新能源風電光伏儲能系統(tǒng)變電站消防安全及應(yīng)用管理研究

褚瑞峰

摘要：本文主要探討了新能源風電光伏儲能系統(tǒng)變電站的消防安全及應(yīng)用管理。概述了新能源風電光伏儲能系統(tǒng)的基本情況，隨后深入分析了其變電站在消防安全方面的需求，包括面對高風險環(huán)境的挑戰(zhàn)、特殊環(huán)境下的消防安全管理要求以及消防設(shè)備和技術(shù)的特殊需求。詳細論述了變電站消防安全管理的關(guān)鍵措施，包括建立消防安全管理體系、配置消防設(shè)施與裝備、執(zhí)行消防演練與培訓(xùn)以及制定火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案。通過這些措施提高新能源風電光伏儲能系統(tǒng)變電站的消防安全水平，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行和人員安全。

關(guān)鍵詞：新能源風電光伏儲能系統(tǒng)；變電站；消防安全；應(yīng)用管理

引言

隨著新能源技術(shù)的迅速發(fā)展，風電、光伏發(fā)電及儲能系統(tǒng)成為重要的能源產(chǎn)業(yè)組成部分。然而，這些系統(tǒng)的變電站由于其特殊的工作環(huán)境和設(shè)備構(gòu)成，面臨著較高的火災(zāi)風險。本文旨在分析新能源風電光伏儲能系統(tǒng)變電站的消防安全需求，探索有效的消防安全管理和應(yīng)用策略，以確保能源系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行[1]。

一、新能源風電光伏儲能系統(tǒng)概述

當代以風能為代表的新興能源存儲解決方案與太陽能光伏一道構(gòu)成了向可持續(xù)能源體系過渡的關(guān)鍵技術(shù)架構(gòu)。這一跨越象征著人類對自然饋贈的智慧利用和深刻洞察。這個體系融合了風力、光伏以及電能存儲多項技術(shù)，共同形成了一個高效且環(huán)保的能源供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。借助風力將風輪機帶動旋轉(zhuǎn)，再通過發(fā)電機組將旋轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)化為電能工藝，屬于綠色、可持續(xù)的能源轉(zhuǎn)換手段。它的主要特征在于能源供應(yīng)不夠穩(wěn)定，主要受到其所在地的地理和氣候狀況的強烈影響。利用太陽能電池板直接把太陽能轉(zhuǎn)換成電能的技術(shù)就是光伏發(fā)電，該方法具備環(huán)保、資源充沛且廣泛散布的優(yōu)勢，但同時也受到日照時長和光照強度的制約，從而導(dǎo)致發(fā)電量波動顯著。應(yīng)對風電與光伏發(fā)電的間歇性和不穩(wěn)定性挑戰(zhàn)，儲能技術(shù)的運用變得格外重要，電能儲存裝置能在電力過剩時蓄積能量，并在用電高峰期釋放能量，從而實現(xiàn)電力供需平衡，優(yōu)化能源運用效率。新能源領(lǐng)域廣泛采用了諸如鋰離子電池在內(nèi)的電化學(xué)存儲、抽水儲備和壓縮空氣等方式進行能量備份[2]。

二、新能源風電光伏儲能系統(tǒng)變電站消防安全需求分析

（一）高風險環(huán)境

以風電、光伏和儲能技術(shù)為核心的新能源體系，憑借其革新的能源轉(zhuǎn)換方法，為可持續(xù)能源的發(fā)展帶來了創(chuàng)新策略，這一系統(tǒng)在變電站——電能流轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)換的核心區(qū)域所引發(fā)的安全隱患同樣不容小覷。變電站內(nèi)擁有眾多關(guān)鍵性設(shè)備，如大型發(fā)電機、電池組、逆變器等，它們在運行時不僅要負責高壓電力的傳輸工作，還可能因電化學(xué)反應(yīng)及能量轉(zhuǎn)換而面臨火災(zāi)和爆炸風險。尤其是鋰離子電池，這些電池組在能量密度和效率上展現(xiàn)出了卓越的性能，然而如果出現(xiàn)過熱或受損的情況，就可能會觸發(fā)熱失控，進而引發(fā)火災(zāi)甚至爆炸。

巨型發(fā)電機組及逆變器等在運作過程中會釋放出大量熱能，倘若散熱系統(tǒng)故障或維護不善，累積的熾熱溫度可能點燃火災(zāi)的導(dǎo)火索。變電站內(nèi)部署有眾多電纜與絕緣介質(zhì)，一旦溫度過高，這些介質(zhì)可能會引發(fā)化學(xué)變化，產(chǎn)生易燃氣體，從而提高了火災(zāi)的潛在風險。處于能源架構(gòu)關(guān)鍵點的變電站若遭遇火患或爆炸，不僅自身會遭受重創(chuàng)，還可能波及附近電力網(wǎng)絡(luò)的正常運作，甚至觸發(fā)一系列不良反應(yīng)，威脅到整個能源系統(tǒng)的平穩(wěn)運作[3]。

（二）特殊環(huán)境要求

在新能源領(lǐng)域中，風電、光伏與儲能的結(jié)合展現(xiàn)出對獨特地形環(huán)境的顯著依賴，這種依賴源自對自然資源的深度挖掘，同時也得益于這些地帶的偏僻與鮮有人至，為大型能源開發(fā)提供了廣闊的場所。在汪洋之上的風力發(fā)電廠經(jīng)常遭遇狂風、巨浪以及鹽分腐蝕的嚴峻考驗，這些條件不僅對機械設(shè)施帶來了巨大威脅，同時大幅提升了緊急應(yīng)對的復(fù)雜性。在火災(zāi)爆發(fā)時，強風可能會使火勢迅速蔓延，而洶涌的海浪和糟糕的航海環(huán)境可能會妨礙消防船只靠近火場以及阻礙消防隊員進行救援工作。在沙漠地區(qū)設(shè)立光伏電站，必須面對酷熱天氣和沙塵暴等惡劣自然環(huán)境的挑戰(zhàn)，這些因素不但可能助長火災(zāi)擴散，還對消防裝備的效能及消防員的人身安全帶來潛在風險。無論是漂浮在海面上還是在荒涼沙漠的邊際，那些偏離都市繁華與人口聚集的地帶由于路程遙遠，救援時間相應(yīng)延長，給火災(zāi)迅速撲救和救援工作帶來了前所未有的考驗。復(fù)雜地形條件可能會妨礙消防設(shè)備的運送和布置，進而增加火災(zāi)應(yīng)急處理難度。

（三）消防設(shè)備和技術(shù)要求

在新能源領(lǐng)域中，風電、光伏與儲能相結(jié)合的變電站，其消防安全策略須達到專業(yè)與技術(shù)的尖端水平。鑒于變電站內(nèi)部設(shè)備的復(fù)雜性和高風險特點，擁有高級別的消防裝備和技術(shù)是確保其平穩(wěn)運作的重要手段。變電站防火安全防護體系中的首要關(guān)卡是自動火警預(yù)警機制，它能夠即時監(jiān)控并捕捉到火災(zāi)早期跡象，諸如煙霧彌漫、溫度突升等，隨即觸發(fā)報警提示。一套集成化的監(jiān)控體系涵蓋煙霧偵測器、溫度感應(yīng)器和熱成像攝影機等，通過即時數(shù)據(jù)處理，能夠快速辨識火災(zāi)潛在威脅，從而為緊急反應(yīng)和處理爭取到寶貴的時間窗口[4]。

三、變電站消防安全管理

（一）消防安全管理體系建立

打造一個全方位高效的消防安全管理機制，是保障變電站穩(wěn)定運作的根本所在。這一機制不僅須遵循國家及地方的消防安全法規(guī)，還須依據(jù)變電站獨有的風險點和運營實際情況，進行專門的設(shè)計打造。細致評估變電站的周邊環(huán)境、內(nèi)部設(shè)施配置以及操作步驟，全面梳理可能觸發(fā)火災(zāi)的各種隱患因子，根據(jù)這些評價結(jié)果，制訂配套的風險控制方案和預(yù)案，如完善設(shè)備構(gòu)造、提升設(shè)施的防火能力、改進操作程序等。建立完善的消防安全規(guī)范和操作流程，保障每位職員都能透徹理解并嚴格遵循，涵蓋了從日常運作到設(shè)備保養(yǎng)，再到緊急情況下的反應(yīng)處理，目標是通過統(tǒng)一的標準步驟來縮減人為失誤，從而減少火災(zāi)發(fā)生風險。

定期訓(xùn)練須涵蓋火險防范、火患應(yīng)對、快速撤離及消防工具的實際操作等，增強員工對安全的警覺性和應(yīng)對突發(fā)火災(zāi)的能力，有望顯著減少火災(zāi)發(fā)生概率并提升處理事故的效率。打造一套尖端監(jiān)控預(yù)警體系，對火險信號如溫度異常、煙霧濃度等進行即時感知，確保一旦有任何異常系統(tǒng)能即刻拉響警報并激活應(yīng)急響應(yīng)計劃，構(gòu)建一套周密的火災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)計劃，并定期開展實戰(zhàn)化的模擬訓(xùn)練。應(yīng)對火災(zāi)的預(yù)案需明確應(yīng)急操作流程，涉及迅速撤離人員、聯(lián)絡(luò)專業(yè)消防力量以及第一時間控制火情的具體措施。通過實際操作測試，不僅能夠驗證事先準備計劃的實效性，還能增強員工在真實火災(zāi)狀況下的應(yīng)急處置技巧[5]。

（二）消防設(shè)施與裝備配置

在變電站內(nèi)，確保消防安全工作不遺余力，依賴于配備齊全的專業(yè)級消防設(shè)施和裝備。針對變電站獨特的運行特性和潛在風險的多樣性，必須精心規(guī)劃消防設(shè)備和裝備的配備策略，全面考量其技術(shù)標準、適用范圍及實操效能。變電站應(yīng)配備高度敏感的火災(zāi)預(yù)警機制，涵蓋煙霧感應(yīng)器、溫度監(jiān)測器以及火光監(jiān)測儀等，目的是在火災(zāi)初起時即能迅速辨認并觸發(fā)報警。這些偵察設(shè)備需要全面覆蓋關(guān)鍵地帶，特別是像電池儲能設(shè)施、控制中心以及變壓器存放區(qū)這類高風險區(qū)域。在變電站這一特殊環(huán)境中，大量的高壓電氣設(shè)備密集部署，使得傳統(tǒng)依賴水介質(zhì)進行滅火的系統(tǒng)并非全能適用，針對各地區(qū)特性，科學(xué)配備自動噴水滅火裝置和氣體滅火裝置。在電氣設(shè)備林立的空間內(nèi)部，建議部署如二氧化碳、FM200等氣體滅火系統(tǒng)，防止水損帶來的額外損害。

除了依賴自動滅火系統(tǒng)之外，變電站內(nèi)部還必須備有充足的手動消防工具，如滅火器和消火栓等。一旦發(fā)生緊急狀況，工作人員便能夠快速進行初步的火災(zāi)撲救操作，這些裝備需按時進行例檢和保養(yǎng)，確保其始終保持高性能。充足設(shè)置應(yīng)急疏散導(dǎo)向標識、照明設(shè)備及安全通道，以便于緊急情況發(fā)生時，人員可以快速、安全撤離，同時應(yīng)配備必要的救助工具，如安全繩索、水上救生裝備等。為應(yīng)對海上風電等特殊場合的緊急援助需求，在變電站布局設(shè)計初期，須考慮建立防火隔離區(qū)和構(gòu)建防火墻，特別在人機交互的重要區(qū)域，如變壓器區(qū)域和控制室之間，目的是截斷火勢擴散路徑[6]。

（三）消防演練與培訓(xùn)

變電站的消防演練和培訓(xùn)對于消防安全管理至關(guān)重要，影響著員工在緊急狀況下的應(yīng)急能力，直接決定了整個變電站的安全等級。針對變電站獨特的環(huán)境和潛在的風險特性，定制專門的消防訓(xùn)練課程，不僅要包括基礎(chǔ)的防火常識，涵蓋火災(zāi)類型、常見成因、基礎(chǔ)撲救手段等，還須對某些特定設(shè)施和地點潛在的風險予以詳細闡釋，如針對電池存放區(qū)域的獨特滅火技巧、處理高壓設(shè)備的必備安全規(guī)程等。在培訓(xùn)過程中，除了教授理論知識，動手實踐環(huán)節(jié)也同樣關(guān)鍵。通過模擬火災(zāi)等緊急狀況，員工能夠?qū)嵉夭僮鳒缁鹌鳌⑾鹚ǖ认涝O(shè)備，進行緊急疏散、自救和互救器材等操作，從而顯著提高員工的應(yīng)急反應(yīng)能力和自我保護以及互救能力。

定期舉辦涵蓋各類火情的全員消防實操，如電氣和液體火災(zāi)等情況，對演練中暴露出的問題進行深入剖析并反饋，助力員工學(xué)習(xí)知識，提升應(yīng)急能力。吸納消防領(lǐng)域的行家里手參與入職訓(xùn)練及實操練習(xí)，賦予輔導(dǎo)和建議更高的專業(yè)度，使員工熟悉前沿的消防知識與技巧，從而提升培訓(xùn)的實用效果和未來視野。打造一套全面的考核與反饋系統(tǒng)，用以測評每次培訓(xùn)及演練的成果。通過發(fā)放問卷、實施考核及其他調(diào)研手段，匯總職工的意見與提議，持續(xù)對培訓(xùn)的綱要與實施策略進行完善[7]。

（四）火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案制定

打造一套周全的火災(zāi)應(yīng)急方案，對于變電站增強火災(zāi)突發(fā)危機的處理能力具有至關(guān)重要的意義。一套周全的應(yīng)急計劃，不僅能引導(dǎo)員工在火災(zāi)爆發(fā)時作出恰當反應(yīng)，還能盡可能降低人員傷亡和財產(chǎn)損失。必須對變電站可能遭遇的火災(zāi)類型進行全面的風險識別和分級，涵蓋電氣火災(zāi)、化學(xué)火災(zāi)等，依據(jù)各類火災(zāi)的獨特特性和風險等級，制訂對應(yīng)的應(yīng)急策略和操作流程。面對火災(zāi)等緊急事件，必須使所有員工都明白各自在突發(fā)情況下的角色和任務(wù)。這就要求預(yù)案中詳細劃分各級人員的責任和行動路線，從應(yīng)急指揮中樞構(gòu)建到現(xiàn)場救援隊伍編排，再到疏散引導(dǎo)人員必須責任明晰。

編制一套全面的火災(zāi)應(yīng)急疏散方案，涵蓋逃生路線圖、安全出口標識、集合地點等關(guān)鍵要素，以便在火災(zāi)突發(fā)時，確保所有人員能迅速、有序撤至安全地帶，打造一個完備的緊急聯(lián)系方式網(wǎng)，涵蓋組織內(nèi)部聯(lián)絡(luò)途徑和與外界救援力量的協(xié)同。在關(guān)鍵時刻，要確保能夠迅速、高效獲得外來援助，針對各類火災(zāi)，須策劃具體匹配的救助與撲救方案，具體闡述適用的滅火器材、滅火系統(tǒng)的激活步驟以及特殊設(shè)備的處理手段等[8]。

結(jié)語

新能源風電光伏儲能系統(tǒng)變電站的消防安全是確保能源系統(tǒng)穩(wěn)定運行和人員安全的關(guān)鍵因素。通過深入分析其消防安全需求，制定和實施針對性的消防安全管理措施，可以有效降低火災(zāi)風險，提高應(yīng)急處理能力。未來，隨著技術(shù)的進步和管理經(jīng)驗的積累，新能源變電站的消防安全管理將進一步優(yōu)化，為可持續(xù)能源發(fā)展提供堅實的安全保障。

參考文獻

[1]陳暉，汪奎.變電站消防驗收中的安全問題及對策研究[J].消防界（電子版），2023，9（15）：111-113.

[2]董梅，張馨予.變電站消防驗收中的安全問題及對策[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2023，13（16）：154-157.

[3]李智勇，王平，張秀路，等.變電站消防應(yīng)急處理及救援措施研究[J].消防界（電子版），2023，9（08）：111-113.

[4]李智勇，王平，張秀路，等.變電站消防設(shè)施配置及優(yōu)化研究[J].消防界（電子版），2023，9（07）：56-58.

[5]韓中杰.變電站智慧消防關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用[N].國網(wǎng)浙江省電力有限公司嘉興供電公司，2020-07-03.

[6]李揚.儲能與新型電力系統(tǒng)安全性提升[J].中國電力企業(yè)管理，2022（30）：83-83.

[7]余鵬飛，朱繼忠，熊小伏，等.基于儲能的電力系統(tǒng)安全調(diào)控方法[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2023，51（19）：173-186.

[8]魏穎娜，王俊杰，曾鵬.變電站消防應(yīng)急處理及救援措施研究[J].消防界（電子版），2023，9（20）：101-103.