CN111643834A - 一种集装箱储能系统消防装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集装箱储能系统消防装置，集装箱储能系统包括若干个电池簇，消防装置包括：气体灭火模块、液体灭火模块、检测模块和控制模块；检测模块获取储能系统的烟雾信号、温度信号和/或气体信号；液体灭火模块包括与电池簇一一对应的若干个液体灭火单元，液体灭火单元设置于相应电池簇中；控制模块依据烟雾信号、温度信号和/或气体信号依次控制气体灭火模块和液体灭火模块的若干个液体灭火单元运行。还公开了一种集装箱储能系统消防装置控制方法。通过采用前期气体灭火与后期液体灭火结合的消防装置，提高了储能系统出现火灾时的控制水平，将储能系统出现火灾后的损失减少到最小，减少了用户的损失。

Description

一种集装箱储能系统消防装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及储能设备技术领域，特别涉及一种集装箱储能系统消防装置及其控制方法。

背景技术

电化学储能是解决新能源消纳、增强电网稳定性、提高配电系统利用效率的合理的解决方案，在整个电力价值链上能够起到重要的作用，涉及发、输、配、用各个环节。近几年，国内外均有个别储能电站出现着火、爆炸事故。电池簇是一种含高能物质的部件，具有危险性的本质。在储能系统应用时，必须配置配套的消防系统，以提高储能系统及周围环境的安全性。

目前，大多数储能系统配置的是七氟丙烷灭火系统，少部分配置了七氟丙烷加水灭火系统，七氟丙烷主要用于电气火灾初期，万一失效，将会导致火灾事故扩大。而使用水灭火系统虽然可靠性高，但电池经过水灭火后会损坏，导致整个储能系统报废，整体更换。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种集装箱储能系统消防装置及其控制方法，通过采用前期气体灭火与后期液体灭火结合的消防装置，提高了储能系统出现火灾时的控制水平，将储能系统出现火灾后的损失减少到最小，减少了用户的损失。

为解决上述技术问题，本发明实施例的第一方面提供了一种集装箱储能系统消防装置，包括：所述集装箱储能系统包括若干个电池簇，所述消防装置包括：气体灭火模块、液体灭火模块、检测模块和控制模块；

所述检测模块获取所述储能系统的烟雾信号、温度信号和/或气体信号；

所述液体灭火模块包括与所述电池簇一一对应的若干个液体灭火单元，所述液体灭火单元设置于相应所述电池簇中；

所述控制模块依据所述烟雾信号、所述温度信号和/或所述气体信号依次控制所述气体灭火模块和所述液体灭火模块的若干个液体灭火单元运行。

进一步地，与所述液体灭火单元一一对应的若干个电池簇阀箱；

所述若干个电池簇阀箱分别与所述控制模块电连接；

所述控制模块通过控制所述电池簇阀箱阀门的打开或关断来控制所述液体灭火单元对所述电池簇进行灭火。

进一步地，所述检测模块包括：红外测温摄像头、烟雾探测器、温度探测器、可燃气体探测器和/或紫外火焰探测器。

进一步地，所述集装箱储能系统消防装置还包括：

无线通信模块，其与所述控制模块电连接；

所述无线通信模块通过所述控制模块获取所述烟雾信号、所述温度信号和/或所述气体信号传输至消防控制中心，并将接收到的所述消防控制中心的控制指令传输至所述控制模块。

进一步地，所述集装箱储能系统消防装置还包括：第一手动控制开关和/或第二手动控制开关；

所述第一手动控制开关与所述气体灭火模块电连接，用于手动开启所述气体灭火模块；

所述第二手动控制开关与所述液体灭火模块电连接，用于手动开启所述液体灭火模块。

进一步地，所述第一手动消防开关和/或所述第二手动控制开关还用于停止所述储能系统的运行。

相应地，本发明实施例的第二方面提供了一种集装箱储能系统消防装置控制方法，用于控制上述任一集装箱储能系统消防装置，包括如下步骤：

获取检测模块的检测信号；

当所述检测信号满足第一预设条件时，判定所述储能系统处于热失控状态，停止所述储能系统运行并发出报警信号；

当所述检测信号满足第二预设条件时，判定所述储能系统处于1级告警状态，控制所述气体灭火模块运行，停止所述储能系统运行并发出报警信号；

当所述检测信号满足第三预设条件时，判定所述储能系统处于2级告警状态，依据所述检测信号控制所述液体灭火模块的一个或多个液体灭火单元运行，停止所述储能系统运行并发出报警信号。

进一步地，所述第一预设条件包括：

红外测温摄像头获取的检测温度值大于或等于第一预设温度值；和/或，

烟雾探测器、温度探测器或可燃气体探测器发出报警信号。

进一步地，所述第二预设条件包括：

2个及以上的烟雾探测器、温度探测器或可燃气体探测器中发出报警信号；和/或，

第一手动控制开关打开。

进一步地，所述第三预设条件包括：

在所述储能系统判定为1级告警状态的第一预设时间内，所述可燃气体探测器的检测数值大于第一预设数值；和/或，

在所述储能系统判定为1级告警状态的所述第一预设时间后，所述紫外火焰探测器启动并发出报警信号；和/或，

第二手动控制开关打开。

本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

通过采用前期气体灭火与后期液体灭火结合的消防装置，提高了储能系统出现火灾时的控制水平，将储能系统出现火灾后的损失减少到最小，减少了用户的损失。

附图说明

图1是本发明实施例提供的集装箱储能系统主视图；

图2是本发明实施例提供的集装箱储能系统俯视图；

图3是本发明实施例提供的电池簇结构俯视图；

图4是本发明实施例提供的电池簇结构左视图；

图5是本发明实施例提供的集装箱储能系统消防装置控制方法流程图。

附图标记：

1、电池箱，2、空调，3、电池柜，4、烟雾探测器，5、温度探测器，6、第一手动控制开关，7、电池管理系统，8、无线通信模块，9、电池簇阀箱，10、控制模块，11、液体灭火模块，12、红外测温摄像头，13、气体灭火模块，14、紫外火焰探测器，15、可燃气体探测器，16、管道。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

图1是本发明实施例提供的集装箱储能系统主视图。

图2是本发明实施例提供的集装箱储能系统俯视图。

请参照图1和图2，本发明实施例提供一种集装箱储能系统消防装置，包括：集装箱储能系统包括若干个电池簇，每个电池簇设有若干个电池箱1，消防装置包括：气体灭火模块13、液体灭火模块11、检测模块和控制模块10。其中，检测模块获取储能系统的烟雾信号、温度信号和/或气体信号；液体灭火模块11包括与电池簇一一对应的若干个液体灭火单元，液体灭火单元设置于相应电池簇中；控制模块10依据烟雾信号、温度信号和/或气体信号依次控制气体灭火模块13和液体灭火模块11的若干个液体灭火单元运行。

图3是本发明实施例提供的电池簇结构俯视图；

图4是本发明实施例提供的电池簇结构左视图；

可选的，请参照图3和图4，集装箱储能系统消防装置还包括：若干个电池簇阀箱9。电池簇阀箱9与液体灭火单元一一对应；若干个电池簇阀箱9分别与控制模块10电连接，控制液体灭火单元对电池簇进行灭火。

若干个电池簇阀箱9均设置于集装箱外部，依据对应电池柜3的烟雾探测器4和温度探测器5所检测的检测信号，控制液体灭火单元启动喷洒灭火。具体的，液体灭火模块11由外部水源获取灭火用液体，经过液体管道16经电池簇阀箱9进入各个电池柜3的液体灭火单元。

可选的，集装箱储能系统还设置有至少一台空调2，用于调节集装箱内若干个电池簇的环境温度。

具体的，检测模块包括：红外测温摄像头12、烟雾探测器4、温度探测器5、可燃气体探测器15和/或紫外火焰探测器14。

具体的，红外测温摄像头12可以预设的巡视轨迹自动巡视，在预设时间内对整个集装箱进行温度扫描和检测。紫外火焰探测器14和可燃气体探测器15设置于集装箱的顶部，根据集装箱的大小和电池柜3的数量进行合理配置。

具体的，每个电池柜3顶部设置有1个烟雾探测器4和1个温度探测器5。用于探测每个电池柜3的烟雾和温度，并与一个液体灭火单元相对应。

可选的，集装箱储能系统消防装置还包括：无线通信模块8，其与控制模块10电连接。无线通信模块8通过控制模块10获取烟雾信号、温度信号和/或气体信号传输至消防控制中心，并将接收到的消防控制中心的控制指令传输至控制模块10。

可选的，集装箱储能系统还设有电池管理系统7，无线通信模块8还可以用于将电池管理系统7的控制信号经传输至网络管理中心，并将网络管理中心的控制信号传输至电池管理系统7，以作为电池管理系统7信号传输模块传输信号的备用方式。

可选的，集装箱储能系统消防装置还包括：第一手动控制开关6和/或第二手动控制开关(图中未示出)。第一手动控制开关6与气体灭火模块13电连接，用于手动开启气体灭火模块13。第二手动控制开关与液体灭火模块11电连接，用于手动开启液体灭火模块11。

进一步地，第一手动消防开关和/或第二手动控制开关还用于停止储能系统的运行。

可选的，本发明实施例中的气体灭火模块为七氟丙烷灭火装置；液体灭火模块为高压细水灭火装置，通过外界设置的消防池或消防管路中的水灭火。

图5是本发明实施例提供的集装箱储能系统消防装置控制方法流程图。

相应地，请参照图5，本发明实施例的第二方面提供了一种集装箱储能系统消防装置控制方法，用于控制上述集装箱储能系统消防装置，包括如下步骤：

S100,获取检测模块的检测信号。

S200,当检测信号满足第一预设条件时，判定储能系统处于热失控状态，停止储能系统运行并发出报警信号。

S300,当检测信号满足第二预设条件时，判定储能系统处于1级告警状态，控制气体灭火模块13运行，停止储能系统运行并发出报警信号。

S400,当检测信号满足第三预设条件时，判定储能系统处于2级告警状态，依据检测信号控制液体灭火模块11的一个或多个液体灭火单元运行，停止储能系统运行并发出报警信号。

具体的，第一预设条件包括：条件1和条件2。

条件1：红外测温摄像头12获取的检测温度值大于或等于第一预设温度值；

条件2：烟雾探测器4、温度探测器5或可燃气体探测器15任一发出报警信号。

只要检测信号满足上述条件1和条件2中的任意一个，即可判定储能系统处于热失控状态，立刻发出热失控报警信号，并切断储能系统电源，停止储能系统运行，通知维护人员依据检测信号入仓处理。

具体的，第二预设条件包括：条件3和条件4。

条件3：2个及以上的烟雾探测器4、温度探测器5或可燃气体探测器15中发出报警信号；

条件4：第一手动控制开关6打开。

只要检测信号满足上述条件3和条件4中的任意一个，即可判定储能系统处于1级警报状态，立刻发出1级警报信号，启动气体灭火模块13进行灭火，并切断储能系统电源，停止储能系统运行，通知维护人员依据检测信号入仓处理险情。

具体的，第三预设条件包括：条件5、条件6和条件7。

条件5：在储能系统判定为1级告警状态的第一预设时间内，可燃气体探测器15的检测数值大于第一预设数值；

条件6：在储能系统判定为1级告警状态的第一预设时间后，紫外火焰探测器14启动并发出报警信号；

条件7：第二手动控制开关打开。

只要检测信号满足上述条件5、条件6或条件7中的任意一个，即可判定储能系统处于2级警报状态，立刻发出2级警报信号，并依据检测信号对应启动电池簇阀箱9，控制对应的液体灭火单元喷洒灭火，并切断储能系统电源，停止储能系统运行，通知维护人员依据检测信号入仓处理险情。

下面，对集装箱储能系统消防装置的检测和灭火过程举例说明。

消防装置对储能系统机型实时检测，当条件1(红外测温摄像头12检测到储能系统某处的温度大于或等于第一预设值时)和条件2(任意一个烟雾探测器4、温度探测器5或可燃气体探测器15发出报警信号时)任意一个成立，判定储能系统处于热失控状态，控制模块10发出热失控报警信号(声光报警信号)，并切换储能系统电源，停止储能系统运行。

在判定储能系统处于热失控状态后，消防装置继续对储能系统进行实时检测，当条件3(2个及以上的烟雾探测器4、温度探测器5或可燃气体探测器15中发出报警信号)成立时，判定储能系统处于1级警报状态，控制模块10启动气体灭火模块13(即七氟丙烷灭火装置)对储能系统进行七氟丙烷气体全淹没喷洒灭火。

此外，如条件4(第一手动控制开关6打开)成立，也可启动气体灭火模块13对储能系统进行七氟丙烷气体全淹没喷洒灭火。

在启动气体灭火模块13后，消防装置继续实时检测储能系统状态。

在气体灭火模块13启动后的第一预设时间内，若条件6(可燃气体探测器15的检测数值大于第一预设数值)成立，则确认七氟丙烷气体灭火失效，判定储能系统处于2级警报状态，依据烟雾探测器4和温度探测器5的动作情况，通过电池簇阀箱9控制，对应启动液体灭火模块11中的液体灭火单元对储能系统进行高压细水喷洒灭火。

如在第一预设时间内，可燃气体探测器15未的检测数值大于第一预设数值，则在第一预设时间结束后，启动紫外火焰探测器14。当紫外火焰探测器14发出报警信号时，判定储能系统处于2级警报状态，依据检测信号对应启动液体灭火模块11中的液体灭火单元对储能系统进行高压细水喷洒灭火。

此外，如条件7(第二手动控制开关打开)成立，也可控制电池簇阀箱阀9门打开，启动液体灭火模块中11的液体灭火单元对储能系统进行高压细水喷洒灭火。

本发明实施例旨在保护一种集装箱储能系统消防装置，集装箱储能系统包括若干个电池簇，消防装置包括：气体灭火模块、液体灭火模块、检测模块和控制模块；检测模块获取储能系统的烟雾信号、温度信号和/或气体信号；液体灭火模块包括与电池簇一一对应的若干个液体灭火单元，液体灭火单元设置于相应电池簇中；控制模块依据烟雾信号、温度信号和/或气体信号依次控制气体灭火模块和液体灭火模块的若干个液体灭火单元运行。还保护一种集装箱储能系统消防装置控制方法。上述技术方案具备如下效果：

通过采用前期气体灭火与后期液体灭火结合的消防装置，提高了储能系统出现火灾时的控制水平，将储能系统出现火灾后的损失减少到最小，减少了用户的损失。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种集装箱储能系统消防装置，其特征在于，所述集装箱储能系统包括若干个电池簇，所述消防装置包括：气体灭火模块、液体灭火模块、检测模块和控制模块；

所述检测模块获取所述储能系统的烟雾信号、温度信号和/或气体信号；

所述液体灭火模块包括与所述电池簇一一对应的若干个液体灭火单元，所述液体灭火单元设置于相应所述电池簇中；

所述控制模块依据所述烟雾信号、所述温度信号和/或所述气体信号依次控制所述气体灭火模块和所述液体灭火模块的若干个液体灭火单元运行。

2.根据权利要求1所述的集装箱储能系统消防装置，其特征在于，还包括：与所述液体灭火单元一一对应的若干个电池簇阀箱；

所述若干个电池簇阀箱分别与所述控制模块电连接；

所述控制模块通过控制所述电池簇阀箱阀门的打开或关断来控制所述液体灭火单元对所述电池簇进行灭火。

3.根据权利要求1所述的集装箱储能系统消防装置，其特征在于，

所述检测模块包括：红外测温摄像头、烟雾探测器、温度探测器、可燃气体探测器和/或紫外火焰探测器。

4.根据权利要求1所述的集装箱储能系统消防装置，其特征在于，还包括：

无线通信模块，其与所述控制模块电连接；

所述无线通信模块通过所述控制模块获取所述烟雾信号、所述温度信号和/或所述气体信号传输至消防控制中心，并将接收到的所述消防控制中心的控制指令传输至所述控制模块。

5.根据权利要求1所述的集装箱储能系统消防装置，其特征在于，还包括：第一手动控制开关和/或第二手动控制开关；

所述第一手动控制开关与所述气体灭火模块电连接，用于手动开启所述气体灭火模块；

所述第二手动控制开关与所述液体灭火模块电连接，用于手动开启所述液体灭火模块。

6.根据权利要求5所述的集装箱储能系统消防装置，其特征在于，

所述第一手动消防开关和/或所述第二手动控制开关还用于停止所述储能系统的运行。

7.一种集装箱储能系统消防装置控制方法，其特征在于，用于控制如权利要求1-6任一所述的集装箱储能系统消防装置，包括如下步骤：

获取检测模块的检测信号；

当所述检测信号满足第一预设条件时，判定所述储能系统处于热失控状态，停止所述储能系统运行并发出报警信号；

当所述检测信号满足第二预设条件时，判定所述储能系统处于1级告警状态，控制所述气体灭火模块运行，停止所述储能系统运行并发出报警信号；

当所述检测信号满足第三预设条件时，判定所述储能系统处于2级告警状态，依据所述检测信号控制所述液体灭火模块的一个或多个液体灭火单元运行，停止所述储能系统运行并发出报警信号。

8.根据权利要求7所述的集装箱储能系统消防装置控制方法，其特征在于，所述第一预设条件包括：

红外测温摄像头获取的检测温度值大于或等于第一预设温度值；和/或，

烟雾探测器、温度探测器或可燃气体探测器任一发出报警信号。

9.根据权利要求7所述的集装箱储能系统消防装置控制方法，其特征在于，所述第二预设条件包括：

2个及以上的烟雾探测器、温度探测器或可燃气体探测器中发出报警信号；和/或，

第一手动控制开关打开。

10.根据权利要求7所述的集装箱储能系统消防装置控制方法，其特征在于，所述第三预设条件包括：

在所述储能系统判定为1级告警状态的第一预设时间内，可燃气体探测器的检测数值大于第一预设数值；和/或，

在所述储能系统判定为1级告警状态的所述第一预设时间后，所述紫外火焰探测器启动并发出报警信号；和/或，

第二手动控制开关打开。

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