摘要
锂离子电池储能站正快速部署于电力系统的调峰、可再生能源整合及应急供电领域。其火灾风险受多种相互作用因素支配，包括电芯热失控、设备故障、运行环境、人员行为、管理体系和信息系统，且具有耦合性、动态演化性以及受限空间火灾蔓延特征。现有静态风险评估方法无法充分表征多种风险因素之间的反馈关系，或无法将风险评估结果与储能舱内火灾物理场演化相联系。本研究构建了集灰色关联分析、系统动力学和FDS于一体的综合框架。首先建立人员、设备、环境、管理及信息风险因素，并利用灰色关联分析计算其权重。随后采用系统动力学模型分析总体风险及各子系统风险的时序演化响应。最后，利用FDS模拟无抑制和水雾抑制条件下，30英尺集装箱式锂离子电池储能舱内的火灾蔓延情况。结果表明，火源中心区域及电池模块层是气相高温积聚和潜在火灾蔓延的关键区域。在无抑制情景下，高温区域在3.0 s时仍局限于火源附近，30.0至50.0 s沿模块层扩展，70.0 s后趋于相对稳定分布。在所研究的模拟条件下，水雾通过蒸发冷却、减弱热辐射反馈及扰动高温烟层，降低了近火源加热，抑制了烟层发展，并减缓了空间火灾蔓延。这些发现为集装箱式电池储能站的火灾风险评估及灭火设计提供了方法学参考。
