CN116392759B - 具备自检功能的储能集装箱消防方法 - Google Patents

具备自检功能的储能集装箱消防方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具备自检功能的储能集装箱消防方法,该消防方法包括:1)探测装置对电池仓中的温度和可燃气体浓度进行监测;2)消防控制主机根据探测装置监测的温度值、可燃气体浓度值与预先设定的温度阈值、气体浓度阈值的大小关系判断电池仓中是否存在异常,并根据具体异常情况启动不同等级的消防响应措施。本发明采用作为探测装置与气冷降温装置配合,利用吸气式火灾探测器的探测结果配合本发明的方法能够实现喷嘴单元的自检测,判断喷嘴单元是否能够正常工作,可防止出现温度异常或者火情时部分喷嘴单元不能正常工作而影响对电池仓的温度控制或火情抑制,从而能提高该消防方法的可靠性,该自检测方法还具备准确度高、方便高效等优点。

Description

具备自检功能的储能集装箱消防方法
技术领域
本发明涉及储能技术领域,特别涉及一种具备自检功能的储能集装箱消防方法。
背景技术
储能集装箱是一种集成度相对较高的储能装备,其储能单元为电池pack(电池包),多个电池pack通过串联形成电池簇,多个电池簇并联组合构成储能集装箱中的储能单元。储能集装箱中的电池是具有一定的风险的,在一些意外情况下会导致热失控的发生,因此储能集装箱中需要配置相应的消防系统,以在热失控发生时通过喷洒灭火剂等措施抑制热蔓延。通常的消防系统会在储能集装箱配置一定数量的喷嘴/喷头,通过喷洒灭火剂进行灭火。例如,专利CN114914622B公开的一种储能集装箱、专利CN109432634B公开的一种集装箱式锂离子电池储能系统的消防方法等。通过增加喷嘴数量能够有效提高灭火效率,例如,为每个电池pack对应设置至少一个喷嘴,这样在发生火情时,能对每个电池pack喷洒灭火剂。火情发生时,喷嘴是否能够正常工作对消防系统的有效性至关重要,所以,需要对喷嘴进行定期检查,以及时发现并维修存在故障的喷嘴。现有的消防系统中,通常只能通过人工进行喷嘴的检查,但面对数量如此多的喷嘴以及储能集装箱内狭小的操作空间,对喷嘴一一进行人工检测是一项繁重且耗时的工作。
所以,现在有必要对现有技术进行改进,以提供一种更可靠的方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种具备自检功能的储能集装箱消防方法。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
第一方面,本发明提供一种具备自检功能的储能集装箱消防方法,该方法应用于储能集装箱,所述储能集装箱内设置有消防系统以及多个电池仓,每个所述电池仓内均沿垂直方向间隔设置有多个喷嘴单元;
所述消防系统包括消防控制主机、探测装置、气冷降温装置、灭火装置以及排风装置,每个所述电池仓内均设置有至少一个探测装置,用以实现温度和可燃气体浓度的监测,所述气冷降温装置用以向所述喷嘴单元中提供冷却气体,以对所述电池仓进行降温,所述灭火装置用以向所述喷嘴单元中提供灭火剂,以对所述电池仓进行灭火;
所述消防方法包括:
1)所述探测装置对电池仓中的温度和可燃气体浓度进行监测;
2)所述消防控制主机根据所述探测装置监测的温度值、可燃气体浓度值与预先设定的温度阈值、气体浓度阈值的大小关系判断电池仓中是否存在异常,并根据具体异常情况启动不同等级的消防响应措施,包括:一级消防响应措施、二级消防响应措施和三级消防响应措施;
其中,二级消防响应措施包括:进行停机检查与维修,在人工完成停机检查与维修后,对存在异常的电池仓中的所有喷嘴单元依次进行自检查,以判断喷嘴单元是否合格:
优选的是,其中,每个所述电池仓内均设置有一个电池簇,每个所述电池簇均包括沿垂直方向堆叠设置的多个电池包,每个所述电池包的外周均对应设置有1个所述喷嘴单元;
每个所述电池仓内均设置有一个排风装置。
优选的是,所述消防方法包括:
1)所述探测装置对电池仓中的温度和可燃气体浓度进行监测;
2)所述消防控制主机根据所述探测装置监测的温度值、可燃气体浓度值与预先设定的温度阈值、气体浓度阈值的大小关系判断电池仓中是否存在异常,并根据具体异常情况启动不同等级的消防响应措施,包括一级消防响应措施、二级消防响应措施和三级消防响应措施:
2-1)当监测到电池仓Pi内的温度值和可燃气体浓度值中的任意一项达到一级预警阈值但未到达二级预警阈值时,启动一级消防响应措施:控制所述气冷降温装置工作对电池仓Pi进行降温和/或控制当前电池仓Pi的排风装置工作以对电池仓Pi进行通风;
2-2)当监测到电池仓Pi内的温度值和可燃气体浓度值中的任意一项达到二级预警阈值但未到达三级预警阈值时,启动二级消防响应措施:控制所述气冷降温装置工作对电池仓Pi进行降温、控制当前电池仓Pi的排风装置工作以对电池仓Pi进行通风,进行停机检查与维修;
人工完成停机检查与维修后,通过以下方法对电池仓Pi中的所有喷嘴单元依次进行自检查,以判断喷嘴单元是否合格:
2-2-1)控制所述气冷降温装置向一个喷嘴单元中输送体积为Vc的冷却气体进行测试,通过电池仓Pi中的探测装置分别采集电池仓Pi内测试开始时的温度值Tc0和测试tc时间后的温度值Tc1,通过对Tc0、Tc1和tc进行分析,判断当前的喷嘴单元是否合格;
2-2-2)当电池仓Pi中所有喷嘴单元均合格后,自检查通过,返回所述步骤1);否则对测试不合格的喷嘴单元进行人工维修,然后按照所述步骤2-2-1)重新进行自检查,直至所有喷嘴单元均合格;
2-3)当监测到电池仓Pi内的温度值和可燃气体浓度值中的任意一项达到三级预警阈值时,启动三级消防响应措施:控制电池仓Pi中的排风装置停止工作,控制所述灭火装置向电池仓Pi中的所有喷嘴单元提供灭火剂进行灭火。
优选的是,所述喷嘴单元通过消防输送管与所述灭火装置和气冷降温装置均连接,每个所述喷嘴单元上均设置有一个与所述消防控制主机通讯连接的喷嘴控制阀,每个喷嘴控制阀对应控制1个喷嘴单元的通断;
所述灭火装置和消防输送管之间设置有与所述消防控制主机通讯连接的灭火剂供给阀,所述气冷降温装置和消防输送管路之间设置有与所述消防控制主机通讯连接的冷气供给阀。
优选的是,将所述储能集装箱内的所有的电池仓依次编号为1,2,...,N,每个电池仓内的电池簇中电池包由下至上依次编号为1,2,...,M,Pij表示第i个电池仓中第j个电池包,i表示电池仓编号,i=1,2,...,N,j表示电池包高度位置编号,j=1,2,...,M;
每个电池仓内的喷嘴单元由下至上依次编号为1,2,...,M,Qij表示第i个电池仓中第j个喷嘴单元,Qij为与电池包Pij对应的喷嘴单元;
每个电池仓内的探测装置均包括两个吸气式火灾探测器,其中一个吸气式火灾探测器Gd设置在电池仓的底部,另一个吸气式火灾探测器Gu设置在电池仓的顶部;Gi表示第i个电池仓中的探测装置,Gui、Gdi表示探测装置Gi中的两个吸气式火灾探测器,Gui处于电池仓Pi的顶部,Gdi处于电池仓Pi的低部;
所有吸气式火灾探测器Gd的高度位置相同,所有吸气式火灾探测器Gu的高度位置相同。
优选的是,所述步骤2-2-1)具体为:
2-2-1-1)控制所述灭火剂供给阀关闭、冷气供给阀打开,控制气冷降温装置向电池仓Pi中的一个喷嘴单元Qij输送体积为Vc的冷却气体进行测试,测试时间为tc,获取吸气式火灾探测器Gd检测的测试开始时的温度值TGdij、测试tc时间后的温度值TGd'ij,获取吸气式火灾探测器Gu检测的测试开始时的温度值TGuij、测试tc时间后的温度值TGu'ij
2-2-1-2)然后按照下式计算测试评价参数TPij,TPij=0.5*(TGdij-TGd'ij)/tc+0.5*(TGuij-TGu'ij)/tc;
2-2-1-3)当TPij≥αTPB时,判定该喷嘴单元Qij合格,否则判定该喷嘴单元Qij不合格,其中α为修正系数,且0<α≤1;
其中,TPB为预先确定的测试评价参数标准值。
优选的是,其中,α=0.75-0.95。
优选的是,所述测试评价参数标准值TPB为通过以下方法得到:
采用所有喷嘴单元均合格的一个电池仓,按照上述步骤2-2-1)的方法,获取该电池仓中每个喷嘴单元的测试评价参数,然后取所有测试评价参数中的最小值作为测试评价参数标准值TPB
优选的是,所述消防方法包括:
1)所述探测装置Gi对电池仓Pi中的温度和可燃气体浓度进行监测;
2)所述消防控制主机根据监测的温度值Ti、可燃气体浓度Ci与预先设定的温度阈值Tz、气体浓度阈值Cz的大小关系判断电池仓中是否存在异常,并根据具体异常情况启动不同等级的消防响应措施,包括一级消防响应措施、二级消防响应措施和三级消防响应措施:
2-1)当监测到电池仓Pi内的温度值Ti和可燃气体浓度值Ci中的任意一项或两项达到一级预警阈值但未到达二级预警阈值时,启动一级消防响应措施:
当Tz1≤Ti<Tz2,且持续时间超过3-25s时,控制气冷降温装置工作对当前电池仓Pi进行降温;
当Cz1≤Ci<Cz2,且持续时间超过3-25s时,控制当前电池仓Pi的排风装置工作以进行通风;
2-2)当Tz2≤Ti<Tz3或Cz2≤Ci<Cz3,且持续时间超过2-20s时,启动二级消防响应措施:控制所述气冷降温装置工作对电池仓Pi进行降温、控制当前电池仓Pi的排风装置工作以对电池仓Pi进行通风,并进行停机检查与维修;
人工完成停机检查与维修后,对电池仓Pi中的所有喷嘴单元依次进行自检查,以判断喷嘴单元是否合格:当电池仓Pi中所有喷嘴单元均合格后,自检查通过,返回步骤1),否则发出喷嘴单元不合格的报警信息,并对不合格的喷嘴单元进行人工维修,然后重新进行自检查,直至所有喷嘴单元均合格;
2-3)当Ti≥Tz3或Ci≥Cz3,且持续时间超过2-10s时,启动三级消防响应措施:
控制断开电池仓Pi与储能集装箱的主电源的连接,控制电池仓Pi中的排风装置停止工作,所述消防控制主机中的定位模块根据探测器组Gi中两个吸气式火灾探测器的检测结果分析出电池仓Pi中发生热失控的电池包Pij,控制与该电池包Pij对应的喷嘴单元Qij向该电池包Pij喷洒灭火剂,进行PACK级灭火;
当1-5min后,Ti和Ci未均降低到允许范围时,则控制所述灭火装置工作、电池仓Pi中的所有喷嘴单元工作,向电池仓Pi中的所有电池包喷洒灭火剂,进行簇级灭火;
其中,Tz1、Tz2、Tz3依次为温度的一级预警阈值、二级预警阈值、三级预警阈值,Cz1、Cz2、Cz3依次为可燃气体浓度的一级预警阈值、二级预警阈值、三级预警阈值。
优选的是,所述定位模块包括数据采集与计算单元、基于机器学习算法的位置定位网络单元以及电池包定位单元;
所述步骤2-3)中定位模块对发生热失控的电池包Pij进行定位的方法为:
2-3-1)所述数据采集与计算单元获取吸气式火灾探测器Gui采集的温度Tui、可燃气体浓度Cui以及吸气式火灾探测器Gdi采集的温度Tdi、可燃气体浓度Cdi,并计算出温度差值ΔTi和可燃气体浓度差值ΔCi,ΔTi=Tui-Tdi,ΔCi=Cui-Cdi;
2-3-2)所述位置定位网络单元根据所述数据采集与计算单元获取的结果分析得到发生热失控的电池包Pij的高度位置H;
所述位置定位网络单元采用机器学习算法根据Tui、Tdi、ΔTi、Cui、Cdi、ΔTi的值分析得到热失控的高度位置H,所述位置定位网络单元通过以下方法构建得到:
先构建训练数据集,然后通过训练数据集对基于机器学习的网络模型进行训练,以分析同一个电池仓中发生热失控的电池包的高度位置与内部的两个吸气式火灾探测器采集到的温度、可燃气体浓度之间的关系,最终得到训练好的网络模型,即为所述位置定位网络单元;
2-3-3)所述电池包定位单元通过以下公式计算得到发生热失控的电池包的高度位置编号j的值,从而实现电池包Pij的定位:
其中,以处于底部的吸气式火灾探测器Gd的上端的位置为高度位置的零平面,d为零平面与处于最底端的电池包Pi1的底面之间的距离,h为每个电池包的高度尺寸,以电池包高度方向的中心位置作为电池包的高度位置坐标,为向大取整函数。
优选的是,当的结果为整数时,将电池包Pij和电池包Pi(j-1)均判定热失控的电池包,并均进行PACK级灭火;否则只将电池包Pij判定热失控的电池包,只对电池包Pij进行PACK级灭火。
第二方面,本发明提供一种消防管理系统,其用于执行上述的消防方法,所述消防管理系统包括所述消防系统、监测与处理单元以及消防控制单元,所述监测与处理单元用于按照所述步骤1)的方法对电池仓中的温度和可燃气体浓度进行监测,所述消防控制单元用于按照所述步骤2)中的方法控制启动不同等级的消防响应措施。
第三方面,本发明提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。
第四方面,本发明提供一种电子设备,包括:处理器和存储器,所述存储器用于存储一个或多个程序;当所述一个或多个程序被所述处理器执行时,实现上述的方法。
本发明的有益效果是:
本发明提供的储能集装箱消防方法具备对消防系统中的喷嘴单元进行自检测的功能,其中,通过气冷降温装置与系统中用于提供监测功能的探测装置配合,利用吸气式火灾探测器的探测结果配合本发明的方法能够实现喷嘴单元的自检测,判断喷嘴单元是否能够正常工作,可防止出现温度异常或者火情时部分喷嘴单元不能正常工作而影响对电池仓的温度控制或火情抑制,从而能提高该消防方法的可靠性,该自检测方法还具备准确度高、方便高效等优点;
本发明的储能集装箱消防方法兼具主动温控功能和火情抑制功能,通过切换喷嘴单元与气冷降温装置连通向温度异常的电池仓中喷吹低温的冷却气体能实现主动温控,通过切换喷嘴单元与灭火装置连通向电池仓中喷出灭火剂能实现火情的抑制;
本发明的一些实施例中,通过结合机器学习算法对发生火情的电池包进行定位,能够实现电池包PACK级灭火,从而可提高灭火效率、降低灭火剂的消耗。
本上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
图1为本发明的具备自检功能的储能集装箱消防方法的控制原理示意图;
图2为本发明的方法所应用的一种储能集装箱的结构示意图;
图3为本发明中单个电池仓内的消防系统的布置示意图;
图4为本发明中的具备自检功能的储能集装箱消防方法的流程图;
图5为本发明中对断喷嘴单元进行自检查的流程图;
图6为本发明中定位模块对发生热失控的电池包进行定位的流程图;
图7为本发明中位置定位网络模型单元的构建流程图。
附图标记说明:
1—储能集装箱;2—电池仓;3—喷嘴单元;4—防控制主机;5—吸气式火灾探测器;6—气冷降温装置;7—灭火装置;8—排风装置;9—电池簇;10—电池包;11—消防输送管;12—喷嘴控制阀;13—灭火剂供给阀;14—冷气供给阀;50—吸气式火灾探测器Gui;51—吸气式火灾探测器Gdi。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
本实施例提供一种具备自检功能的储能集装箱消防方法,该方法应用于储能集装箱1,储能集装箱1内设置有消防系统以及多个电池仓2,每个电池仓2内均沿垂直方向间隔设置有多个喷嘴单元3;
消防系统包括消防控制主机4、探测装置、气冷降温装置6、灭火装置7以及排风装置8,每个电池仓2内均设置有至少一个探测装置,用以实现温度和可燃气体浓度的监测,气冷降温装置6用以向喷嘴单元3中提供冷却气体,以对电池仓2进行降温,灭火装置7用以向喷嘴单元3中提供灭火剂,以对电池仓2进行灭火。
参照图1,本发明的消防方法的控制原理示意图。
参照图2,为本发明所应用的一种储能集装箱1的结构示意图。
其中,每个电池仓2内均设置有一个电池簇9,每个电池簇9均包括沿垂直方向堆叠设置的多个电池包10,每个电池包10的外周均对应设置有1个喷嘴单元3;
其中,每个电池仓2内均设置有一个排风装置8,消防控制主机4能够控制每个排风装置8独立工作,以对指定的电池仓2进行通风。
其中,喷嘴单元3通过消防输送管11与灭火装置7和气冷降温装置6均连接,每个喷嘴单元3上均设置有一个与消防控制主机4通讯连接的喷嘴控制阀12,每个喷嘴控制阀12对应控制1个喷嘴单元3的通断;
灭火装置7和消防输送管11之间设置有与消防控制主机4通讯连接的灭火剂供给阀13,气冷降温装置6和消防输送管11路之间设置有与消防控制主机4通讯连接的冷气供给阀14。
本实施例中,将储能集装箱1内的所有的电池仓2依次编号为1,2,...,N,每个电池仓2内的电池簇9中电池包10由下至上依次编号为1,2,...,M,Pij表示第i个电池仓2中第j个电池包10,i表示电池仓2编号,i=1,2,...,N,j表示电池包10高度位置编号,j=1,2,...,M;
每个电池仓2内的喷嘴单元3由下至上依次编号为1,2,...,M,Qij表示第i个电池仓2中第j个喷嘴单元3,Qij为与电池包Pij对应的喷嘴单元3;
每个电池仓2内的探测装置均包括两个吸气式火灾探测器5,其中一个吸气式火灾探测器Gd设置在电池仓2的底部,另一个吸气式火灾探测器Gu设置在电池仓2的顶部;Gi表示第i个电池仓2中的探测装置,Gui 50、Gdi 51表示探测装置Gi中的两个吸气式火灾探测器5,Gui 50处于电池仓2的顶部,Gdi 51处于电池仓2的低部;其中,所有吸气式火灾探测器Gd的高度位置相同,所有吸气式火灾探测器Gu的高度位置相同。参照图3,为单个电池仓2内的消防系统的布置示意图。
参照图4,以任意一个电池仓Pi为例,本实施例中的消防方法包括:
1)探测装置Gi对电池仓Pi中的温度和可燃气体浓度进行监测;
2)消防控制主机根据监测的温度值Ti、可燃气体浓度Ci与预先设定的温度阈值Tz、气体浓度阈值Cz的大小关系判断电池仓中是否存在异常,并根据具体异常情况启动不同等级的消防响应措施,包括一级消防响应措施、二级消防响应措施和三级消防响应措施,具体为:
2-1)当监测到电池仓Pi内的温度值Ti和可燃气体浓度值Ci中的任意一项或两项达到一级预警阈值但未到达二级预警阈值时,启动一级消防响应措施:
当Tz1≤Ti<Tz2,且持续时间超过3-25s时,控制气冷降温装置工作对当前电池仓Pi进行降温;
当Cz1≤Ci<Cz2,且持续时间超过3-25s时,控制当前电池仓Pi的排风装置工作以进行通风;
其中,吸气式火灾探测器具有较高的灵敏度,当温度或可燃气体浓度异常维持一定时间时才判定相应情况,能降低误报警概率,保证预警准确性。
2-2)当监测到电池仓Pi内的温度值和可燃气体浓度值中的任意一项达到二级预警阈值但未到达三级预警阈值时,启动二级消防响应措施;具体的,当Tz2≤Ti<Tz3或Cz2≤Ci<Cz3,且持续时间超过2-20s时,启动二级消防响应措施:
控制气冷降温装置工作对电池仓Pi进行降温、控制当前电池仓Pi的排风装置工作以对电池仓Pi进行通风,并进行停机检查与维修;
参照图5,其中,人工完成停机检查与维修后,通过以下方法对电池仓Pi中的所有喷嘴单元依次进行自检查,以判断喷嘴单元是否合格:
2-2-1)控制气冷降温装置向一个喷嘴单元中输送体积为Vc的冷却气体进行测试,通过电池仓Pi中的探测装置分别采集电池仓Pi内测试开始时的温度值Tc0和测试tc时间后的温度值Tc1,通过对Tc0、Tc1和tc进行分析,判断当前的喷嘴单元是否合格;具体包括:
2-2-1-1)控制灭火剂供给阀关闭、冷气供给阀打开,控制气冷降温装置向电池仓Pi中的一个喷嘴单元Qij输送体积为Vc的冷却气体进行测试,测试时间为tc,获取吸气式火灾探测器Gd检测的测试开始时的温度值TGdij、测试tc时间后的温度值TGd'ij,获取吸气式火灾探测器Gu检测的测试开始时的温度值TGuij、测试tc时间后的温度值TGu'ij
2-2-1-2)然后按照下式计算测试评价参数TPij,TPij=0.5*(TGdij-TGd'ij)/tc+0.5*(TGuij-TGu'ij)/tc;在优选的实施例中,tc=0.5-5min,进一步优选的实施例中,tc=1min。
2-2-1-3)当TPij≥αTPB时,判定该喷嘴单元Qij合格,否则判定该喷嘴单元Qij不合格,其中α为修正系数,且0<α≤1;在优选的实施例中,α=0.75-0.95。进一步优选的实施例中,α=0.92。
其中,TPB为预先确定的测试评价参数标准值,通过以下方法得到:
采用所有喷嘴单元均合格的一个电池仓,按照上述步骤2-2-1)的方法,获取该电池仓中每个喷嘴单元的测试评价参数,然后取所有测试评价参数中的最小值作为测试评价参数标准值TPB
2-2-2)当电池仓Pi中所有喷嘴单元均合格后,自检查通过,返回步骤1);否则对测试不合格的喷嘴单元进行人工维修,然后按照步骤2-2-1)重新进行自检查,直至所有喷嘴单元均合格。
在优选的实施例中,每隔一段时间,例如5-30天,若该期间始终没有触发一级消防响应措施或二级消防响应措施,则消防控制主机主动启动对所有电池仓中所有喷嘴单元的自检查,按照以上步骤2-2-1)和2-2-2)的方法主动检测喷嘴单元是否能够正常工作,防止出现温度异常或者火情时部分喷嘴单元不能正常工作而影响对电池仓的温度控制或火情抑制。
本发明的消防方法中,同时配置有温度控制方案和灭火方案:
当温度异常但尚可控时(即温度偏高,但并未发生火情或是发生火情风险较小),通过切换喷嘴单元与气冷降温装置连通(灭火剂供给阀关闭、冷气供给阀打开,喷嘴单元与气冷降温装置连通),向温度异常的电池仓中喷吹低温的冷却气体(例如温度低于0℃的惰性,如氮气等),实现气冷降温,电池仓中的气体通过预留的排风出口排出,降温后可使电池仓维持正常工作;
当温度过高和/或可燃气体浓度过高,判断发生火情或将发生火情时,通过切换喷嘴单元与灭火装置连通(灭火剂供给阀打开、冷气供给阀关闭,喷嘴单元与灭火装置连通),灭火装置向喷嘴单元中输送灭火剂(如全氟己酮),从而抑制火情蔓延。
本发明中,喷嘴单元既能够用于喷出冷却气体以进行降温,又能够用于喷出灭火剂进行灭火,具备双重作用。而喷嘴单元是否能够正常工作对上述灭火方法的效果影响重大,常规方案中,通常是定期进行人工检测,但面对数量如此多的喷嘴单元以及储能集装箱内狭小的操作空间,对喷嘴单元一一进行人工检测是一项繁重且耗时的工作。
本发明中,通过气冷降温装置与系统中用于提供监测功能的探测装置配合,能够利用探测装置的探测结果实现喷嘴单元的自检测,具备准确度高、可靠性强、方便高效等优点。本发明中,采用吸气式火灾探测器作为探测装置,吸气式火灾探测器能够实现温度、多种气体浓度等火情信息的采集,且灵敏度高,可有效提高火情预警的灵敏性。吸气式火灾探测器工作时把区域内的气体主动吸入然后进行探测。
本发明中,每个电池仓内顶部和底部各布置一个吸气式火灾探测器,每个电池仓内所有的喷嘴单元均处于两个吸气式火灾探测器之间,进行喷嘴单元检测时,当任意一个喷嘴单元喷出固定体积和温度的冷却气体的前后,两个吸气式火灾探测器检测到的温度值会发生变化,而由于冷却气体的体积和温度不变,喷嘴单元能正常工作时,两个吸气式火灾探测器检测到的温度值的变化情况应当会在一定范围内,所以通过检测前后温度的变化情况能够分析当前的喷嘴单元是否正常工作。例如,当某一喷嘴单元无法正常工作时(无法喷出冷却气体或是喷出的冷却气体量过少),测试前后吸气式火灾探测器检测到的温度值的变化会明显过小。
另外,对于单个吸气式火灾探测器而言,例如,对于顶部的吸气式火灾探测器Gd,由于不同高度的喷嘴单元与其距离不同,所以,在测试时,吸气式火灾探测器Gd检测的温度值会在一定范围内受喷嘴单元高度的影响。理论上来说,喷嘴单元位置越高,则越靠近吸气式火灾探测器Gd,而离吸气式火灾探测器Gu则越远,喷嘴单元喷出冷却气体后,吸气式火灾探测器Gd检测到的温度值会越低,吸气式火灾探测器Gu检测到的温度值会越高。所以只采用单个吸气式火灾探测器进行检测时,检测结果受喷嘴单元高度的影响会较为显著。而本发明中采用的测试评价参数TPij,任意一个喷嘴单元喷出冷却气体后,能够综合两个吸气式火灾探测器的检测值,从而可很大程度上消除喷嘴单元高度对喷嘴单元自检测结果的影响。
2-3)当Ti≥Tz3或Ci≥Cz3,且持续时间超过2-10s时,启动三级消防响应措施:
控制断开电池仓Pi与储能集装箱的主电源的连接(电源脱扣),控制电池仓Pi中的排风装置停止工作,消防控制主机中的定位模块根据探测器组Gi中两个吸气式火灾探测器的检测结果分析出电池仓Pi中发生热失控的电池包Pij,控制与该电池包Pij对应的喷嘴单元Qij向该电池包Pij喷洒灭火剂,进行PACK级灭火;通过针对火情点进行高效灭火,相比于针对整个集装箱进行全浸没式灭火,上述方式既能提高效率,又可大幅度降低灭火剂消耗;
当1-5min后,Ti和Ci未均降低到允许范围时(例如,Ti<Tz2,且Ci<Cz2),此时说明火情已经蔓延,PACK级灭火已经无法控制火情,则控制电池仓Pi中所有的喷嘴单元Qi的喷嘴控制阀均打开,灭火装置向电池仓Pi中的所有电池包喷洒灭火剂,进行簇级灭火。即当PACK级灭火不能有效抑制火情蔓延时,自动开启簇级灭火,从而能根据具体火情自动提高灭火措施等级,作为保险措施,能进一步提高智能消防管理的安全性。
其中,Tz1、Tz2、Tz3依次为温度的一级预警阈值、二级预警阈值、三级预警阈值,Cz1、Cz2、Cz3依次为可燃气体浓度的一级预警阈值、二级预警阈值、三级预警阈值;且Tz1<Tz2<Tz3,Cz1<Cz2<Cz3。
可以理解的时,当火情进一步失控时(所有电池仓均需进行簇级灭火),对每个电池仓均进行簇级灭火,即为对整个储能箱实施全浸没式灭火。所以本发明既能够进行精确定位的高效PACK级灭火,也能够在火情蔓延时实现簇级灭火,还能够在火情进一步扩大时实施全浸没式灭火,从而具备灵活且智能化的分级热失控管理措施。
在优选的实施例中,在启动一级消防响应措施、二级消防响应措施和三级消防响应措施时均通过报警装置发出相应的报警信号,如声光报警信号。
在优选的实施例中,定位模块包括数据采集与计算单元、基于机器学习算法的位置定位网络单元以及电池包定位单元;
参照图6,步骤2-3)中定位模块对发生热失控的电池包Pij进行定位的方法为:
2-3-1)数据采集与计算单元获取吸气式火灾探测器Gui采集的温度Tui、可燃气体浓度Cui以及吸气式火灾探测器Gdi采集的温度Tdi、可燃气体浓度Cdi,并计算出温度差值ΔTi和可燃气体浓度差值ΔCi,ΔTi=Tui-Tdi,ΔCi=Cui-Cdi。
2-3-2)位置定位网络单元根据数据采集与计算单元获取的结果分析得到发生热失控的电池包Pij的高度位置H;
位置定位网络单元采用机器学习算法根据Tui、Tdi、ΔTi、Cui、Cdi、ΔTi的值分析得到热失控的高度位置H,位置定位网络单元通过以下方法构建得到:
先构建训练数据集,然后通过训练数据集对基于机器学习的网络模型进行训练,以分析同一个电池仓中发生热失控的电池包的高度位置与内部的两个吸气式火灾探测器采集到的温度、可燃气体浓度之间的关系,最终得到训练好的网络模型,即为位置定位网络单元。
进一步优选的实施例中,参照图7,位置定位网络模型单元通过以下方法构建得到:
2-3-2-1)采集训练数据:
采用与电池包尺寸相同的模拟包进行数据采集,该模拟包具备温度控制功能和气体释放功能,用以提供要求温度和浓度的可燃气体;
在一个电池仓内,用模拟包替换一个电池包,然后按以下方法采集数据:
使模拟包释放设定体积VB和温度TB的可燃气体,记录此时模拟包的高度HB、吸气式火灾探测器Gd采集到的温度值TdB和可燃气体浓度值CdB、吸气式火灾探测器Gu采集到的温度值TuB和可燃气体浓度值CuB,并计算温度差值ΔTB和可燃气体浓度差值ΔCB,ΔTB=TuB-TdB,ΔCB=CuB-CdB,将HB、TdB、TuB、CdB、CuB、ΔTB、ΔCB组合成一条测试数据r;
获取模拟包在当前高度HB下,在不同体积VB和温度TB下的若干条测试数据r,将若干条测试数据r组合得到当前高度位置HB上的测试数据集R;其中,每次获取一条测试数据r前,均先对电池仓进行通风处理;
2-3-2-2)将模拟包依次替换每一个高度位置的电池包,按照以上步骤1)的方法获取每个高度位置处的测试数据集Rj,j=1,2,...,M;最终将所有的测试数据集R组合,构建得到训练数据集;
2-3-2-3)将训练数据集R输入到基于机器学习的网络模型中,以TdB、TuB、CdB、CuB、ΔTB、ΔCB为输入,对应的模拟包的高度位置HB为目标输出进行训练,最终得到位置定位网络模型单元。
在优选的实施例中,其中,Tz3-10<TB<Tz3+20(单位为℃),在采集训练数据时,模拟包释放的可燃气体的温度TB可在上述范围内选择若干个值。
在优选的实施例中,采集训练数据时,模拟包释放的可燃气体的体积VB可按照满足以下条件的情况下选择若干个值:使两个吸气式火灾探测器检测到的可燃气体的浓度在0.5*Cz2至2*Cz3之间。
2-3-3)电池包定位单元通过以下公式计算得到发生热失控的电池包的高度位置编号j的值,从而实现电池包Pij的定位:
其中,以处于底部的吸气式火灾探测器Gd的上端的位置为高度位置的零平面(零平面即X轴所处平面,高度方向即Y轴方向),d为零平面与处于最底端的电池包Pi1的底面之间的距离,h为每个电池包的高度尺寸,以电池包高度方向的中心位置作为电池包的高度位置坐标,为向大取整函数。
在优选的实施例中,当的结果为整数时,将电池包Pij和电池包Pi(j-1)均判定热失控的电池包,并均进行PACK级灭火;否则只将电池包Pij判定热失控的电池包,只对电池包Pij进行PACK级灭火。
例如,时(整数),/>,此时将由下向上的第4个和第5个电池包均判定热失控的电池包;因为当/>的结果为整数时,说明该高度位置H正好处于两个电池包之间,所以将该高度位置H上方和下方的电池包均判定热失控的电池包,可提高热失控管理的安全性。
以下对本发明中的上述定位方法的原理进行说明。
本发明采用的吸气式火灾探测器能够实现温度、多种气体浓度等火情信息的采集,且灵敏度高,可有效提高火情预警的灵敏性。吸气式火灾探测器工作时把区域内的气体主动吸入然后进行探测。
本发明中,每个电池仓内顶部和底部各布置一个吸气式火灾探测器,每个电池仓内所有的电池包均处于两个吸气式火灾探测器之间,电池包火情点(即热失控位置)始终处于两个吸气式火灾探测器之间,电池包发生火情时,在同一时间两个吸气式火灾探测器检测到的数据通常会存在区别,而该区别的主要影响因素就是电池包火情点的位置。所以本发明中正是根据该原理,首先通过机器学习算法分析不同火情点位置时,两个吸气式火灾探测器检测到的数据的差异情况,通过大量数据分析与学习,从而能够通过基于机器学习算法的位置定位网络单元分析得出两个吸气式火灾探测器检测到的数据情况与火情点高度位置之间的关系,最终能够通过位置定位网络单元对两个吸气式火灾探测器检测到的数据的分析实现火情点高度位置的高精度定位。需要理解的是,两个吸气式火灾探测器检测到的数据情况与火情点高度位置之间的关系并非常规的线性关系或函数式关系,但基于机器学习算法的位置定位网络单元则能够通过大量数据的分析而获得该关系,且随数据量的增大结果将更加准确。
可以理解的是,在常规技术中,每个电池包配制一个探测器来进行一对一的检测,能够在火情发生时直接定位到火情点的电池包,具有高准确性,但其带来的问题是:探测器数量众多,成本会显著增加,尤其是对于单价相对较高的吸气式火灾探测器来说成本会增加更多,探测器的安装布置也会相对复杂。
而本发明能够克服上述问题,在本发明中,利用基于机器学习算法的位置定位网络模型单元能够在只采用两个吸气式火灾探测器的情况下实现1个电池仓内的多个电池包发生火情时的定位,能够在实现电池包PACK级定位的情况下,大大减小吸气式火灾探测器的数量,从而大大降低成本、降低吸气式火灾探测器安装布置的复杂性。
在优选的实施例中,其中,Tz1=60~75℃,Tz2=76~85℃,Tz3=88~93℃。进一步优选的实施例中,Tz1=70℃,Tz2=85℃,Tz3=90℃。
在优选的实施例中,可燃气体包括CO、H2、VOC中的一种;在进一步优选的实施例中,选择的可燃气体为CO或H2,更进一步优选的实施例中,选择的可燃气体为CO。
对于可燃气体CO,其对应的浓度阈值为:Cz1=120~200ppm,Cz2=240~400ppm,Cz3=420~700ppm;进一步优选的实施例中,具体为Cz1=160ppm,Cz2=280ppm,Cz3=500ppm;
对于可燃气体H2,其对应的浓度阈值为:Cz1=220~350ppm,Cz2=850~1200ppm,Cz3=1400~2500ppm;进一步优选的实施例中,具体为Cz1=260ppm,Cz2=1000ppm,Cz3=2000ppm;
对于可燃气体VOC,其对应的浓度阈值为:Cz1=110-250ppm,Cz2=700-1100ppm,Cz3=1200-2400ppm;进一步优选的实施例中,具体为:Cz1=150ppm,Cz2=1000ppm,Cz3=2000ppm。
在优选的实施例中,其中,N为2~35,M为4~20,具体可根据集装箱的尺寸、储电容量以及单个电池包的尺寸、储电容量等进行选择。在进一步优选的实施例中,N为8~40,M为8~18。
在优选的实施例中,每个喷嘴单元中均包括1-4个喷嘴,喷嘴设置在电池包的侧部。在进一步优选的实施例中,每个喷嘴单元中均包括2个喷嘴,分别设置在电池包的前后两侧,但发生热失控时,从前后两侧对电池包喷出灭火剂,能起到高效的热失控抑制效果。
第二方面,本发明的实施例还提供一种消防管理系统,其用于执行上述的消防方法,消防管理系统包括消防系统、监测与处理单元以及消防控制单元,监测与处理单元用于按照步骤1)的方法对电池仓中的温度和可燃气体浓度进行监测,消防控制单元用于按照步骤2)中的方法控制启动不同等级的消防响应措施。
第三方面,本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。
第四方面,本发明的实施例还提供一种电子设备,包括:处理器和存储器,存储器用于存储一个或多个程序;当一个或多个程序被处理器执行时,实现上述的方法。
在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储器中,存储器可以包括:闪存盘、只读存储器(英文:Read-Only Memory,简称:ROM)、随机存取器(英文:Random Access Memory,简称:RAM)、磁盘或光盘等。
以上,仅为本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制;凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明;但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内,利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化,均为本发明的等效实施例;同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等,均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种具备自检功能的储能集装箱消防方法,其特征在于,该方法应用于储能集装箱,所述储能集装箱内设置有消防系统以及多个电池仓,每个所述电池仓内均沿垂直方向间隔设置有多个喷嘴单元;
所述消防系统包括消防控制主机、探测装置、气冷降温装置、灭火装置以及排风装置,每个所述电池仓内均设置有至少一个探测装置,用以实现温度和可燃气体浓度的监测,所述气冷降温装置用以向所述喷嘴单元中提供冷却气体,以对所述电池仓进行降温,所述灭火装置用以向所述喷嘴单元中提供灭火剂,以对所述电池仓进行灭火;
所述消防方法包括:
1)所述探测装置对电池仓中的温度和可燃气体浓度进行监测;
2)所述消防控制主机根据所述探测装置监测的温度值、可燃气体浓度值与预先设定的温度阈值、气体浓度阈值的大小关系判断电池仓中是否存在异常,并根据具体异常情况启动不同等级的消防响应措施,包括:一级消防响应措施、二级消防响应措施和三级消防响应措施;
其中,二级消防响应措施包括:进行停机检查与维修,在人工完成停机检查与维修后,对存在异常的电池仓中的所有喷嘴单元依次进行自检查,以判断喷嘴单元是否合格;
其中,每个所述电池仓内均设置有一个电池簇,每个所述电池簇均包括沿垂直方向堆叠设置的多个电池包,每个所述电池包的外周均对应设置有1个所述喷嘴单元;
每个所述电池仓内均设置有一个排风装置;
步骤2)具体包括:
2-1)当监测到电池仓Pi内的温度值和可燃气体浓度值中的任意一项达到一级预警阈值但未到达二级预警阈值时,启动一级消防响应措施:控制所述气冷降温装置工作对电池仓Pi进行降温和/或控制当前电池仓Pi的排风装置工作以对电池仓Pi进行通风;
2-2)当监测到电池仓Pi内的温度值和可燃气体浓度值中的任意一项达到二级预警阈值但未到达三级预警阈值时,启动二级消防响应措施:控制所述气冷降温装置工作对电池仓Pi进行降温、控制当前电池仓Pi的排风装置工作以对电池仓Pi进行通风,进行停机检查与维修;
人工完成停机检查与维修后,通过以下方法对电池仓Pi中的所有喷嘴单元依次进行自检查,以判断喷嘴单元是否合格:
2-2-1)控制所述气冷降温装置向一个喷嘴单元中输送体积为Vc的冷却气体进行测试,通过电池仓Pi中的探测装置分别采集电池仓Pi内测试开始时的温度值Tc0和测试tc时间后的温度值Tc1,通过对Tc0、Tc1和tc进行分析,判断当前的喷嘴单元是否合格;
2-2-2)当电池仓Pi中所有喷嘴单元均合格后,自检查通过,返回所述步骤1);否则对测试不合格的喷嘴单元进行人工维修,然后按照所述步骤2-2-1)重新进行自检查,直至所有喷嘴单元均合格;
2-3)当监测到电池仓Pi内的温度值和可燃气体浓度值中的任意一项达到三级预警阈值时,启动三级消防响应措施:控制电池仓Pi中的排风装置停止工作,控制所述灭火装置向电池仓Pi中的所有喷嘴单元提供灭火剂进行灭火。
2.根据权利要求1所述的具备自检功能的储能集装箱消防方法,其特征在于,所述喷嘴单元通过消防输送管与所述灭火装置和气冷降温装置均连接,每个所述喷嘴单元上均设置有一个与所述消防控制主机通讯连接的喷嘴控制阀,每个喷嘴控制阀对应控制1个喷嘴单元的通断;
所述灭火装置和消防输送管之间设置有与所述消防控制主机通讯连接的灭火剂供给阀,所述气冷降温装置和消防输送管路之间设置有与所述消防控制主机通讯连接的冷气供给阀。
3.根据权利要求2所述的具备自检功能的储能集装箱消防方法,其特征在于,将所述储能集装箱内的所有的电池仓依次编号为1,2,...,N,每个电池仓内的电池簇中电池包由下至上依次编号为1,2,...,M,Pij表示第i个电池仓中第j个电池包,i表示电池仓编号,i=1,2,...,N,j表示电池包高度位置编号,j=1,2,...,M;
每个电池仓内的喷嘴单元由下至上依次编号为1,2,...,M,Qij表示第i个电池仓中第j个喷嘴单元,Qij为与电池包Pij对应的喷嘴单元;
每个电池仓内的探测装置均包括两个吸气式火灾探测器,其中一个吸气式火灾探测器Gd设置在电池仓的底部,另一个吸气式火灾探测器Gu设置在电池仓的顶部;Gi表示第i个电池仓中的探测装置,Gui、Gdi表示探测装置Gi中的两个吸气式火灾探测器,Gui处于电池仓Pi的顶部,Gdi处于电池仓Pi的低部;
所有吸气式火灾探测器Gd的高度位置相同,所有吸气式火灾探测器Gu的高度位置相同。
4.根据权利要求3所述的具备自检功能的储能集装箱消防方法,其特征在于,所述步骤2-2-1)具体为:
2-2-1-1)控制所述灭火剂供给阀关闭、冷气供给阀打开,控制气冷降温装置向电池仓Pi中的一个喷嘴单元Qij输送体积为Vc的冷却气体进行测试,测试时间为tc,获取吸气式火灾探测器Gd检测的测试开始时的温度值TGdij、测试tc时间后的温度值TGd'ij,获取吸气式火灾探测器Gu检测的测试开始时的温度值TGuij、测试tc时间后的温度值TGu'ij
2-2-1-2)然后按照下式计算测试评价参数TPij,TPij=0.5*(TGdij-TGd'ij)/tc+0.5*(TGuij-TGu'ij)/tc;
2-2-1-3)当TPij≥αTPB时,判定该喷嘴单元Qij合格,否则判定该喷嘴单元Qij不合格,其中α为修正系数,且0<α≤1;
其中,TPB为预先确定的测试评价参数标准值。
5.根据权利要求4所述的具备自检功能的储能集装箱消防方法,其特征在于,其中,α=0.75-0.95。
6.根据权利要求5所述的具备自检功能的储能集装箱消防方法,其特征在于,所述测试评价参数标准值TPB为通过以下方法得到:
采用所有喷嘴单元均合格的一个电池仓,按照上述步骤2-2-1)的方法,获取该电池仓中每个喷嘴单元的测试评价参数,然后取所有测试评价参数中的最小值作为测试评价参数标准值TPB
7.根据权利要求6所述的具备自检功能的储能集装箱消防方法,其特征在于,所述消防方法包括:
1)所述探测装置Gi对电池仓Pi中的温度和可燃气体浓度进行监测;
2)所述消防控制主机根据监测的温度值Ti、可燃气体浓度Ci与预先设定的温度阈值Tz、气体浓度阈值Cz的大小关系判断电池仓中是否存在异常,并根据具体异常情况启动不同等级的消防响应措施,包括一级消防响应措施、二级消防响应措施和三级消防响应措施:
2-1)当监测到电池仓Pi内的温度值Ti和可燃气体浓度值Ci中的任意一项或两项达到一级预警阈值但未到达二级预警阈值时,启动一级消防响应措施:
当Tz1≤Ti<Tz2,且持续时间超过3s时,控制气冷降温装置工作对当前电池仓Pi进行降温;
当Cz1≤Ci<Cz2,且持续时间超过3s时,控制当前电池仓Pi的排风装置工作以进行通风;
2-2)当Tz2≤Ti<Tz3或Cz2≤Ci<Cz3,且持续时间超过2s时,启动二级消防响应措施:控制所述气冷降温装置工作对电池仓Pi进行降温、控制当前电池仓Pi的排风装置工作以对电池仓Pi进行通风,并进行停机检查与维修;
人工完成停机检查与维修后,对电池仓Pi中的所有喷嘴单元依次进行自检查,以判断喷嘴单元是否合格:当电池仓Pi中所有喷嘴单元均合格后,自检查通过,返回步骤1),否则发出喷嘴单元不合格的报警信息,并对不合格的喷嘴单元进行人工维修,然后重新进行自检查,直至所有喷嘴单元均合格;
2-3)当Ti≥Tz3或Ci≥Cz3,且持续时间超过2s时,启动三级消防响应措施:
控制断开电池仓Pi与储能集装箱的主电源的连接,控制电池仓Pi中的排风装置停止工作,所述消防控制主机中的定位模块根据探测器组Gi中两个吸气式火灾探测器的检测结果分析出电池仓Pi中发生热失控的电池包Pij,控制与该电池包Pij对应的喷嘴单元Qij向该电池包Pij喷洒灭火剂,进行PACK级灭火;
当1-5min后,Ti和Ci未均降低到允许范围时,则控制所述灭火装置工作、电池仓Pi中的所有喷嘴单元工作,向电池仓Pi中的所有电池包喷洒灭火剂,进行簇级灭火;
其中,Tz1、Tz2、Tz3依次为温度的一级预警阈值、二级预警阈值、三级预警阈值,Cz1、Cz2、Cz3依次为可燃气体浓度的一级预警阈值、二级预警阈值、三级预警阈值。
8.根据权利要求7所述的具备自检功能的储能集装箱消防方法,其特征在于,所述定位模块包括数据采集与计算单元、基于机器学习算法的位置定位网络单元以及电池包定位单元;
所述步骤2-3)中定位模块对发生热失控的电池包Pij进行定位的方法为:
2-3-1)所述数据采集与计算单元获取吸气式火灾探测器Gui采集的温度Tui、可燃气体浓度Cui以及吸气式火灾探测器Gdi采集的温度Tdi、可燃气体浓度Cdi,并计算出温度差值ΔTi和可燃气体浓度差值ΔCi,ΔTi=Tui-Tdi,ΔCi=Cui-Cdi;
2-3-2)所述位置定位网络单元根据所述数据采集与计算单元获取的结果分析得到发生热失控的电池包Pij的高度位置H;
所述位置定位网络单元采用机器学习算法根据Tui、Tdi、ΔTi、Cui、Cdi、ΔTi的值分析得到热失控的高度位置H,所述位置定位网络单元通过以下方法构建得到:
先构建训练数据集,然后通过训练数据集对基于机器学习的网络模型进行训练,以分析同一个电池仓中发生热失控的电池包的高度位置与内部的两个吸气式火灾探测器采集到的温度、可燃气体浓度之间的关系,最终得到训练好的网络模型,即为所述位置定位网络单元;
2-3-3)所述电池包定位单元通过以下公式计算得到发生热失控的电池包的高度位置编号j的值,从而实现电池包Pij的定位:
其中,以处于底部的吸气式火灾探测器Gd的上端的位置为高度位置的零平面,d为零平面与处于最底端的电池包Pi1的底面之间的距离,h为每个电池包的高度尺寸,以电池包高度方向的中心位置作为电池包的高度位置坐标,为向大取整函数。
9.一种消防管理系统,其特征在于,其用于执行权利要求1-8中任一项所述的消防方法,所述消防管理系统包括所述消防系统、监测与处理单元以及消防控制单元,所述监测与处理单元用于按照所述步骤1)的方法对电池仓中的温度和可燃气体浓度进行监测,所述消防控制单元用于按照所述步骤2)中的方法控制启动不同等级的消防响应措施。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的方法。
11.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器和存储器,所述存储器用于存储一个或多个程序;当所述一个或多个程序被所述处理器执行时,实现如权利要求1-8中任一项所述的方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202565729U (zh) * 2012-03-22 2012-12-05 赵舜培 一种具有自检测装置的农机用喷嘴
CN203235174U (zh) * 2013-05-12 2013-10-16 安徽工程大学 图书馆消防安防系统
CN111643834A (zh) * 2020-05-18 2020-09-11 许继集团有限公司 一种集装箱储能系统消防装置及其控制方法
CN114699679A (zh) * 2022-04-16 2022-07-05 平高集团储能科技有限公司 风冷式储能锂电池簇级局部应用pack精准灭火系统及方法
CN114712758A (zh) * 2022-05-13 2022-07-08 上海金盾消防智能科技有限公司 一种锂电池储能站全过程火灾探测及自动灭火方法
CN114949678A (zh) * 2022-05-26 2022-08-30 烟台创为新能源科技股份有限公司 一种储能电站氮气保护和多区域逐级探测防控方法及系统
CN115920277A (zh) * 2022-11-25 2023-04-07 中国科学技术大学 一种预制舱式锂电池储能系统灭火降温系统及控制方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202565729U (zh) * 2012-03-22 2012-12-05 赵舜培 一种具有自检测装置的农机用喷嘴
CN203235174U (zh) * 2013-05-12 2013-10-16 安徽工程大学 图书馆消防安防系统
CN111643834A (zh) * 2020-05-18 2020-09-11 许继集团有限公司 一种集装箱储能系统消防装置及其控制方法
CN114699679A (zh) * 2022-04-16 2022-07-05 平高集团储能科技有限公司 风冷式储能锂电池簇级局部应用pack精准灭火系统及方法
CN114712758A (zh) * 2022-05-13 2022-07-08 上海金盾消防智能科技有限公司 一种锂电池储能站全过程火灾探测及自动灭火方法
CN114949678A (zh) * 2022-05-26 2022-08-30 烟台创为新能源科技股份有限公司 一种储能电站氮气保护和多区域逐级探测防控方法及系统
CN115920277A (zh) * 2022-11-25 2023-04-07 中国科学技术大学 一种预制舱式锂电池储能系统灭火降温系统及控制方法

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