电池储能系统中可燃气体报警阈值计算方法和系统技术方案

本发明专利技术属于电池储能技术领域，具体涉及电池储能系统中可燃气体报警阈值计算方法和系统，本发明专利技术所提供的电池储能系统中可燃气体报警阈值计算方法，将可燃气体爆炸极限值作为修正值，并确定修正值和气体探测装置所采集的实际可燃气体浓度之间的关联关系；根据修正值和关联关系，确定可燃气体爆炸极限值所对应的气体探测装置采集值；根据可燃气体爆炸极限值所对应的气体探测装置采集值和报警阈值百分比，确定可燃气体报警阈值；基于可燃气体报警阈值进行可燃气体报警

【技术实现步骤摘要】
电池储能系统中可燃气体报警阈值计算方法和系统


[0001]本专利技术属于电池储能系统
，具体涉及电池储能系统中可燃气体报警阈值计算方法和系统
。

技术介绍

[0002]在储能领域，锂离子电池是一种新的大规模储能元件，然而，在越来越多的电池储能系统被建成和投产使用的过程中，逐渐认识到电池储能系统具有一定的危险性
。
[0003]例如，电池元件在某些错误的工况下会发生热失控行为，这种行为会使得电池内部发生电化学反应，释放出大量可燃气体，可燃气体会在储能系统中进行蔓延
。
如果在存在点火条件的情况下，可燃气体就会被点燃，此过程会释放出大量能量，对周围空间内物体造成极大规模的破坏
。
[0004]锂离子电池热失控产生的气体主要包含：氢气
、
一氧化碳
、
甲烷
、
乙烷
、
乙烯等
。
除氢气外，其他可燃气体大多重于空气，而为覆盖更广的检测范围，可燃气体探测装置一般设置在储能预制舱顶部，导致可燃气体实际监测值与发生热失控位置可燃气体的真实浓度存在较大偏差，从而难以准确预测预制舱内的燃爆风险
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供电池储能系统中可燃气体报警阈值计算方法和系统，以解决上述
技术介绍
中可燃气体实际监测值与发生热失控位置可燃气体的真实浓度存在较大偏差的问题
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：/>[0007]本专利技术第一方面，提供了一种电池储能系统中可燃气体报警阈值计算方法，包括如下步骤：
[0008]确定电池储能系统中电池热失控时的可燃气体爆炸极限值；其中，当可燃气体浓度达到所述可燃气体爆炸极限值时，可燃气体发生爆炸；
[0009]将所述可燃气体爆炸极限值作为修正值，并确定修正值和气体探测装置所采集的实际可燃气体浓度之间的关联关系；
[0010]根据所述修正值和关联关系，确定可燃气体爆炸极限值所对应的气体探测装置采集值；
[0011]根据预设的报警阈值百分比和所述可燃气体爆炸极限值所对应的气体探测装置采集值，确定可燃气体报警阈值；
[0012]基于所述可燃气体报警阈值进行可燃气体报警
。
[0013]作为本专利技术方案的进一步改进，确定修正值和气体探测装置所采集的实际可燃气体浓度之间的关联关系，包括：
[0014]确定电池储能系统中的环境因素和气源位置因素；
[0015]根据所述环境因素和气源位置因素修正所述气体探测装置所采集的实际可燃气
体浓度，得到修正值和气体探测装置所采集的实际可燃气体浓度之间的关联关系
。
[0016]作为本专利技术方案的进一步改进，确定修正值和气体探测装置所采集的实际可燃气体浓度之间的关联关系的步骤中，关联关系如下：
[0017][0018]其中，
c
i
是气体探测装置所采集的实际可燃气体浓度，是储能系统内空隙率；
α
是气体浓度修正因子；
x
r
是气体探测装置在电池储能系统中三个方向的探测距离；
λ
是位置修正因子；
θ
是温度影响因子；
T
是环境温度；
y
i
是气体浓度的修正值；
i
是气体种类
。
[0019]作为本专利技术方案的进一步改进，根据所述环境因素和气源位置因素修正所述气体探测装置所采集的实际可燃气体浓度的步骤，包括：
[0020]根据环境因素对所述实际可燃气体浓度进行修正，得到第一修正值，如下式：
[0021][0022][0023]根据气源位置因素对所述第一修正值进行修正，得到第二修正值，如下式：
[0024][0025]其中，是储能系统内空隙率；
k
是障碍物影响因子；
θ
是温度影响因子；
c
i
是气体探测装置探测到的气体浓度，
i
是气体种类；
m
是第一次修正后的气体浓度；
x
r
是气体探测装置在电池储能系统中三个方向的探测距离；
λ
是位置修正因子；
α
是气体浓度修正因子；
y
i
是第二次气体浓度
。
[0026]作为本专利技术方案的进一步改进，根据预设的报警阈值百分比和所述可燃气体爆炸极限值所对应的气体探测装置采集值，确定可燃气体报警阈值的步骤中，按照下式确定可燃气体报警阈值：
[0027][0028]其中，
n
是可燃气体报警阈值；是储能系统内空隙率；
M
％是预设的报警阈值百分比；
LEL
i
是热失控位置可燃气体爆炸极限值；
i
是气体种类；
λ
是位置修正因子；
α
是气体浓度修正因子；
x
r
是气体探测装置在电池储能系统中三个方向的探测距离；
θ
是温度影响因子
。
[0029]作为本专利技术方案的进一步改进，基于所述可燃气体报警阈值进行可燃气体报警，包括：
[0030]获取气体探测装置当前检测的可燃气体浓度；
[0031]将所述当前检测的可燃气体浓度与可燃气体报警阈值进行比较，根据比较结果进行报警
。
[0032]本专利技术第二方面，提供了一种电池储能系统中可燃气体报警阈值计算装置，包括：
[0033]第一确定模块，用于确定电池储能系统中电池热失控时的可燃气体爆炸极限值；
[0034]第二确定模块，用于将所述可燃气体爆炸极限值作为修正值，并确定修正值和气体探测装置所采集的实际可燃气体浓度之间的关联关系；
[0035]第三确定模块，用于根据所述修正值和关联关系，确定可燃气体爆炸极限值所对应的气体探测装置采集值；
[0036]第四确定模块，用于根据预设的报警阈值百分比和所述可燃气体爆炸极限值所对应的气体探测装置采集值，确定可燃气体报警阈值；
[0037]报警模块，用于基于所述可燃气体报警阈值进行可燃气体报警
。
[0038]作为本专利技术方案的进一步改进，第二确定模块中，关联关系如下：
[0039][0040]其中，
c
i
是气体探测装置所采集的实际可燃气体浓度，是储能系统内空隙率；
α
是气体浓度修正因子；
x
r
是气体探测装置在电池储能系统中三个方向的探测距离；
λ
是位置修正因子；
θ
是温度影响因子；
T
是环境温度；
y
i
是气体浓度的修正值；
i
是气体种类
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电池储能系统中可燃气体报警阈值计算方法，其特征在于，包括如下步骤：确定电池储能系统中电池热失控时的可燃气体爆炸极限值；将所述可燃气体爆炸极限值作为修正值，并确定修正值和气体探测装置所采集的实际可燃气体浓度之间的关联关系；根据所述修正值和关联关系，确定可燃气体爆炸极限值所对应的气体探测装置采集值；根据预设的报警阈值百分比和所述可燃气体爆炸极限值所对应的气体探测装置采集值，确定可燃气体报警阈值；基于所述可燃气体报警阈值进行可燃气体报警
。2.
根据权利要求1所述的电池储能系统中可燃气体报警阈值计算方法，其特征在于，确定修正值和气体探测装置所采集的实际可燃气体浓度之间的关联关系，包括：确定电池储能系统中的环境因素和气源位置因素；根据所述环境因素和气源位置因素修正所述气体探测装置所采集的实际可燃气体浓度，得到修正值和气体探测装置所采集的实际可燃气体浓度之间的关联关系
。3.
根据权利要求1或2所述的电池储能系统中可燃气体报警阈值计算方法，其特征在于，确定修正值和气体探测装置所采集的实际可燃气体浓度之间的关联关系的步骤中，关联关系如下：其中，
c
i
是气体探测装置所采集的实际可燃气体浓度，是储能系统内空隙率；
α
是气体浓度修正因子；
x
r
是气体探测装置在电池储能系统中三个方向的探测距离；
λ
是位置修正因子；
θ
是温度影响因子；
T
是环境温度；
y
i
是气体浓度的修正值；
i
是气体种类
。4.
根据权利要求2所述的电池储能系统中可燃气体报警阈值计算方法，其特征在于，根据所述环境因素和气源位置因素修正所述气体探测装置所采集的实际可燃气体浓度的步骤，包括：根据环境因素对所述实际可燃气体浓度进行修正，得到第一修正值，如下式：根据环境因素对所述实际可燃气体浓度进行修正，得到第一修正值，如下式：根据气源位置因素对所述第一修正值进行修正，得到第二修正值，如下式：其中，是储能系统内空隙率；
k
是障碍物影响因子；
θ
是温度影响因子；
c
i
是气体探测装
置探测到的气体浓度，
i
是气体种类；
m
是第一次修正后的气体浓度；
x
r
是气体探测装置在电池储能系统中三个方向的探测距离；
λ
是位置修正因子；
α
是气体浓度修正因子；
y
i
是第二次修正后的气体浓度
。5.
根据权利要求1所述的电池储能系统中可燃气体报警阈值计...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明杰，杨凯，张乾钧，陈浩，裘吕超，梅简，周宇通，魏斌，范茂松，赖铱麟，耿萌萌，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网浙江省电力有限公司电力科学研究院国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：