电池储能规模化应用以来，率先建成江苏一期101兆瓦镇江电网侧大规模磷酸铁锂电池储能电站，创下当时投运的全球容量最大的集群示范工程记录；2020年江苏二期储能项目，昆山110.88兆瓦全球单体最大储能电站建设投运之后，成为磷酸铁锂电池储能应用的“江苏样板”，由此逐渐探索形成了国网江苏经研院主设的磷酸铁锂电池储能应用事前、事中和事后“三级防护设计与管理”的“江苏经验”。

事前防护，创新站址分区电池分舱的防火设计

“电池热失控及由此引起的电池燃爆是磷酸铁锂储能最大的安全隐患。采取电池的分区和分舱设计，能有效降低储能电池集中度，预防单个电芯热失控传导扩散导致事故。”国网江苏经研院设计中心副主任李妍介绍。

由国网江苏经研院负责总承包建设的江苏一期101兆瓦镇江储能电站项目，充分利用了退役变电站站址，把电池集成在101个电池舱内，并合理采取站区级分址，安装到8个站址。

同时，在设计江苏二期储能电站时，设计人员创新提出了站区内电池舱“背靠背”、中间夹防火墙的紧凑型设计，在节约土地资源的同时有效形成热隔离带，避免热失控和火势跨舱蔓延，形成防火分区。

“我们进一步采用相邻舱间设置防火墙的设计，同时充分利用站内道路，优化设计形成热隔离带，避免发生火灾时火势跨舱蔓延。这样把站舱分设隔离形成防火分区，有效筑起储能安全的第一级防线。”李妍说。

事中监测，打造高效智能的舱内监测预警系统

做好电池舱防火分区的设计只是避免火灾发生失控风险的第一步，要想真正防范火灾，就必须要采用高效智能的监测系统来对电池舱内的气体及电池温度进行24小时不间断的监控。

针对江苏二期储能电站设计，国网江苏经研院设计人员针对电池舱内电池模块串接、电气部件结构等元件级防护设计进行了优化。在此基础上，设计人员制定了一套电池热失控特征气体探测、告警、电池管理系统交互联动机制，并基于特征气体监测的储能火灾告警策略，自主研发了储能电站智能分析决策平台和火灾智能预警系统，解决电池初期热失控发现难、管控难问题。

“我们创新了现有锂电池储能的火灾智能预警策略，相比于常规烟感、温感探测，能够实现提前10-20分钟预警，有效防范电池舱内火灾的产生。”国网江苏经研院设计中心综合能源服务室专职张群介绍。

事后应急，研发精准控制的消防应急灭火系统

如果遇到极端情况，导致电池舱内产生了火灾，电池舱灭火系统就形成了储能电站消防安全的最后一道防线。

相关数据显示，锂电池一旦产生火灾，着火速度快，持续时间长，在数秒钟内就能蔓延至整个电池模块。同时，锂电池着火难以扑灭，即使电池箱外部明火被熄灭，电池箱内部温度依然很高，极易复燃。

针对锂电池着火的特点，国网江苏经研院设计人员基于时序分级、协同联动的火灾精准控制策略，研发出了一套储能电池舱细水雾灭火系统。

“我们的这套系统通过模组壳体内置水雾喷头，能够实现灭火剂精准释放、热失控电池模组迅速灭火和降温，解决了锂电火灾难扑灭、易复燃世界性难题，为储能电站消防牢牢把控住了最后一道安全防线。”张群说。

始终秉承安全第一的原则，国网江苏经研院持续探索磷酸铁锂电池储能大规模安全应用研究，在确保储能电站本体工程安全设计的同时，首创锂电池储能火灾消防技术标准，并协同主管部门发布磷酸铁锂储能电站消防专项管理措施，制定省内电网侧储能设备入网质量标准，相关规定已在江苏二期储能电站建设中全面应用。

下一步，国网江苏经研院将持续赋能储能应用，护航新型电力系统建设，在制定电力行业储能应用的行业标准上“走在前，做示范”，进一步打造磷酸铁锂电池储能在电源、电网以及用户侧规模化应用的“江苏样板”，贡献“江苏经验”，助推“双碳”目标实现。