充换电站风险评估模型优化及应急保障对加油站安全运营的意义

一、引言

近年来，新能源汽车产业发展迅猛，充换电站数量随之增加，在城市土地资源有限的情况下，充换电站与加油站并存运营模式逐渐形成。但充换电站的电气设备、电池系统等与加油站油气设备邻近，存在诸多安全风险，如充换电站电气设备故障可能引发火灾，威胁加油站油罐等设施，电池热失控产生的高温和可燃气体可能与加油站油气发生危险反应，威胁人员生命财产安全与加油站正常运营。因此，优化充换电站风险评估模型并完善应急保障体系，对提升二者混合运营安全水平意义重大。

二、充换电站主要风险因素分析

（一）电气安全风险

充换电站的电气系统通常包含高压设备，这些设备在运行过程中可能因绝缘老化、短路、过载等多种原因引发电气火灾。例如高压电缆的绝缘层在长期运行后可能会因磨损、受潮等因素而降低绝缘性能，一旦发生短路，就会产生巨大的电弧和热量，引燃周围的可燃物。此外电气设备的接地不良也可能导致漏电，当漏电电流达到一定强度时，可能引发火灾或触电事故，对充换电站内的人员和设备安全构成严重威胁。

（二）电池热失控风险

新能源汽车的动力电池在充换电过程中，如果出现过充、过放、机械损伤等情况，可能会引发电池热失控。热失控是一种电池内部的链式反应，一旦开始，电池内部温度会急剧上升，可能达到数百摄氏度。这种高温会使电池内部的电解液等物质分解，产生大量可燃气体，如氢气、甲烷等。这些气体在有限空间内积聚，遇到明火或高温表面就会引发爆炸，对周边的充换电设备以及加油站设施造成严重破坏。

（三）设备故障及人为操作失误

充换电站内的设备种类繁多，包括充电桩、换电设备、电池管理系统等。这些设备在长期运行过程中，可能会因为机械磨损、电子元件老化等原因出现故障。例如充电桩的冷却系统故障可能导致充电桩内部温度过高，影响其正常运行，甚至引发火灾。同时人为操作失误也是不可忽视的风险因素。操作人员在充换电过程中，如果违反操作规程，如错误连接充电线、在未完全断电的情况下进行设备维修等，都可能引发安全事故。

（四）与加油站共存时的耦合风险

当充换电站与加油站共存时，还会产生一些特殊的耦合风险。如油气与电气设备共存，一旦电气设备发生故障产生火花，就可能引燃油气，引发火灾或爆炸事故。此外加油站的油罐等设施在受到充换电站火灾的高温辐射后，可能会导致油罐内部压力升高，甚至发生破裂，进一步加剧事故的严重程度。

三、风险评估模型优化

（一）传统风险评估方法的局限性

传统的风险评估方法，如 LEC 法（格雷厄姆 - 基尼法）、HAZOP 分析（危险与可操作性研究）等，在充换电站风险评估中存在一定的局限性。LEC 法主要通过计算风险值（ D=L×E×C ，其中 L 为发生事故的可能性，E 为暴露于危险环境的频繁程度，C 为发生事故产生的后果严重性）来评估风险等级。然而，这种方法在评估充换电站风险时，难以准确量化L、E、C 等因素，且对动态风险的适应性较差。HAZOP 分析虽然能够系统地识别工艺过程中的潜在危险，但在面对充换电站这种复杂的电气 - 机械 - 化学系统时，分析过程较为繁琐，且对新出现的风险因素（如新型电池技术带来的风险）的识别不够及时。

（二）引入动态风险评估模型

为了克服传统方法的局限性，引入动态风险评估模型是十分必要的。动态风险评估模型可以结合充换电站内的实时监测数据，如设备运行参数、环境温度、可燃气体浓度等，实时评估风险等级。例如通过安装在充换电站内的传感器网络，实时监测电池的充放电电流、电压、温度等参数，当这些参数出现异常时，模型能够及时调整风险评估结果，并发出预警信号。

（三）基于人工智能的预测性风险评估

基于人工智能的预测性风险评估是风险评估模型优化的另一个重要方向。机器学习算法，如神经网络、支持向量机等，可以通过对大量历史数据的学习，建立风险因素与事故发生的关联模型。以充换电站的电池热失控风险为例，通过对历史电池故障数据的学习，机器学习算法可以预测在特定条件下电池热失控的概率。这种预测性风险评估能够为充换电站的运营管理人员提供提前预警，使他们有足够的时间采取措施，如调整充放电策略、加强设备维护等，从而有效降低事故发生的概率。

四、应急保障体系的构建与实施

（一）智能监控系统

智能监控系统是应急保障体系的核心组成部分。在充换电站内安装温度传感器、烟雾探测器、可燃气体泄漏检测仪等设备，可以实时监测环境状况。当检测到异常情况时，如温度过高、烟雾浓度过大、可燃气体泄漏等，系统能够立即发出警报，并将相关信息传输到监控中心。同时智能监控系统还可以与其他设备（如自动灭火系统、紧急断电装置等）联动，实现自动化的应急响应。

（二）快速响应机制

快速响应机制对于降低事故损失至关重要。在充换电站内设置自动灭火系统，如干粉灭火器、气体灭火系统等，可以在火灾初期迅速扑灭火焰，防止火势蔓延。同时，紧急断电装置可以在检测到异常情况时立即切断充换电设备的电源，避免因电气设备继续运行而加剧事故的严重程度。

（三）人员培训与应急预案演练

除了技术手段外，人员培训和应急预案演练也是应急保障体系不可或缺的部分。定期对充换电站的工作人员进行安全培训，使他们熟悉设备操作规程、了解风险因素、掌握应急处置方法，能够在事故发生时迅速、正确地采取行动。同时制定详细的应急预案，并定期组织演练，可以检验应急预案的可行性和有效性，提高工作人员的应急反应能力。

（四）安全管理制度

建立健全安全管理制度是应急保障体系的基础支撑。需制定涵盖设备巡检、风险管控、应急处置等环节的标准化制度文件，明确各岗位安全职责与操作规范。例如规定每日对充电桩、电池仓等关键设备进行电气参数检测，每周开展可燃气体泄漏排查，并建立隐患台账跟踪整改。同时建立安全奖惩机制，将安全操作纳入员工绩效考核，对违规行为严格追责。此外需与加油站建立安全联动机制，定期召开安全联席会议，共享设备运行数据与风险预警信息，协同制定跨区域应急处置方案，确保在火灾、爆炸等突发事故中能实现资源调配与应急响应的无缝衔接，从制度层面筑牢安全防线。

五、对加油站安全运营的意义与结论

优化后的充换电站风险评估模型通过引入动态评估和人工智能预测，能精准及时识别潜在安全隐患，提前采取防范措施降低事故发生概率，如预测电池热失控风险并及时维护更换电池，保障混合运营安全。完善的应急保障体系借助智能监控、快速响应机制及人员培训演练，可在事故发生时迅速响应，有效控制事故范围与严重程度，减少损失，提升协同运营安全性。综上，优化风险评估模型与强化应急保障体系，对提升充换电站与加油站混合运营安全、保障人员生命财产安全及推动新能源汽车产业可持续发展意义重大。

参考文献：

[1] 任建宇 . 太原市电动汽车充换电站项目风险评价及规避策略研究[D]. 华北电力大学 （ 北京 ），2017.

[2] 关宇 ， 柴思远 . 能源转型背景下石化行业充换电站建设的思考 [J].石油库与加油站 ，2023，32（05）：18-20+52.

[3] 张必达 . 电动汽车充换电站址规划及路径优化问题研究 [D]. 北京邮电大学 ，2023.