一种电化学储能站电池舱消防系统技术方案

本发明专利技术提供了一种电化学储能站电池舱消防系统，给出其功能实现方法和火灾报警启动策略，为电化学储能站电池舱内部热失控防控提供了完整的安全解决方案。本系统依据多种高灵敏的监测模块传感器，能实时监测各电池箱内因电池内部短路、过充过放、外部短路而引起的温度和烟雾变化、特征气体、电解液泄漏等热失控早期特征，并综合判断燃烧阶段，根据火灾情势划分三种不同的告警级别，对应不同的启动策略，同时配置降温型全氟己酮火宅抑制剂，力求达到“先断电、后灭火”的效果，防止电池舱着火失控或火情波及相邻间隔正在运行中的电池舱，实现早期感知、智能判断、火情抑制、阻隔热扩散条件，最大限度地保护储能系统安全。最大限度地保护储能系统安全。最大限度地保护储能系统安全。

【技术实现步骤摘要】
一种电化学储能站电池舱消防系统


[0001]本专利技术属于电池舱消防
，具体涉及一种电化学储能站电池舱消防系统。

技术介绍

[0002]为构建新型电力系统、实现双碳目标、激发储能技术潜力，解决传统能源协调模式下电力系统调峰能力不足、新能源消纳受限的问题，预制舱式电化学储能站以其响应速度快、部署灵活的优势在源、网、荷侧得到广泛应用。新兴技术高速发展的同时也伴随着安全问题产生，国家能源局对加强电化学储能站的安全管理提上日程。电池舱消防系统作为电化学储能站的最重要的应急处置措施，其功能设计和考虑是最为核心的一环。
[0003]现有储能电池舱消防系统的消防启动控制策略过于简单，未能根据火宅情势分级启动，未能符合“先断电、后灭火”的原则，对消防设计考虑未能满足国家能源局最新要求。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术旨在解决现有储能电池舱消防系统的消防启动控制策略不满足储能站电池舱的消防要求的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种电化学储能站电池舱消防系统，包括：消防主机、防护模块、报警模块、监测模块和消防模块；
[0007]监测模块和消防模块设置在每个消防分区，其中，监测模块用于对所在消防分区内的电池热失控状况进行实时探测，并将监测数据传送至防护模块，消防模块用于将灭火剂喷入热失控电池箱；
[0008]报警模块用于将报警信号反馈到站级监控主机，并同时启动报警动作；
[0009]防护模块用于根据监测到的数据判断电池热失控阶段，生成分级报警信号并启动对应的控制策略，分级报警信号包括一级报警信号、二级报警信号和三级报警信号，生成三级报警信号时启动内置的点喷式控制策略；
[0010]消防主机用于根据三级报警信号启动对应消防分区内的消防模块，以使消防模块根据点喷式控制策略进行灭火。
[0011]进一步的，在防护模块中，生成分级报警信号并启动对应的控制策略，具体包括：
[0012]当消防主机自检存在内部故障信息时生成一级报警信号，此时无动作；
[0013]当监测模块监测到可燃气体且烟感或温感达到低定值时生成二级报警信号，此时对应的控制策略为启动风冷；
[0014]当监测模块监测到可燃气体且烟感或温感达到高定值时生成三级报警信号，此时联动切除电池舱内所有相关电源并在延时定值后启动点喷式控制策略。
[0015]进一步的，在防护模块中，当生成三级报警信号时，联动切除电池舱内所有相关电源，具体包括：
[0016]联动脱扣本舱低压配电箱非消防用电空开，联动断开BMS各簇BMU的正极接触器和
负极接触器，通过BMS的I/0模块干节点联动PCS控制装置紧急停机切除交直流侧接触器以及联动跳闸电化学储能站10kV进线开关。
[0017]进一步的，在消防模块中，灭火剂采用全氟己酮抑制介质。
[0018]进一步的，监测模块和消防模块设置在每个消防分区，具体为：
[0019]以电池簇为单位，每个电池簇为一个消防分区，每个消防分区内布置一套消防模块以及若干套监测模块，若干套监测模块对所在消防分区的电池进行实时监测并将监测数据传送至防护模块，若防护模块生成三级报警信号，则消防模块向所在的消防分区注入灭火剂，直到灭火剂浓度达到设定要求。
[0020]进一步的，防护模块还与备用电源和仪表连接，其中，仪表用于显示报警信息。
[0021]进一步的，消防主机还用于：
[0022]利用上位机编码并检测编码线上的阻值来自动识别对应的电池箱号编码，实现监测模块的ID号编码功能；当消防主机的储液箱灭火剂容量不足，或显控箱电池电量不足，或消防主机电池电量不足时，显控屏自动弹出异常警示窗口。
[0023]进一步的，消防模块具体包括：喷头、分流阀和管路辅件；
[0024]消防模块的分流阀在消防主机的控制下开启，灭火剂通过管路辅件和喷头喷出。
[0025]进一步的，监测模块将监测到的数据通过CAN总线实时上传至报警模块和防护模块。
[0026]进一步的，报警模块还用于将接收到的CAN信号转换成开关量信号上传至站级监控主机。
[0027]综上，本专利技术提供了一种电化学储能站电池舱消防系统，给出其功能实现方法和火灾报警启动策略，为电化学储能站电池舱内部热失控防控提供了完整的安全解决方案。本系统依据多种高灵敏的监测模块传感器，能实时监测各电池箱内因电池内部短路、过充过放、外部短路而引起的温度和烟雾变化、特征气体、电解液泄漏等热失控早期特征，并综合判断燃烧阶段，根据火灾情势划分三种不同的告警级别，对应不同的启动策略，同时配置降温型全氟己酮火宅抑制剂，力求达到“先断电、后灭火”的效果，防止电池舱着火失控或火情波及相邻间隔正在运行中的电池舱，实现早期感知、智能判断、火情抑制、阻隔热扩散条件，最大限度地保护储能系统安全。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0029]图1为本专利技术实施例提供的一种电化学储能站电池舱消防系统的结构示意图；
[0030]图2为本专利技术实施例提供的火灾报警启动策略的流程图。
[0031]附图中：1
‑
消防主机，2
‑
防护模块，3
‑
备用电源，4
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仪表，5
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报警模块， 6
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监测模块，7
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喷头，8
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管路辅件，9
‑
分流阀。
具体实施方式
[0032]为使得本专利技术的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]为构建新型电力系统、实现双碳目标、激发储能技术潜力，解决传统能源协调模式下电力系统调峰能力不足、新能源消纳受限的问题，预制舱式电化学储能站以其响应速度快、部署灵活的优势在源、网、荷侧得到广泛应用。新兴技术高速发展的同时也伴随着安全问题产生，国家能源局对加强电化学储能站的安全管理提上日程。电池舱消防系统作为电化学储能站的最重要的应急处置措施，其功能设计和考虑是最为核心的一环。
[0034]现有储能电池舱消防系统具有以下缺点：
[0035](1)采用七氟丙烷火宅抑制剂，但在火场高温作用下该灭火剂的分解产物产生的毒性较大，在环境保护、毒性特征和灭火性能上都存在不足。
[0036](本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电化学储能站电池舱消防系统，其特征在于，包括：消防主机、防护模块、报警模块、监测模块和消防模块；所述监测模块和所述消防模块设置在每个消防分区，其中，所述监测模块用于对所在消防分区内的电池热失控状况进行实时探测，并将监测数据传送至所述防护模块，所述消防模块用于将灭火剂喷入热失控电池箱；所述报警模块用于将报警信号反馈到站级监控主机，并同时启动报警动作；所述防护模块用于根据监测到的数据判断电池热失控阶段，生成分级报警信号并启动对应的控制策略，所述分级报警信号包括一级报警信号、二级报警信号和三级报警信号，生成所述三级报警信号时启动内置的点喷式控制策略；所述消防主机用于根据所述三级报警信号启动对应消防分区内的消防模块，以使所述消防模块根据所述点喷式控制策略进行灭火。2.根据权利要求1所述的电化学储能站电池舱消防系统，其特征在于，在所述防护模块中，生成分级报警信号并启动对应的控制策略，具体包括：当所述消防主机自检存在内部故障信息时生成所述一级报警信号，此时无动作；当所述监测模块监测到可燃气体且烟感或温感达到低定值时生成所述二级报警信号，此时对应的控制策略为启动风冷；当所述监测模块监测到可燃气体且所述烟感或温感达到高定值时生成所述三级报警信号，此时联动切除电池舱内所有相关电源并在延时定值后启动所述点喷式控制策略。3.根据权利要求2所述的电化学储能站电池舱消防系统，其特征在于，在所述防护模块中，当生成所述三级报警信号时，联动切除电池舱内所有相关电源，具体包括：联动脱扣本舱低压配电箱非消防用电空开，联动断开BMS各簇BMU的正极接触器和负极接触器，通过BMS的I/0模块干节点联动PCS控制装置紧急停机切除交直流侧接触器以及联动跳闸电化学储能站10kV进线开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新海，郭法安，徐宝军，罗海鑫，练志斌，姚光久，关振坚，闫超，梅龙军，林雄锋，曾威，袁拓来，周恒，尹雁和，丁垚，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司中山供电局，
类型：发明
国别省市：