CN114648849A - 一种消防联动装置、控制方法和储能电站 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种消防联动装置、控制方法和储能电站。该消防联动装置应用于储能电站，消防联动装置包括：探测灭火模块、报警控制模块和能量管理模块；所述探测灭火模块用于采集消防参数上报至所述报警控制模块；所述报警控制模块与所述探测灭火模块连接，用于根据所述消防参数中的异常信息，控制所述探测灭火模块进行灭火操作；所述能量管理模块与所述报警控制模块连接，用于接收所述报警控制模块单向传输的信号，根据所述异常信息控制对应电池集装箱的运行功率。本申请方案提出的消防联动装置、控制方法和储能电站可以减少消防联动成本，提高储能电站可靠性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及消防技术，尤其涉及一种消防联动装置、控制方法和储能电站。
背景技术
随着储能成本的进一步降低和分时电价的调整，用户侧储能装机规模正逐渐增大，越来越多的企业选择建设储能电站。
储能电站的使用能降低用电成本，但储能电池一旦发生热失控，会引发火灾和爆炸等严重消防事故，造成巨大的经济损失甚至造成人身伤害。所以储能电站的大规模应用首先要解决的安全性问题。
目前国家规定使用的火灾自动报警系统能够在火灾发生时进行报警和初步喷雾灭火，并在初步灭火没有获得成效的时候利用消防水对储能电池所在集装箱进行淹没灭火。但这种火灾自动报警系统提供的喷雾灭火和淹没灭火均为火灾发生后的灭火，造成经济损失较大，可靠性较差。
发明内容
本发明提供一种消防联动装置、控制方法和储能电站，以减少消防联动成本，提高储能电站可靠性。
第一方面，本发明实施例提供了一种消防联动装置，该消防联动装置应用于储能电站，消防联动装置包括：探测灭火模块、报警控制模块和能量管理模块；
所述探测灭火模块用于采集消防参数上报至所述报警控制模块；
所述报警控制模块与所述探测灭火模块连接，用于根据所述消防参数中的异常信息，控制所述探测灭火模块进行灭火操作；
所述能量管理模块与所述报警控制模块连接，用于接收所述报警控制模块单向传输的信号，根据所述异常信息控制对应电池集装箱的运行功率。
可选地，所述探测灭火模块包括探测灭火单元和探测排风单元，所述探测灭火单元与所述报警控制模块连接，用于采集所述消防参数上报至所述报警控制模块；
所述报警控制模块还用于根据所述消防参数确定出所述异常信息，根据所述异常信息生成所述控制信号，以控制所述探测灭火单元实施灭火操作；其中，所述控制信号在所述异常信息包括至少两个故障的情况下生成；
所述探测排风单元分别与所述探测灭火单元和所述能量管理模块连接，用于采集可燃气体浓度，将所述消防参数和所述可燃气体浓度上报至所述能量管理模块，并根据所述能量管理模块的控制进行排风降温操作；
所述能量管理模块还用于根据所述可燃气体浓度、所述异常信息和所述消防参数控制所述探测排风单元进行排风降温操作。
可选地，所述报警控制模块和所述能量管理模块均设置于控制集装箱；
所述探测灭火模块设置于所述电池集装箱、储能变流集装箱和电缆夹层中的至少一个。
可选地，所述报警控制模块包括消防报警主机和声光报警器，所述消防报警主机分别与所述声光报警器和所述探测灭火单元连接，用于根据所述异常信息生成第一报警信号和第二报警信号；所述声光报警用于根据不同的所述报警信号发出对应的声光信号，其中，所述第一报警信号在所述异常信息包括一个故障的情况下生成，所述第二报警信号在所述异常信息包括两个故障的情况下生成。
可选地，所述探测灭火单元包括消防探测器、灭火装置、消防报警分机和淹没装置；
所述消防探测器与所述消防报警分机连接，用于探测所述消防参数，其中，所述消防参数包括环境温度和烟雾浓度；
所述灭火装置与所述消防报警分机连接，用于实施灭火操作；
所述消防报警分机与所述消防报警主机连接，所述消防报警分机用于在所述消防参数有异常时将所述消防参数上传至所述消防报警主机，并根据所述控制信号控制所述灭火装置的工作状态；
所述消防报警主机还用于在发出所述控制信号后的第一预设时间后根据实时采集到的所述消防参数生成水消防信号；
所述淹没装置与所述消防报警主机连接，用于根据所述水消防信号对集装箱进行水降温操作和/或淹没操作，其中，所述水消防信号包括水降温信号和淹没信号中的至少一个。
可选地，所述探测排风单元包括可燃气体探测器、排风降温设备和本地控制器；
所述可燃气体探测器用于采集可燃气体浓度；
所述排风降温设备用于降低集装箱内温度并进行通风操作；
所述本地控制器分别与所述可燃气体探测器、所述排风降温设备、所述消防报警分机和所述能量管理模块连接，所述本地控制器用于上传所述可燃气体浓度和所述消防参数至所述能量管理模块，并根据所述能量管理模块的控制调节所述排风降温设备的状态参数，其中，所述状态参数包括降温级别和通风强度。
第二方面，本发明实施例还提供了一种消防联动装置的控制方法，用于控制第一方面所述的任意消防联动装置消防联动装置的控制方法包括：
所述探测灭火模块采集消防参数并上报至所述报警控制模块；
所述报警控制模块确定所述消防参数中的异常信息；
所述能量管理模块接收所述报警控制模块的信号，根据所述异常信息控制对应电池集装箱的运行功率。
所述报警控制模块根据实时确定的所述异常信息控制所述探测灭火模块进行灭火操作。
可选地，所述能量管理模块控制对应电池集装箱的运行功率的方法，包括：
根据所述异常信息确定事故的紧急程度；
若所述紧急程度为轻型，则对所述异常信息对应位置实施轻型降功率处理；
若所述紧急程度为重型，则对所述异常信息对应位置实施重型降功率处理。
可选地，所述探测灭火模块包括探测灭火单元和探测排风单元，所述探测排风单元包括可燃气体探测器和排风降温设备；所述重型降功率处理方法，包括：
接收所述探测灭火单元发送所述消防参数和所述探测排风单元发送的可燃气体浓度，判断是否只检测到可燃气体；
若是，则启动所述排风降温设备；
进一步判断所述可燃气体浓度与预设爆炸范围的相对关系；
若所述可燃气体浓度在所述预设爆炸范围以外，则将对应电池集装箱调为零功率。
可选地，判断所述可燃气体浓度与预设爆炸范围的相对关系之后，还包括：
若所述可燃气体浓度在所述预设爆炸范围内，则将对应电池集装箱调为零功率并断开所述电池集装箱中电池与高压母线的连接。
可选地，所述探测灭火模块包括探测灭火单元和探测排风单元，所述探测排风单元包括可燃气体探测器和排风降温设备；所述重型降功率处理方法，包括：
接收所述探测灭火单元发送所述消防参数和所述探测排风单元发送的可燃气体浓度，判断是否只检测到可燃气体；
若否，则进一步判断是否只检测到火灾信号，其中，火灾信号包括高温和/或烟雾；
若只检测到火灾信号，则将对应电池集装箱调为零功率、断开所述电池集装箱中电池与高压母线的连接并断开储能变流器的交直流连接。
可选地，进一步判断是否只检测到火灾信号之后，还包括：
若非只检测到火灾信号，则启动所述排风降温设备；
进一步判断所述可燃气体浓度与预设爆炸范围的相对关系；
若所述可燃气体浓度在所述预设爆炸范围内，则将对应电池集装箱调为零功率并断开防爆开关。
可选地，进一步判断所述可燃气体浓度与预设爆炸范围的相对关系之后，还包括：
若所述可燃气体浓度在所述预设爆炸范围外，则提高排风降温设备的运行功率、将对应所述电池集装箱调为零功率和断开所述电池集装箱中电池与高压母线的连接。
可选地，所述探测灭火模块包括探测灭火单元，所述探测灭火单元包括消防探测器、灭火装置、消防报警分机和淹没装置，
所述控制所述探测灭火模块进行灭火操作的方法，包括：
启动灭火装置进行喷施灭火；
根据消防探测器实时上报的所述消防参数判断火灾是否得到抑制，重复预设次数；
若判断出火灾未得到抑制则进入防复燃操作；
若判断结果均为得到抑制，则结束流程。
可选地，所述探测灭火模块包括淹没装置；所述防复燃操作的方法包括：断开火灾发生位置的辅助供电并启动水泵；
接收淹没确认信号并根据所述淹没确认信号生成淹没信号，控制所述淹没装置启动对火灾发生位置进行消防水淹没。
可选地，控制所述探测灭火模块进行灭火操作之前，还包括：
所述能量管理模块关闭排风降温设备。
第三方面，本发明实施例还提供一种储能电站，储能电站包括第一方面所述任意消防联动装置、电池集装箱、控制集装箱和储能变流器集装箱，所述电池集装箱与其他集装箱之间设置有至少预设宽度的间隔。
本实施例提供的消防联动装置、控制方法和储能电站，报警控制模块可以确定出探测灭火模块上报的消防参数中异常信息，并根据异常信息的条数控制探测灭火模块实施灭火操作，而能量管理模块则可以获取报警控制模块单向传输的信号，在出现异常信息时降低对应的电池集装箱的运行功率，实现了对储能电站的消防报警和控制，利用降低运行功率的方式防止异常情况的进一步恶化，降低了灭火操作的可能性。消防联动装置可以在火灾发生前就进行提前预防，降低因火灾和灭火造成的经济损失。能量管理模块可以直接利用国家标准下原有的报警控制模块传输出的异常信息，不仅信息可靠还减少了总控制元件的建设，减少了消防联动成本，提高了可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种消防联动装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种消防联动装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的又一种消防联动装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种消防联动装置的控制方法的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的一种能量管理模块控制对应电池集装箱的运行功率的方法的流程示意图；
图6为本发明实施例提供的一种消防报警主机控制探测灭火模块进行灭火操作的方法的流程示意图；
图7为本发明实施例提供的一种储能电站的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种储能电站中消防联动装置的分布示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
正如背景技术中，现有技术中储能电站所采用的火灾自动报警系统均根据国家标准施工和验收，这种火灾自动报警系统可以在出现火灾的情况下进行报警、喷洒灭火和淹没灭火，经发明人研究发现，这种直接的喷洒灭火和淹没灭火会造成灭火范围内的电力设施失效，灭火的经济损失较大，然而在火灾的发生之前往往会有各种各样的迹象显示，在此时若能够通过更加保守的方式阻断火灾发生的条件，便可以避免火灾的发生，进一步降低灭火的成本。例如火灾发生之前，环境会出现温度升高、烟雾浓度增高和散发可燃气体等情况，这预示着即将发生消防事故。而目前使用的火灾自动报警系统仅在火灾发生后进行灭火操作，功能单一，造成消防成本高且消防可靠性较低。
基于上述原因，本发明实施例提出了一种消防联动装置，应用于储能电站。图1为本发明实施例提供的一种消防联动装置的结构示意图，参照图1，消防联动装置100包括：探测灭火模块101、报警控制模块102和能量管理模块103；探测灭火模块101用于采集消防参数上报至报警控制模块102；报警控制模块102与探测灭火模块101连接，用于根据消防参数中的异常信息，控制探测灭火模块101进行灭火操作；能量管理模块103与报警控制模块102连接，用于接收报警控制模块102单向传输的信号，根据异常信息控制对应电池集装箱的运行功率。本实施例图1仅示出了包括两个探测灭火模块101的情况，实际上可以根据储能电站的具体需求在各个电池集装箱、储能变流器集装箱和电缆夹层中分别设置探测灭火模块101。
具体地，探测灭火模块101可以为消防探测和灭火装置，可以设置于储能电站中电池集装箱、储能变流器集装箱或其他电力设备附近及内部，可以在储能电站的各个集装箱和位置设置多个，可以分别探测对应电力设备周围或内部的消防参数，并将对应电力设备的消防参数实时上报至报警控制模块102，其中，消防参数为可以体现消防状态的环境参数，示例性地，消防参数可以为温度和烟雾浓度。探测灭火模块101还可以根据报警控制模块102的控制进行灭火操作。报警控制模块102可以为消防报警和灭火的控制中心，可以分析处理探测灭火模块101上报的消防参数，判断出消防参数中的异常信息，并根据每组消防参数中异常信息的条数控制探测灭火模块101是否进行灭火操作。在火灾发生之前，一般异常信息的条数较少，少于预设数目，则可以确定对应探测灭火模块101所在位置尚未出现火灾，可以仅发出警报不下发灭火命令并继续获取实时消防参数进行进一步判断，直至消防参数中的异常信息的条数较多，不少于预设数目，则可以确定对应探测灭火模块101所在位置出现了火灾。此时，报警控制模块102控制探测灭火模块101实施灭火操作，灭火操作可以为水雾喷射、泡沫喷射或干粉喷射中的至少一个。探测灭火模块101和报警控制模块102为火灾自动报警系统中的设备，可以根据国家标准《火灾自动报警系统施工及验收规范》GB50166-2018，《气体灭火系统施工及验收规范》BG50263-2018,《自动喷水灭火系统施工及验收规范》GB50261-2018施工，且与能量管理模块103之间为单向信号传输，可以防止因信号输入报警控制模块102造成不符合国家标准的情况发生，本方案提供的消防联动装置100可以在国家标准要求的火灾自动报警系统的基础上还进行单向联动设置，可以增加预防消防功能，提高了储能电站的可靠性。
能量管理模块103与报警控制模块102之间通讯连接，能量管理模块103可以接收报警控制模块102的单向传输信号。在报警控制模块102确定出异常信息至发出灭火指令之间的一段时间，能量管理模块103可以实时获取报警控制模块102的异常信息。能量管理模块103可以在异常信息的条数不为0的情况下，确定出现了火灾风险，进而控制异常信息对应的电池集装箱降低运行功率，示例性地，若有一条异常信息产生于1号电池集装箱、1号电池集装箱的输入输出电缆或与1号电池集装箱对应的储能变流器集装箱，则能量管理模块103可以控制1号电池集装箱降低运行功率以从源头上降低火灾发生风险，可以降低后续触发灭火操作的可能性。
示例性地，1号电池集装箱中的探测灭火模块101实时采集1号电池集装箱内的消防参数上报至报警控制模块102，一旦1号电池集装箱发生高热，报警控制模块102会在实时上报的消防参数中确定出温度异常信息，此时报警控制模块102会发出警报提醒值班人员并继续接收1号电池集装箱中探测灭火模块101上报的消防参数，但不会控制1号电池集装箱中的探测灭火模块101实施灭火。直至1号电池集装箱中探测灭火模块101上报的消防参数中异常信息的条数超过预设条数，报警控制模块102控制1号电池集装箱中探测灭火模块101进行喷洒灭火。在最初仅发现温度异常信息至报警控制模块102发出灭火指令之间的一段时间内，能量管理模块103可以根据异常信息将发生高热的1号电池集装箱的运行功率降低，防止温度继续上升引发水雾喷射灭火。
本实施例提供的消防联动装置设置有探测灭火模块、报警控制模块和能量管理模块，报警控制模块可以确定出探测灭火模块上报的消防参数中异常信息，并根据异常信息的条数控制探测灭火模块实施灭火操作，而能量管理模块则可以根据报警控制模块单向传输的信号，在出现异常信息时降低对应的电池集装箱的运行功率，实现了对储能电站的消防报警和控制，利用降低运行功率的方式防止异常情况的进一步恶化，降低了灭火操作的可能性。消防联动装置还可以在火灾发生前就进行提前预防，降低因火灾和灭火造成的经济损失。能量管理模块可以直接利用国家标准下原有的报警控制模块传输出的异常信息，不仅信息可靠还避免了总控制元件的建设，减少了消防联动成本，提高了可靠性。
可选地，图2为本发明实施例提供的另一种消防联动装置的结构示意图，参照图2，在前述实施例的基础上，探测灭火模块101包括探测灭火单元201和探测排风单元202，探测灭火单元201与报警控制模块102连接，用于采集消防参数上报至报警控制模块102；报警控制模块102还用于根据消防参数确定出异常信息，根据异常信息生成控制信号，以控制探测灭火单元201实施灭火操作；其中，控制信号可以在异常信息包括至少两个故障的情况下生成。探测排风单元202分别与探测灭火单元201和能量管理模块103连接，用于采集可燃气体浓度，将消防参数和可燃气体浓度上报至能量管理模块103，并根据能量管理模块103的控制进行排风降温操作；能量管理模块103还用于根据可燃气体浓度、异常信息和消防参数控制探测排风单元202进行排风降温操作。
具体地，报警控制模块102可以包括根据实时的消防参数确定出异常信息，进而根据异常信息生成控制信号，以控制探测灭火单元201实施灭火操作。探测灭火单元201可以为灭火装置和消防参数的探测装置，可以实时采集所在位置的消防参数，还可以根据报警控制模块102的控制信号实施灭火操作。探测排风单元202可以为可燃气体探测装置和排风装置，探测排风单元202与探测灭火单元201一一对应连接，接收探测灭火单元201的单向传输信号，可以将探测灭火单元201采集到的消防参数转发至能量管理模块103，还可以采集所在位置的可燃气体浓度上报至能量管理模块103。能量管理模块103可以在检测到异常信息的情况下，根据消防参数和可燃气体浓度确定情况紧急程度，进而控制探测排风单元202的运行状态，其中，探测排风单元202的运行状态可以包括降温开启、排风开启、降温关闭、排风关闭、降温实时功率和排风实时功率，在为对应电池集装箱降功率的基础上加设排风降温措施，进一步降低了火灾生的可能性和事故处理效率。
需要特别说明的是，报警控制模块102和能量管理模块103可以均设置于控制集装箱，控制集装箱(也称为一二次集装箱)是储能电站中对电池、储能变流器、电缆、开关和其他电力设施进行监测和控制的总控制中心，与电池集装箱、储能变流器集装箱和电缆夹层之间均设置有消防隔离通道，能量管理模块103与控制集装箱内的控制装置连接，可以控制电池集装箱内电池的运行功率，还可以控制储能电站中各个电力设备之间的开关的通断。探测灭火模块101可以设置于电池集装箱、储能变流集装箱和电缆夹层中的至少一个，示例性地，探测灭火模块101可以为多个，与电池集装箱、储能变流集装箱以及电缆夹层中的每一预设段分别对应，储能电站中所有电池集装箱、所有储能变流集装箱和电缆夹层中每一预设段都设置有对应的探测灭火模块101，可以保证各个储能电站中任意电力设施和位置的消防安全。
示例性地，1号储能变流器集装箱中的探测灭火单元201可以实时采集1号储能变流器集装箱的消防参数，并上报至报警控制模块102。报警控制模块102可以检测出消防参数中的异常信息并发出警报。在消防事故初期，异常信息通常仅包括温度异常和烟雾浓度高中的其中一条，此时报警控制模块102重复获取消防参数，并根据消防参数中的异常信息判断是否需要灭火操作。而同时，能量管理模块103可以接收报警控制模块102检测出的异常信息。根据异常信息所在位置、类型、数量以及可燃气体浓度，能量管理模块103对1号储能变流器集装箱对应的电池集装箱进行降功率控制，并可以对1号储能变流器集装箱进行排风降温和各种开关断开操作以使集装箱内的温度和烟雾浓度均下降至正常值，减少灭火操作的触发。进一步，若能量管理模块103采取降低运行功率和排风降温等措施均没有作用，随着实时重复获取消防参数，报警控制模块102之后会检测到异常信息同时包括温度异常和烟雾浓度高两条，此时火灾已经发生的可能性较高，报警控制模块102可以生成控制信号控制探测灭火单元201实施水雾喷洒灭火。
本实施例提供的消防联动装置中的探测灭火模块包括探测灭火单元和探测排风单元，探测灭火单元可以采集消防参数并根据报警控制模块进行灭火操作，探测排风单元可以检测可燃气体浓度上传能量管理模块，而能量管理模块可以根据异常信息所在位置、类型、数量以及可燃气体浓度，控制探测排风单元实施降温排风并控制对应开关断开，实现了火灾发生前的情况预处理，降温排风、降功率和断开开关等措施相互配合，降低了火灾发生的概率，减少了探测灭火单元进行灭火操作的概率，提高了储能电站的安全性。
可选地，图3为本发明实施例提供的又一种消防联动装置的结构示意图，参照图3，在前述实施例的基础上，报警控制模块102包括消防报警主机301和声光报警器302，消防报警主机301分别与声光报警器302和探测灭火单元201连接，用于根据异常信息生成第一报警信号和第二报警信号；声光报警用于根据不同的报警信号发出对应的声光信号，其中，第一报警信号在异常信息包括一个故障的情况下生成，第二报警信号在异常信息包括两个故障的情况下生成。
具体地，消防报警主机301可以作为数据处理和控制中心，分别与声光报警器302、探测灭火单元201和能量管理模块103连接，可以分析处理探测灭火单元201上传的消防参数，从中确认出异常信息并对应生成控制信号、第一报警信号和第二报警信号中的至少一个。能量管理模块103可以在消防报警主机301中获取单向传输的异常信息。声光报警器302可以设置多个，分别设置于储能电站的各个位置，以方便值班人员及时获取报警信号。声光报警器302还可以设置于控制集装箱内，方便值班人员在获得报警信号后及时做出对应的控制动作，示例性地，值班人员可以在消防报警主机301上输入控制信号，控制有火灾风险的位置的探测灭火单元201实施喷洒灭火操作。声光报警器302可以根据第一报警信号和第二报警信号发出不同的声光信号，以提示情况的危险等级。此处仅示意了第一报警信号和第二报警信号两种报警信号，在其他具体实施例中还可以根据实际需要设置多种不同的报警信号，使声光报警器302发出不同的声光信号以指示不同信息。
继续参照图3，探测灭火单元201包括消防探测器303、灭火装置304、消防报警分机305和淹没装置306；消防探测器303与消防报警分机305连接，用于探测消防参数，其中，消防参数包括环境温度和烟雾浓度；灭火装置304与消防报警分机305连接，用于实施灭火操作；消防报警分机305与消防报警主机301连接，消防报警分机305用于在消防参数有异常时将消防参数上传至消防报警主机301，并根据控制信号控制灭火装置304的工作状态；消防报警主机301还用于在发出控制信号后的第一预设时间后根据实时采集到的消防参数生成水消防信号；淹没装置306与消防报警主机301连接，用于根据水消防信号对集装箱进行水降温和/或水淹没操作，其中，水消防信号包括水降温信号和/或水淹没信号。
具体地，消防探测器303至少可以实现温度探测和烟雾探测功能，将实时温度和烟雾浓度发送至消防报警分机305。灭火装置304至少可以实现水雾喷洒灭火、泡沫灭火和干粉灭火中的至少一个，可以根据消防报警分机305的控制实时灭火操作。淹没装置306可以包括水泵和消防水接口开关，水泵的接入端经水管与储能电站的消防水入口连接，水泵的出水端经水管与集装箱的消防水接口密封连接。水泵的控制端和消防水接口开关均与消防报警主机301连接，可以根据消防报警主机301的淹没信号开启，对发生火灾事故的集装箱进行淹没处理，可以彻底灭火并防止火灾复燃。水泵的控制端和消防水接口开关还可以根据消防报警主机301的水降温信号调整水量，对发生消防事故的集装箱进行浇水降温，其中，水降温操作的用水量小于淹没操作的用水量。
继续参照图3，探测排风单元202包括可燃气体探测器308、排风降温设备309和本地控制器307；可燃气体探测器308用于采集可燃气体浓度；排风降温设备309用于降低集装箱内温度并进行通风操作；本地控制器307分别与可燃气体探测器308、排风降温设备309、消防报警分机305和能量管理模块103连接，本地控制器307用于上传可燃气体浓度和消防参数至能量管理模块103，并根据能量管理模块103的控制调节排风降温设备309的状态参数，其中，状态参数包括降温级别和通风强度。
具体地，可燃气体探测器308可以检测所在位置的可燃气体浓度并上传至本地控制器307，可燃气体探测器308检测的可燃气体可以包括烃、卤代烃、醇类、酮、乙酸甲酯、氢气、二氧化硫、氨、各种工业溶剂和其他任何可燃气体。排风降温设备309可以包括空调和排风扇，空调可以为水冷空调、吹风空调和氟系统空调中的至少一种，可以快速降低所处位置的空气温度，降低火灾发生的可能性。本地控制器307与能量管理模块103通讯连接，可以将可燃气体浓度和消防参数上传至能量管理模块103，还可以根据能量管理模块103的控制调整排风降温设备309的状态参数。
本实施例提供的消防联动装置设置有消防报警主机、声光报警器、消防探测器、灭火装置、消防报警分机、淹没装置、可燃气体探测器、排风降温设备和本地控制器，消防探测器可以实时采集储能电站中各个位置的消防参数并转发给消防报警分机，消防报警分机在初步检测到消防参数有异常则立刻将消防参数转发至消防报警主机，消防报警主机可以根据消防参数中的异常信息控制声光报警器发出警报，在异常信息的条数大于预设条数时还可以向消防报警分机发送控制信号以驱动灭火装置实施灭火，另一方面，可燃气体探测器可以探测可燃气体浓度并通过本地控制器转发至能量管理模块，能量管理模块根据异常信息和可燃气体浓度降低对应电池集装箱的运行功率并控制排风降温设备进行降温排风，而消防报警主机在报警信号后还会继续获取实时的消防参数确定是否需要灭火，而能量管理模块对功率、温度和排风的控制可以在一定程度上降低火灾发生的可能性，实现了对火灾的提前预处理，降低了灭火操作和淹没操作的发生概率，降低了火灾损失，提高了储能电站的安全性。
本发明实施例还提供了一种消防联动装置的控制方法，应用于本发明任意实施例提供的消防联动装置。图4为本发明实施例提供的一种消防联动装置的控制方法的流程示意图，参照图4，消防联动装置的控制方法包括：
S401、探测灭火模块采集消防参数并上报至报警控制模块。
具体地，在储能电站正常运行的过程中，探测灭火模块分布于储能电站的各个电池集装箱、储能继电器集装箱和电缆夹层中，实时采集所处位置的消防参数，并上传至报警控制模块。
S402、报警控制模块确定消防参数中的异常信息。
具体地，报警控制模块可以分析处理各个探测灭火模块上传的消防参数，从各组消防参数中确定异常信息，其中，每组消防参数中出现的异常信息的条数可以体现消防事故的发展阶段，示例性地，若异常信息包括温度过高和烟雾浓度高中的任意一条，则表明消防事故此时尚未发生，若异常信息包括温度过高和烟雾浓度高共两条，则表明消防事故此时已经发生。
S403、能量管理模块接收报警控制模块单向传输的信号，根据异常信息控制对应电池集装箱的运行功率。
S404、报警控制模块根据实时确定的异常信息控制探测灭火模块进行灭火操作。
具体地，在火灾发生之前，一般报警控制模块确定出的异常信息的条数较少，少于预设数目，报警控制模块则可以确定对应探测灭火模块所在位置尚未出现火灾，可以仅发出警报不下发灭火命令并继续获取实时消防参数进行进一步判断，直至消防参数中的异常信息的条数较多，不少于预设数目，则可以确定对应探测灭火模块所在位置出现了火灾。此时，报警控制模块控制探测灭火模块实施灭火操作，灭火操作可以为水雾喷射、泡沫喷射或干粉喷射中的至少一个。探测灭火模块和报警控制模块为火灾自动报警系统中的设备，可以根据国家标准施工，且与能量管理模块之间仅为单向信号传输，可以防止因信号输入报警控制模块造成不符合国家标准的情况发生。在报警控制模块确定出异常信息至发出灭火指令之间的一段时间，能量管理模块可以实时获取报警控制模块的异常信息和对探测灭火模块的控制信号。能量管理模块可以在异常信息的条数不为0且小于预设数目的情况下，确定出现了火灾风险，进而控制异常信息对应的电池集装箱降低运行功率，可以降低后续触发灭火操作的可能性。
本实施例提供的消防联动装置的控制方法，报警控制模块可以确定出探测灭火模块上报的消防参数中异常信息，并根据异常信息的条数控制探测灭火模块实施灭火操作，而能量管理模块则可以根据报警控制模块单向传输的信号，在出现异常信息时降低对应的电池集装箱的运行功率，实现了对储能电站的消防报警和控制，从根本上利用降低运行功率的方式防止异常情况的进一步恶化，降低了着火和灭火操作的可能性。消防联动装置的控制方法可以在火灾发生前就进行提前预防，降低因火灾和灭火造成的经济损失。能量管理模块可以直接利用国家标准下原有的报警控制模块传输出的异常信息，不仅信息可靠还避免了总控制元件的建设，减少了消防联动成本，提高了可靠性。
图5为本发明实施例提供的一种能量管理模块控制对应电池集装箱的运行功率的方法的流程示意图，参照图5，在前述实施例的基础上，能量管理模块控制对应电池集装箱的运行功率的方法，包括：
S501、获取消防报警主机的单向传输的信号。
具体地，能量管理模块可以通过与消防报警主机的连接，实时获取消防报警主机上的信号。
S502、判断是否读取到消防报警主机确定的异常信息。
具体地，能量管理模块与消防报警主机连接，可以读取消防报警主机中的异常信息。若读取到异常信息则表示有发生火灾的可能性，此时则进入下一步骤，否则返回上一步骤重复获取本地控制器上报的消防参数和可燃气体浓度
S503、根据异常信息确定事故的紧急程度。
具体地，根据异常信息确定事故的紧急程度。可以根据异常信息中的具体数值确定事故的紧急程度，其中，具体数值可以为温度值或烟雾浓度值，在温度超出预设温度或烟雾浓度超出预设浓度的情况下能量管理模块可以确定事故为重型，否则确定事故为轻型。
S504、若紧急程度为轻型，则对异常信息对应位置实施轻型降功率处理；
具体地，若紧急程度为轻型，则对异常信息对应位置实施轻型降功率处理。轻型降功率处理包括：S5041、判断异常信息发生的位置。S5042、若异常信息发生在电池集装箱，则向该电池集装箱下发零功率指令，控制该电池集装箱的运行功率为0。S5043、若异常信息发生在电池集装箱外(可以是电缆夹层、储能变流器集装箱或任何设置有探测灭火模块的其他位置)，则向对应的电池集装箱下发降功率运行指令，控制故障发生位置对应的电池集装箱降低运行功率。示例性地，若1号储能变流器集装箱有高温异常，则储能控制模块会根据异常信息降低与1号储能变流器集装箱连接的电池集装箱的功率。此处需要特别说明的是，在实施轻型降功率处理之后，返回步骤S501，获取消防报警主机实时更新的单向传输的信号。
S505、若紧急程度为重型，则对异常信息对应位置实施重型降功率处理。
具体地，若紧急程度为重型，则对异常信息对应位置实施重型降功率处理。重型降功率处理包括：S5051、接收探测灭火单元发送消防参数和探测排风单元发送的可燃气体浓度，判断是否只检测到可燃气体。一方面，S5052、若是只检测到可燃气体，则启动排风降温设备。S5053、进一步判断可燃气体浓度与预设爆炸范围的相对关系。S5054、若可燃气体浓度在预设爆炸范围以外，则向该电池集装箱下发零功率指令，将对应电池集装箱调为零功率。此时，可以确定尚未发生消防火灾事故和不可恢复故障，通过调功率以防止事故后续发展为火灾事故，此步骤完成后返回步骤S501，获取消防报警主机实时更新的单向传输的信号。5055、若可燃气体浓度在预设爆炸范围内，则将对应电池集装箱调为零功率并断开电池集装箱中电池与高压母线的连接。此时，可以判断该故障为不可恢复故障，需要通知值班人员处理，能量管理模块可以设置无线通信装置与值班人员的便携式智能终端连接，通知值班人员发生不可恢复故障。
另一方面，S5056、若非只检测到可燃气体(非只检测到可燃气体包括既未检测到火灾信号又未检测到可燃气体、仅检测到火灾信号和既检测到可燃气体又检测到火灾信三种情况)，则进一步判断是否只检测到火灾信号，其中，火灾信号包括高温和/或烟雾。S5057、若只检测到火灾信号，则将对应电池集装箱调为零功率、断开电池集装箱中电池与高压母线的连接并断开储能变流器的交直流连接。S5058、若非只检测到火灾信号(非只检测到火灾信号包括既未检测到火灾信号又未检测到可燃气体和既检测到可燃气体又检测到火灾信两种情况)，则启动排风降温设备。S5059、进一步判断可燃气体浓度与预设爆炸范围的相对关系。S5060、若可燃气体浓度在预设爆炸范围内，则将对应电池集装箱调为零功率并断开防爆开关。S5061、若可燃气体浓度在预设爆炸范围外，则提高排风降温设备的运行功率、将对应电池集装箱调为零功率和断开电池集装箱中电池与高压母线的连接。需要特别说明的是，在S5057、S5060和S5061之后，可以确定该故障为消防火灾事故，需要启动灭火操作。
S506、能量管理模块关闭排风降温设备。
具体地，在S5057、S5060和S5061之后可以延迟预设时间段，则可以关闭排风降温设备，方便后续警控制模块进行灭火操作。延迟预设时间可以促进充分通风并保证在探测灭火模块进行灭火操作之前保证排风降温设备关闭。
图6为本发明实施例提供的一种消防报警主机控制探测灭火模块进行灭火操作的方法的流程示意图，参照图6，在前述实施例的基础上，消防报警主机控制探测灭火模块进行灭火操作，包括：
S601、启动灭火装置进行喷施灭火。
具体地，消防报警主机根据实时确定的异常信息判断是否需要进行喷施灭火，一旦检测到异常信息包括高温信息和高烟雾浓度信息则启动灭火装置进行喷施灭火。
S602、根据消防探测器实时上报的消防参数判断火灾是否得到抑制，重复预设次数。
具体地，延迟一段时间后，消防报警主机根据消防报警分机实时上报的消防参数判断火灾是否得到抑制。具体地判断方式可以为判断烟雾浓度或温度是否降低到安全水平以下，若是则确定火灾得到抑制，否则确定火灾未得到抑制。其中，延迟的时间可以根据实际需求进行设定，安全水平可以为预设值，示例性地，延迟的时间可以为50秒，安全水平可以为温度在40度以下和烟雾浓度在400ppm以下。
S603、若判断出火灾未得到抑制则进入防复燃操作。
具体地，若判断出火灾未得到抑制，则确定喷施灭火对此时的火灾无用，则可以进入防复燃操作。需要特别说明的是，也可以在累计多次确定火灾未得到抑制时，再进入防复燃操作，设计人员可以根据实际需求进行设置累计次数。进入防复燃操作时，消防报警主机关闭事故发生位置的辅助供电，并启动对应淹没装置中的水泵。关闭辅助供电可以防止淹没过程中造成漏电触电事故。
S604、若判断结果均为得到抑制，则结束流程。
具体地，若判断结果为得到抑制，则确定喷施灭火操作对火灾起到了抑制作用，可以在继续喷施一段时间后结束流程，具体的喷施持续时间可以根据实际需求设置，也可以根据实时获取的消防参数的变化趋势进行动态调整。
S605、接收淹没确认信号并根据淹没确认信号生成淹没信号，控制淹没装置启动对火灾发生位置进行消防水淹没。
其中，淹没确认信号可以为值班人员通过操作按键、法兰开关、按钮开关或其他任何形式的输入方式输入的确认信号。在防复燃操作中，由于经济损失较大，需要值班人员进行确认。在此之前可以为值班人员提供实时获取的消防参数以方便值班人员决策。在值班人员输入淹没确认信号之后，消防报警主机生成淹没信号控制对应淹没装置消防水接口开启，淹没发生火灾的集装箱，防止火灾蔓延和复燃造成更大的损失。
本实施例提供的消防联动装置的控制方法，消防探测器可以实时采集储能电站中各个位置的消防参数并转发给消防报警分机，消防报警分机在初步检测到消防参数有异常则立刻将消防参数转发至消防报警主机，消防报警主机可以根据消防参数中的异常信息控制声光报警器发出警报，在异常信息的条数大于预设条数时还可以向消防报警分机发送控制信号以驱动灭火装置实施灭火或淹没操作。另一方面，可燃气体探测器可以探测可燃气体浓度并通过本地控制器转发至能量管理模块，能量管理模块根据异常信息和可燃气体浓度降低对应电池集装箱的运行功率并控制排风降温设备进行降温排风。而消防报警主机在发出报警信号后还会继续获取实时的消防参数确定是否需要灭火，而能量管理模块对功率、温度和排风的控制可以在一定程度上降低火灾发生的可能性，实现了对火灾的提前预处理，降低了灭火操作和淹没操作的发生概率，降低了火灾损失，提高了储能电站的安全性。
本发明实施例还提供了一种储能电站。图7为本发明实施例提供的一种储能电站的结构示意图，图8为本发明实施例提供的一种储能电站中消防联动装置的分布示意图，参照图7，储能电站700包括前述任意消防联动装置(图中未示出)、电池集装箱702、控制集装箱701、储能变流器集装箱703和电缆夹层704，电池集装箱702与其他集装箱之间设置有至少预设宽度的间隔。
结合图8，各个集装箱之间的预设宽度可以至少为3米，可以减少火灾在集装箱之间的蔓延，方便消防人员进入实施灭火操作。电池集装箱702、控制集装箱701和储能变流器集装箱703的数量均可以根据实际需要设置。各个电池集装箱702、控制集装箱701和储能变流器集装箱703可以分别设置探测灭火单元和探测排风单元，可以实时监测集装箱和电缆的消防情况。消防报警主机还可以与储能电站的厂区消防监控系统连接，可以将消防参数和报警信号上传至厂区消防系统进行数据存储，供值班人员查阅。消防报警主机还可以与储能电站内的辅助供电开关连接，可以在进行淹没操作时控制辅助供电断开，切断各个集装箱的储能供电，防止火灾引起电网设施大面积损坏。
本发明实施例提供的消防联动装置、控制方法和储能电站，消防报警主机可以根据消防参数中的异常信息控制声光报警器发出警报，在异常信息的条数大于预设条数时还可以驱动灭火装置实施灭火或淹没操作，另一方面，能量管理模块可以根据异常信息和可燃气体浓度降低对应电池集装箱的运行功率并控制排风降温设备进行降温排风，而消防报警主机在发出报警信号后还会继续获取实时的消防参数确定是否需要灭火，而能量管理模块对功率、温度和排风的控制可以在一定程度上降低火灾发生的可能性，实现了对火灾的提前预处理，降低了灭火操作和淹没操作的发生概率，降低了火灾损失，提高了储能电站的安全性
上述产品可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (17)
1.一种消防联动装置，其特征在于，应用于储能电站，包括：探测灭火模块、报警控制模块和能量管理模块；
所述探测灭火模块用于采集消防参数上报至所述报警控制模块；
所述报警控制模块与所述探测灭火模块连接，用于根据所述消防参数中的异常信息，控制所述探测灭火模块进行灭火操作；
所述能量管理模块与所述报警控制模块连接，用于接收所述报警控制模块单向传输的信号，根据所述异常信息控制对应电池集装箱的运行功率。
2.根据权利要求1所述的消防联动装置，其特征在于，所述探测灭火模块包括探测灭火单元和探测排风单元，所述探测灭火单元与所述报警控制模块连接，用于采集所述消防参数上报至所述报警控制模块；
所述报警控制模块还用于根据所述消防参数确定出所述异常信息，根据所述异常信息生成控制信号，以控制所述探测灭火单元实施灭火操作；其中，所述控制信号在所述异常信息包括至少两个故障的情况下生成；
所述探测排风单元分别与所述探测灭火单元和所述能量管理模块连接，用于采集可燃气体浓度，将所述消防参数和所述可燃气体浓度上报至所述能量管理模块，并根据所述能量管理模块的控制进行排风降温操作；
所述能量管理模块还用于根据所述可燃气体浓度、所述异常信息和所述消防参数控制所述探测排风单元进行排风降温操作。
3.根据权利要求2所述的消防联动装置，其特征在于，所述报警控制模块和所述能量管理模块均设置于控制集装箱；
所述探测灭火模块设置于所述电池集装箱、储能变流集装箱和电缆夹层中的至少一个。
4.根据权利要求2所述的消防联动装置，其特征在于，所述报警控制模块包括消防报警主机和声光报警器，所述消防报警主机分别与所述声光报警器和所述探测灭火单元连接，用于根据所述异常信息生成第一报警信号和第二报警信号；所述声光报警用于根据不同的所述报警信号发出对应的声光信号，其中，所述第一报警信号在所述异常信息包括一个故障的情况下生成，所述第二报警信号在所述异常信息包括两个故障的情况下生成。
5.根据权利要求4所述的消防联动装置，其特征在于，所述探测灭火单元包括消防探测器、灭火装置、消防报警分机和淹没装置；
所述消防探测器与所述消防报警分机连接，用于探测所述消防参数，其中，所述消防参数包括环境温度和烟雾浓度；
所述灭火装置与所述消防报警分机连接，用于实施灭火操作；
所述消防报警分机与所述消防报警主机连接，所述消防报警分机用于在所述消防参数有异常时将所述消防参数上传至所述消防报警主机，并根据所述控制信号控制所述灭火装置的工作状态；
所述消防报警主机还用于在发出所述控制信号后的第一预设时间后根据实时采集到的所述消防参数生成水消防信号；
所述淹没装置与所述消防报警主机连接，用于根据所述水消防信号对集装箱进行水降温操作和/或淹没操作，其中，所述水消防信号包括水降温信号和淹没信号中的至少一个。
6.根据权利要求5所述的消防联动装置，其特征在于，所述探测排风单元包括可燃气体探测器、排风降温设备和本地控制器；
所述可燃气体探测器用于采集可燃气体浓度；
所述排风降温设备用于降低集装箱内温度并进行通风操作；
所述本地控制器分别与所述可燃气体探测器、所述排风降温设备、所述消防报警分机和所述能量管理模块连接，所述本地控制器用于上传所述可燃气体浓度和所述消防参数至所述能量管理模块，并根据所述能量管理模块的控制调节所述排风降温设备的状态参数，其中，所述状态参数包括降温级别和通风强度。
7.一种如权利要求1-6任一项所述消防联动装置的控制方法，其特征在于，包括：
所述探测灭火模块采集消防参数并上报至所述报警控制模块；
所述报警控制模块确定所述消防参数中的异常信息；
所述能量管理模块接收所述报警控制模块的信号，根据所述异常信息控制对应电池集装箱的运行功率；
所述报警控制模块根据实时确定的所述异常信息控制所述探测灭火模块进行灭火操作。
8.根据权利要求7所述的消防联动装置的控制方法，其特征在于，所述能量管理模块控制对应电池集装箱的运行功率的方法，包括：
根据所述异常信息确定事故的紧急程度；
若所述紧急程度为轻型，则对所述异常信息对应位置实施轻型降功率处理；
若所述紧急程度为重型，则对所述异常信息对应位置实施重型降功率处理。
9.根据权利要求8所述的消防联动装置的控制方法，其特征在于，所述探测灭火模块包括探测灭火单元和探测排风单元，所述探测排风单元包括可燃气体探测器和排风降温设备；所述重型降功率处理方法，包括：
接收所述探测灭火单元发送所述消防参数和所述探测排风单元发送的可燃气体浓度，判断是否只检测到可燃气体；
若是，则启动所述排风降温设备；
进一步判断所述可燃气体浓度与预设爆炸范围的相对关系；
若所述可燃气体浓度在所述预设爆炸范围以外，则将对应电池集装箱调为零功率。
10.根据权利要求9所述的消防联动装置的控制方法，其特征在于，判断所述可燃气体浓度与预设爆炸范围的相对关系之后，还包括：
若所述可燃气体浓度在所述预设爆炸范围内，则将对应电池集装箱调为零功率并断开所述电池集装箱中电池与高压母线的连接。
11.根据权利要求8所述的消防联动装置的控制方法，其特征在于，所述探测灭火模块包括探测灭火单元和探测排风单元，所述探测排风单元包括可燃气体探测器和排风降温设备；所述重型降功率处理方法，包括：
接收所述探测灭火单元发送所述消防参数和所述探测排风单元发送的可燃气体浓度，判断是否只检测到可燃气体；
若否，则进一步判断是否只检测到火灾信号，其中，火灾信号包括高温和/或烟雾；
若只检测到火灾信号，则将对应电池集装箱调为零功率、断开所述电池集装箱中电池与高压母线的连接并断开储能变流器的交直流连接。
12.根据权利要求11所述的消防联动装置的控制方法，其特征在于，进一步判断是否只检测到火灾信号之后，还包括：
若非只检测到火灾信号，则启动所述排风降温设备；
进一步判断所述可燃气体浓度与预设爆炸范围的相对关系；
若所述可燃气体浓度在所述预设爆炸范围内，则将对应电池集装箱调为零功率并断开防爆开关。
13.根据权利要求12所述的消防联动装置的控制方法，其特征在于，进一步判断所述可燃气体浓度与预设爆炸范围的相对关系之后，还包括：
若所述可燃气体浓度在所述预设爆炸范围外，则提高排风降温设备的运行功率、将对应所述电池集装箱调为零功率和断开所述电池集装箱中电池与高压母线的连接。
14.根据权利要求7所述的消防联动装置的控制方法，其特征在于，所述探测灭火模块包括探测灭火单元，所述探测灭火单元包括消防探测器、灭火装置、消防报警分机和淹没装置，
所述控制所述探测灭火模块进行灭火操作的方法，包括：
启动灭火装置进行喷施灭火；
根据消防探测器实时上报的所述消防参数判断火灾是否得到抑制，重复预设次数；
若判断出火灾未得到抑制则进入防复燃操作；
若判断结果均为得到抑制，则结束流程。
15.根据权利要求14所述的消防联动装置的控制方法，其特征在于，所述探测灭火模块包括淹没装置；所述防复燃操作的方法包括：断开火灾发生位置的辅助供电并启动水泵；
接收淹没确认信号并根据所述淹没确认信号生成淹没信号，控制所述淹没装置启动对火灾发生位置进行消防水淹没。
16.根据权利要求7所述的消防联动装置的控制方法，其特征在于，控制所述探测灭火模块进行灭火操作之前，还包括：
所述能量管理模块关闭排风降温设备。
17.一种储能电站，其特征在于，包括权利要求1-6任一所述消防联动装置、电池集装箱、控制集装箱和储能变流器集装箱，所述电池集装箱与其他集装箱之间设置有至少预设宽度的间隔。
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