一、概述
新型储能技术作为支撑可再生能源大规模接入与高效利用的关键环节，其装机规模实现了爆炸性增长。据中关村储能产业技术联盟统计，2024年上半年，我国新型储能新增装机13.67 GW/33.41 GWh，同比均增长71%；累计装机规模达到48.18 GW/107.86 GWh，较2023年底容量规模、能量规模均增长超过40%。其中锂离子电池在新型储能中占比超过96%，并预计在未来一段时间内将继续保持其主导地位。然而，随着行业快速发展与应用不断拓宽，对储能技术的标准化、规范化需求也日益迫切。国内外标准机构也在积极行动，致力于填补储能标准领域的空白。
二、我国新型储能标准现状
全国电力储能标准化技术委员会（SAC/TC550）自2014年成立以来，肩负着我国电力储能领域国家标准和行业标准的规划、制定和管理等工作，同时作为国际标准化组织IEC/TC120 Electrical Energy Storage（EES）systems的国内技术对口单位，积极参与并承担该领域国际标准的投票与标准化活动。目前该委员会已开始第三届换届工作。
2014年12月2日住建部发布了针对电化学储能电站设计的国家标准GB51048—2014《电化学储能电站设计规范》。该标准规定了电化学储能电站的设计原则、布局规划、设备选型标准、防火间距设置、火灾危险性评估、建筑耐火等级要求以及消防给水系统、火灾报警系统等要素，为近十年电化学储能电站的建设提供了重要依据。鉴于储能技术的快速发展，目前该标准正处于修订完善过程中。
随着储能技术的飞速进步与储能项目的蓬勃增长，我国对于储能领域相关标准的制定与更新工作亦在加速推进。2023年《新型储能标准体系建设指南》的发布，标志着我国新型储能领域标准化工作迈入了一个新的里程碑。通过构建涵盖基础通用、规划设计、设备试验、施工验收、并网运行、检修监测、运行维护以及安全应急等八大方面的标准体系框架，指南为新型储能产业链的各个环节制定了详细的标准化路径。指南明确提出2023年要制修订100项以上的新型储能重点标准，初步形成新型储能标准体系，支撑新型储能行业商业化发展。据全国标准信息公共服务平台及能源标准化信息平台统计，截至2024年8月，全国电力储能标准化技术委员会已编制并发布现行有效的国家标准共计41项、国标计划共计9项；储能相关的能源行业标准及电力行业标准共计48项，涵盖了储能电站规划、并网、调试、验收、运维、检修、应急等全生命周期的管理要求，以及储能系统和储能用电池、电池管理系统、变流器等系统设备的相关技术规范与要求。
鉴于锂离子电池在储能技术领域的核心地位及其在大规模储能系统中的应用广泛性，对锂离子电池的安全性与可靠性提出了前所未有的高标准要求。特别是在长期循环使用过程中，确保电池组各单体间的高度一致性，对于维持整个储能系统的稳定运行至关重要。工信部发布的《锂离子电池综合标准化体系建设指南（2023版）》（征求意见稿）中，明确储能型锂离子电池是新能源储能、通信储能、工商业储能、家用储能、应急储能等领域服务的锂离子电池。为保障锂离子电池在储能应用的安全性，我国已发布了两项强制性国家标准：GB40165—2021《固定式电子设备用锂离子电池和电池组安全技术规范》与GB44240—2024《电能存储系统用锂蓄电池和电池组安全要求》。这两项标准的出台，不仅为锂离子电池在固定式电子设备和电能存储系统中的安全应用提供了明确的规范指导，还强化了市场准入门槛，促进了锂离子电池技术的健康发展和储能行业的整体安全水平提升。
三、国际新型储能标准现状
在全球范围内，储能领域应用最为广泛的标准体系主要由国际电工委员会（IEC）、美国保险商实验室（UL）以及美国消防协会（NFPA）等标准机构所制定的标准构成。这些标准体系在推动储能技术的安全性、可靠性方面发挥着至关重要的作用。
在储能安全领域，IEC62933系列标准、IEC62619、IEC63056、UL9540、UL9540A以及NFPA855等标准尤为重要，为储能系统的安全、储能电站的设计与运行提供了全面而深入的技术规范和安全要求。这些标准不仅涵盖了储能电池及系统的性能评估、安全测试方法，还涉及到安装、操作、维护等多个环节，为储能行业提供了广泛认可的安全基准。
IEC于2011年发布《电能存储白皮书》。为进一步规范和促进储能技术的发展，IEC于2012年成立IEC/TC120Electrical Energy Storage（EES）systems电力储能系统技术委员会。IEC/TC120主要关注储能技术以及储能与电网的交互，下设5个工作组，目前已发布16项IEC 62933《Electrical energy storage(EES) systems》（电力储能系统）系列标准。通过明确术语定义、规范性能参数与测试方法、指导规划建设流程、关注环境友好性并强调安全要求，IEC62933系列标准为储能的发展奠定了坚实的基础。
IEC/TC21 Secondary Cells and Batteries蓄电池技术委员会在储能领域同样发挥着至关重要的作用，专注于制定与锂离子电池、铅蓄电池、液流电池等关键储能技术相关的标准。其中，IEC62619《Safety requirements for secondary lithium cells and batteries, for use in industrial applications》（工业用锂离子电池和电池组安全要求）与IEC63056《Safety requirements for secondary lithium cells and batteries for use in electrical energy storage systems》（储能用锂离子电池和电池组安全要求）共同构建了储能用锂离子电池的安全标准体系。
IEC62619标准被明确定位为锂离子电池在工业用途中的共通性试验项目及最低限度的安全需求规范。该标准不仅广泛适用于通信基站、不间断电源系统（UPS）、储能系统等陆地非交通领域的工业产品，还强调了电池系统需在合理可预见的滥用条件下进行安全评估的重要性。具体而言，IEC62619涵盖了外短路试验、撞击试验、跌落试验、热滥用试验、过充电试验以及强制放电试验等一系列严格的测试项目，以确保锂离子电池在复杂多变的工业环境中仍能保持稳定可靠的安全性能。而IEC63056标准则在IEC62619的基础上，进一步针对储能系统用锂离子电池提出了更为具体和严格的额外安全要求。该标准明确规定了额定电压在1500V（直流）以下的储能系统用锂离子电池及电池组所需满足的安全条件。
2014年，UL发布了全球首个固定式储能系统安全标准UL9540《Energy Storage Systems and Equipment》（储能系统和设备）。UL9540广泛涵盖了电化学储能、机械储能以及热储能等多种储能形式，并详细规定了储能系统各关键组成部分的具体要求，包括充放电系统、控制保护系统、功率转换系统、通信系统、冷热管理系统、消防系统以及燃料或液体管道、容器与系统安装等。其中要求电池系统需符合UL1973《Batteries for Use in Stationary,Vehicle Auxiliary Power and Light Electric Rail(LER)Applications》（用于固定式、车辆辅助电源和轻电轨道（LER）应用的电池）的相关规定。UL1973适用范围广泛，不仅覆盖了光伏、风力发电存储、不间断电源系统（UPS）等传统领域，还包括轻型电动轨道及固定式铁路应用等领域。在安全要求方面，UL1973与IEC62619存在诸多共通之处，两者均强调了结构要求、电气试验、机械试验、环境试验以及电芯失效试验等关键安全要素的评估与验证。然而，值得注意的是，UL标准在覆盖范围上展现出更为广泛的兼容性，除了锂离子电池外，还纳入了钠-β型电池、液流电池等其他类型的储能电池。
鉴于锂离子电池潜在的热失控风险及其可能产生的可燃气体，UL发布了UL9540A《Test Method for Evaluating Thermal Runaway Fire Propagationin Battery Energy Storage Systems》（用于评估电池储能系统的热失控火蔓延测试方法），该标准旨在提供一种专门的测试方法，用于评估电池储能系统在大规模热失控情况下火势蔓延的特性。通过实施这一测试方法，可以收集关键数据，进而为选择合适的火灾与爆炸保护机制提供科学依据。具体而言，UL9540A标准允许用户或监管机构依据测试结果，明确储能系统间的合理隔离间距，以确保在个别电池单元发生热失控时，火势不会迅速蔓延至整个系统。同时，该标准还关注于系统发热量的量化评估，以及燃烧过程中产生气体的类型分析，这些信息对于制定有效的灭火策略至关重要。例如，基于测试结果，可以更加精准地选择适用于特定气体类型的灭火器，从而提高灭火效率与安全性。
NFPA855《Standard for the Installation of Stationary Energy Storage Systems》（固定式储能系统安装标准）是一部全面规范储能系统及其在建筑环境中安装安全要求的标准文件。该标准聚焦于确保新建、改建或扩建项目中，涉及单个防火分区或预制舱式储能系统的安全性，特别针对额定能量达到一定阈值的储能系统，如不低于20kWh的锂离子、液流电池等主流储能技术，进行了详尽的安全规定。NFPA855的覆盖范围广泛，基本囊括了当前市场上主流的储能电站系统，旨在通过制定统一的安全标准，降低储能系统在运行过程中可能引发的火灾、爆炸等风险，保障人员安全、财产保护以及环境的和谐共存。该标准不仅关注储能系统本身的物理安装与电气连接安全，还深入探讨了储能系统在建筑环境中的布局规划、防火分区划分、通风散热设计、火灾探测与报警系统配置、灭火设备选择与布置等多个关键方面，为储能系统的安全、高效、可靠运行提供了全面的技术保障。
此外，精确评估锂离子电池等储能本体的健康状态对于保障系统稳定运行与预防潜在安全风险具有不可或缺的重要性。电池管理系统（BMS）作为储能系统的核心组件，其关键功能在于实时监控电池组的电压、电流、温度等关键参数，确保电池在预设的安全边界内运行，并提供必要的保护措施，如过充保护、过放保护、过热保护等，以延长电池使用寿命并防止安全事故的发生。鉴于BMS在储能安全中的核心地位，IEEEP2686工作组正致力于制定BMS的推荐实践标准，旨在为行业提供一套科学、合理、可操作的指导原则。同时，加拿大标准协会（CSA）也发布了BMS安全标准，进一步强化了BMS在安全领域的规范化要求。另一方面，储能能量管理系统（ESMS）作为储能系统的“大脑”，不仅负责整个储能系统的运行管理，还承担着与电网调度系统或用户侧的通信与控制任务。ESMS能够协调控制多个储能项目内的储能系统，使其灵活参与电网的各种服务，如调频、调峰、黑启动等，从而提升电网的灵活性和可靠性。为了规范ESMS的设计、实施与运维，IEEE目前正在制定ESMS标准，这将为储能安全的全面监控与管理提供强有力的技术支撑。
参考文献：[1]唐亮, 卓萍, 李煌, 等.新型储能安全标准体系研究[J].中国标准化,2024,(S2):35-41.
转自：公众号旭和储能
