直击储能大会｜普兆新能源杨振华：户用储能全方位安全解决方案

中国储能网讯：9月7—9日，由工业和信息化部节能与综合利用司、国家能源局能源节约和科技装备司、浙江省能源局联合指导，中国化学与物理电源行业协会联合232余家机构共同支持的第十二届中国国际储能大会在杭州洲际酒店召开。本次大会由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会、中国科学院电工研究所储能技术组和中国储能网联合承办。

大会以"共创储能新价值，共建市场新格局"为主题，聚焦新型储能安全持续发展，针对储能产业面临的机遇与挑战等重点、热点、难点问题展开充分探讨，分享可持续政策机制、资本市场、新型储能系统集成技术、供应链体系、商业模式、标准、示范项目应用案例、新产品以及解决方案的普及和深化应用。

来自行业主管机构、国内外驻华机构、科研单位、电网企业、发电企业、系统集成商、金融机构等不同领域的913家产业链企业，3317位嘉宾参加了本届大会，其中154家企业展示了储能产品，可谓盛装出席，涵盖系统集成、电芯、PCS、BMS、集装箱、消防、检测认证等新型储能全产业链。

大会组委会邀请苏州普兆新能源设备有限公司技术副总杨振华做《户用储能全方位安全解决方案》主题报告。以下为发言主要内容：

杨振华：非常感谢各位领导、各位行业内的同仁，本人杨振华，有幸代表公司苏州普兆新能源向大家做一个汇报，汇报的主题是户用储能解决方案之“电源侧”安全解决方案。

简单介绍一下苏州普兆公司的背景。

苏州普兆是2011年成立，专门聚焦光伏这个赛道，专注于安全领域，尤其是户用储能安全领域。我们是携手上海交大以及香港科技大学，做一些相关产品和解决方案的研发和产业化。我们公司在苏州。

这张图是我们能够提供给广大客户的产品线总览，这张图是从电池板这一侧到电网这一侧我们能够提供的产品系列，最左边比如组件式关断器，有欧洲客户用的组串式的防火关断器，接下来是隔离开关，以及断路器，直流断路器加一些其他的零部件，比如说防雷、熔芯放在箱里面组成一个直流系统电箱。左侧是直流侧产品，右侧是交流侧产品。交流侧的产品比较常规，我就不做赘述。这是户用储能，对于工商业或大型地面项目，我们可以提供电压达到1500V，直流电流做到800A的断路器和隔离开关，这是产品的概述。

接下来介绍一下解决方案的背景。据统计，SolarPower，一个欧洲权威杂志，2022年全球屋顶光伏安装容量会超过100GW，欧洲平均户用功率达到6-8个kW，国内可能大了一点，可能在20kW，甚至30kW，平均大概10kW一个屋顶。100个GW意味着每年增加1000万个屋顶，这个基数非常庞大。单位是每年，可以预见到未来光伏户用储能安装量呈爆炸式增长。这么庞大的基数，假如说安全事故是一个几率问题，基数庞大了之后，它的起火的数量，绝对值数量也是越来越高的，更何况我们的屋顶电站随着时间的推移老化，各种各样安全问题逐渐凸显出来。所以安全在户用储能这一块是越来越严峻的形势，面临这样的问题。

户用储能我们把它分为四个部分：第一是电池板，第二个是电池包，这两类统称电源侧，因为它有能量产生。三、四是线路和负载，线路和负载不是不重要，但不是我今天讲的主题，我讲的主题主要围绕电池板和电池包这两个更加重要的方向去做。电池板如果按功率10-20kW，电压一般可以做到100V，电流做到15安培，这个能量是非常大的。电池包更不用说，5度电、10度电、15度电、20度电是非常普通的型号。如果从能量角度来换算的话，1度电能量是360万焦耳，1公斤TNT是420万焦耳，如果单纯从能量角度换算这个能量是非常巨大的，当然电池的放电过程和TNT爆炸的能量释放方式不一样，但是从能量总量来讲是差不多的。如果从这个角度来讲，家里装了10度电，可能跟装了两个炸药包都差不多，如果安全做不到位的话，每天晚上睡觉都睡不着。我们重点围绕这两块做了安全方面的解决方案。

左边这个视频，光伏起火，大家觉得光伏起火应该怎么去灭火？直接用水喷可以吗？德国人给我们做了一个很好的示范，怎么救？不救，直接烧光为止，因为光伏起火有两个危害，一个是明火的危害，再一个是直流电的危害，直流电的危害会导致人身生命安全的威胁，一个基本的原则是生命安全高于财产安全的，所以干脆不救，烧光为止。这样就造成了一个很大的经济损失，本来别墅上想省几度电，装绿色能源，装一个光伏，结果别墅烧了，工厂烧了更不得了，得不偿失。所以基于这个背景，美国提出来一个标准，叫NEC2014，现在刷到2020版本。2014是阵列之外30公分之内必须装一个隔离装置，就是防火开关，要求把电池板和建筑物进行隔离开来，这是一个最初的安全标准。现在刷新到2020，要求整个系统在关断的时候，不能有超过80V电压，这是美国这个标准的精髓，80V电压，当消防员爬屋顶的时候至少不会被电击。

北京416事件发生之后，国内也出台了相关的政策，2021年出台了安全的政策，虽然来的晚了一点，但是看得出能源局、国家对安全这一块越来越重视，不排除未来一到两年或者三到四年之后也出台类似的相关安全标准。

光伏起火据统计有三大主因，第一个主因是电池板本身品控不好，第二个是安装问题，端子连接不好，电阻如果超8毫会发热，本身端子空间又小，散热又差，所以超过8个毫会发热，温度会超过120度，这时候会融化、起火。但是正常施工过程中，因为施工环境比较复杂，比如灰尘、异物进去、安装连接不牢靠，各种各样的问题都会导致端子熔掉这个问题。第三个是拉弧，拉弧它的危害更高了，比如拉弧危害可以达到3000度，把金属都能够熔化掉，这个温度是非常高的，据说也是起火的主要原因，贡献率超过50%。拉弧到底什么原因造成的？也有可能是线缆老化，比如光伏运行10年、20年之后老化，也有可能是动物的啃咬，老鼠把线咬了，也有可能是线缆的拖拽造成的。

我这里有一个关于电弧的视频，现在放一下。

这是一个关于电弧产生的原因及危害的小视频，背景和危害都介绍过了，现在介绍一下我们的方案到底是什么。

针对储能电池板方案，我们第一个提出了组件级波段安全，要求每个组件后接一个RSD关断器，可以控制在每个输出0.9V，有助于后期维护和检测。我们是通过PRC电力载波通讯技术，结合我们的Control Box发射器进行的双向闭环安全检测和控制。这个控制器里集成了AFCI，翻译过来就是电弧检测模组，它会检测整条线路上是否有电弧产生，一旦有电弧产生之后，电弧检测模组会给发射器一个指令、一个信号，发射会控制关断器进行关断。可以看出，我们是从检测到指令发送，到动作完成，是一个完整的解决方案。

有的同仁也可能会问到：现在SUSPEC协议不也是要求逆变器里面集成发射器？也是有这个功能的。实际上相对于逆变器里面集成发射器这个方案来，我们外置的方案有它的优势：第一，我可以绕开SUSPEC通信的专利问题；第二，逆变器EMS难过的问题可以解决掉，现在SUSPEC又出来一个新的要求，要求发射器必须加一个外置的铁盒子放到逆变器里面去，实际上这是对逆变器厂商一个更高的要求、更高的限制，如果把它外置之后，相当于兼容所有的逆变器品牌，不需要去做单独的SUSPEC认证，也不需要去做列明。刚才我还跟CIC的同事去了解，做一个系列可能成本十几万，普遍要所有的逆变器，所有的系列都要做，这个时间和精力以及成本投入是巨大的，这个方案依旧可以绕开专利问题。第三个，可以有很好的兼容性，因为它是独立的系统。其他的优势，比如电弧预制，我可以做事前预防的效果，因为当光伏明火起来的时候已经晚了，最好做到事前预防。除此之外其他的方案，比如开放式的，我们可以兼容多个逆变器的品牌，不同品牌可以兼容，平台化，我们可以把这个数据传到逆变器平台上也可以，传到我们自己的平台上也可以，进行一个数据监控的平台。第五个是相较于华为他们的优化器方案，成本节省至少20个点，20个点还比较保守，可能到了30个点，为什么呢？因为到了组件这个级别，客户会在意每一分钱，因为它的量很大。我们的定位很简单：第一，满足安全要求；第二，满足经济需求。这是我们方案的一个定位。

我们这个产品的特点： IP68、户外安装、防火，这种安装是极其简单方便的，通过U型卡槽直接卡在电池板的边框上。

关于电池板这一侧另外一个解决方案，我们叫组串级解决方案，它是防火安全的要求，它不要求组件级到底有多少电压，它是要求把光伏阵列做一个隔离。就在电池板和一般电池板阵列之外30公分之内装这么一个设备，这个设备的特点：第一，也是集成了电弧检测功能；第二，内置PID修复模块，实际上逆变器里面也有这个功能，现在我们也集成了这个功能。对于一些老电站，比如2020年之前安装的电站，有一些P型的电池板可能衰减比较严重，构造PID衰减比较严重，对于这些电站是有一定的修复效果；第三个是安装比较简单，现有阶段，已存在的电站不需要做任何改装，直接把这个线头拔掉插上去就可以，改造比较方便。最后一个是经济性非常明显，相对于组件的方案，我们这一款经济性非常明显。

这个产品的特点，第一个是1500V，55安培，这是它的电参数。可以自动实现开合，当交流电断电的时候直流电也同步开合。其次我们做到IP65，最大可以做到10串，比如100kW、110kW华为逆变器、阳光逆变器，基本上一个逆变器接一台就够了。

解决方案三是关于电池包，电池包这一块之前很多业界同仁讲过，它们自身有各种各样的检测、各种各样的保护等等，但不是百分之百的，也有万一的情况，比如电车自燃，它不能说保护不到，它也有自燃的现象。所以任何保护都不是百分之百的，我们做的电池包外面加了断路器方案，实际上是一个加强防护。这个产品是专门针对电池包研发的，目前通过了UL认证、TUV认证都有，可以做到1000V，80安培，18毫米宽的宽度做到1000V，18宽，里面有3个发明专利。大家感兴趣的可以去B25展台看一下。

谢谢大家。