CN217880487U - 一种楼宇型规模化储能隔离系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种楼宇型规模化储能隔离系统，通过设置规模化隔离储能楼宇，提高储能系统的能量密度，提高土地的利用率，可以集中进行储能系统安全防控；隔离化楼宇型规模可以有效隔离每个房间，保证房间的独立性，即便是发生事故也将事故的影响降到最小范围，不影响整个储能系统的正常运行；通过温感、烟感和监控系统全方位智能化监控储能系统可能发生的火灾，可在第一时间进行精准报警，并释放二氧化碳阻燃剂进行阻燃灭火，提高整个储能系统的安全性；事故发生后的可燃气体可通过排风系统自动排出并进行处理，整个隔离储能楼宇的灭火和排风均是智能化处理，极大降低了消防人员在灭火中造成的伤亡。

Description

一种楼宇型规模化储能隔离系统

技术领域

本实用新型属于储能技术领域，具体涉及一种楼宇型规模化储能隔离系统。

背景技术

储能是支撑新型电力系统的重要技术和技术装备，对推动能源绿色转型、应对极端事件、保障能源安全、促进能源高质量发展、实现碳达峰、碳中和具有重要意义。现阶段，以锂离子电池为代表的电化学储能技术在本体研发、规模化集成、功能实现与工程验证等关键技术领域持续提升，初步具备了规模化应用的条件。规模化储能在风电和光伏发电系统中备受关注，其关键技术的研究和应用可有效解决新能源应用和联合运行方面的问题。规模化储能应用于新能源项目，对电网调峰、调频，提高供电可靠性，提升新能源电站的利用率等具有重要意义。

目前，应用实践过程中涉及到的电池安全及储能系统安全防护、储能电站的设计、运维与检修环节，以及储能消防灭火技术、配套保障措施、应急管理等方面，都有待进一步完善。特别是锂离子电池具有本征不安全性，存在一定的安全隐患，当电池在过充、过放或者高温状态易发生膨胀，可能造成电解液泄漏，从而引发火灾。规模化储能电站含有数量庞大的锂离子电池，因此在运行的过程中发生安全事故的概率将极大提升，如何做好规模化储能电站的安全防护是当前的工作重点。另外，出于成本的考虑目前电池储能系统大多安装在储能集装箱内，但是储能集装箱占地面积较大且防水防火防震防腐性能较差，对于未来规模化储能发展存在一定的制约性，如何控制规模化储能的建设成本以及建成后规模化储能电站稳定运行是未来大规模储能进一步发展的关键。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现在技术的缺点，提供一种楼宇型规模化储能隔离系统，该方法可以极大地提升储能系统在发生电池热失控后的安全防护效果，解决储能系统发生事故后极易爆炸的问题。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种楼宇型规模化储能隔离系统，储能系统安置于独立的储能楼宇中，包括储能电池间及变流升压间，每个储能电池间和变流升压间内均包括温感系统、烟感系统、监控系统，空调系统、探测控制系统、二氧化碳阻燃系统以及排风系统；储能电池间设置若干储能电池簇及电池管理系统，变流升压间设置储能变流器和变流升压设备。

其中，独立的储能楼宇每一层包含有若干储能电池间和一个变流升压间，每个储能电池间的电池簇分别与变流升压间的储能变流器相互连接，形成通路。

其中，每一储能电池间和变流升压间设置空调系统，每个房间相互独立互不连通，每个房间设置一个可通过探测控制系统控制的电磁门，在储能电池簇正常运行时空调系统可保证每个房间都保持恒定的运行温度。

其中，每一储能电池间和变流升压间设置温感系统、烟感系统和监控系统，当温感系统监控到电池簇周围温度异常，或烟感系统检测到房间内的烟雾，或监控系统智能探测到烟雾或火焰时，立刻发出报警信号。

其中，探测控制系统收到报警信号时，立即切断发送报警信号的储能电池间内储能电池簇与整个系统的连接，并探测房间内是否有人员存在，若有人员存在则立刻通知人员撤离，若无人员存在则立刻关闭房间电磁门，封闭房间，同时关闭房间空调系统，同时启动二氧化碳阻燃系统，使房间充满二氧化碳阻燃剂。

其中，通过温感系统、烟感系统和监控系统判断房间状态，当房间内电池燃烧殆尽时，打开电磁阀启动该房间的排风系统，将燃烧后的废气排出，并通过尾气处理系统将可燃性气体无害化处理。

其中，储能电池间和变流升压间内的墙面均是防火防爆材料，将火灾事故控制在发生故障的房间内，不影响其他房间内储能系统的正常运行。

其中，储能电池间和变流升压间内的监控系统为防火防爆专用监控设备，可提供人工智能化的识别，实时监控保障系统运行安全。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的一种楼宇型规模化储能隔离系统。本实用新型提供的楼宇型规模化储能隔离系统具有相当明显的优势。最主要的优势表现在：(1)楼宇化储能系统提高了储能电站的能量密度，提高了土地的利用率，可以集中进行储能系统安全防控；(2)隔离化楼宇型规模化储能系统可以有效隔离每个房间，保证房间的独立性，即便是发生事故也将事故的影响降到最小范围，不影响整个储能系统的正常运行；(3)楼宇型规模化储能系统通过温感、烟感和监控系统全方位智能化监控储能系统可能发生的火灾，可在第一时间进行精准报警，并释放二氧化碳阻燃剂进行阻燃灭火，提高整个储能电站的安全性；(4)事故发生后的可燃气体可通过排风系统自动排出并进行处理，整个储能系统的灭火和排风均是智能化处理，极大降低了消防人员在灭火中造成的伤亡。

附图说明

本实用新型的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型提供的一种楼宇型规模化储能隔离系统的结构示意图。

其中1为储能电池间的电池簇，2为监控系统，3为温感系统，4为二氧化碳阻燃系统，5为探测控制系统，6为烟感系统，7为空调系统，8为变流升压间的变流变流升压设备，9为信号阀，10为排风系统，11为废气处理系统。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型提供了一种楼宇型规模化储能隔离系统，储能系统安置于独立的储能楼宇中，包括储能电池间及变流升压间，每个储能电池间和变流升压间内均包括温感系统3、烟感系统6、监控系统2、空调系统7、探测控制系统5、二氧化碳阻燃系统4以及排风系统10；储能电池间设置若干储能电池簇1及电池管理系统，变流升压间设置储能变流器和变流升压设备8。

隔离储能楼宇整体设置排风系统10，排风系统10对应每一储能电池间和变流升压间内部设置一入风口，每一入风口通过一信号阀9进行控制，排风系统10末端连接至废气处理系统11。

本实用新型以100MW/200MWh的规模化储能系统为例，该系统安置于一个独立的四层储能楼宇中，每层装置25WM/50MWh容量的储能，每一层包含有10个储能电池间和一个变流升压间，每个储能电池间包含有2.5MW/5MWh储能系统，变流升压间包含有储能变流器，每个储能电池间的电池簇1分别与变流升压间的储能变流器相互连接，形成通路。

各个储能电池间和变流升压间都安置有空调系统7，保证储能系统的电池能在恒定的25℃温度下运行。储能电池间的每个房间都相互独立并且不连通，每个房间仅有一个可通过探测控制系统控制的电磁门。当电磁门关闭时，整个房间将形成一个密闭的空间，房间和外界没有空气对流。

各个储能电池间都安装有独立的温感系统3、烟感系统6和监控系统2。其中，温感系统3为温度传感器，烟感系统6为烟雾传感器，监控系统2为监控摄像头。温感系统3实时检测电池簇1上的温度和环境室温，当温度超过设定的阈值时发出警报信号。烟感系统6实时检测房间内烟雾情况，当烟感系统6检测到房间内的烟雾时发出警报信号。监控系统2为防火防爆专用监控设备，可提供人工智能化的识别，实时监控保障系统运行安全。探测控制系统5可以实时智能探测房间内的烟雾或者火焰，并进行人工智能分析并发出警报信号。当温感系统3检测到异常，或烟感系统6检测到异常，或监控系统2检测到异常，立刻发出报警信号。

由探测控制系统5接收报警信号时，立即切断该房间内储能电池簇1与整个系统的连接。并且探测系统同步探测房间内是否有人员存在，若探测到房间内有人员存在，那么立刻通知相关人员进行撤离，待人员撤离后关闭房间电磁门；若探测房间内无人员存在，则立刻关闭房间电磁门。与此同时，关闭房间空调系统，启动二氧化碳阻燃系统，向房间内释放大量二氧化碳，让房间充满二氧化碳阻燃剂。温感系统、烟感系统和监控系统继续实时探测房间状态，判断房间内电池燃烧殆尽时，打开电磁阀启动房间的排风系统，将燃烧后的废气通过密闭的排风管排出，并通过尾气处理系统将可燃性的气体进行无害化处理。

通过温感系统3、烟感系统6和监控系统2判断房间状态，当房间内电池燃烧殆尽时，打开信号阀9，启动对应房间的排风系统10，将燃烧后的废气排出，并通过尾气处理系统11将可燃性气体无害化处理。

各个房间内的墙面都是防火防爆的材料，可以将火灾事故控制在发生故障的房间之内，不影响其他房间内储能系统的正常运行。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种楼宇型规模化储能隔离系统，其特征在于，储能系统安置于独立的储能楼宇中，包括储能电池间及变流升压间，每个储能电池间和变流升压间内均包括温感系统、烟感系统、监控系统、空调系统、探测控制系统、二氧化碳阻燃系统以及排风系统；储能电池间设置若干储能电池簇及电池管理系统，变流升压间设置储能变流器和变流升压设备。

2.根据权利要求1所述的楼宇型规模化储能隔离系统，其特征在于，独立的储能楼宇每一层包含有若干储能电池间和一个变流升压间，每个储能电池间的电池簇分别与变流升压间的储能变流器相互连接，形成通路。

3.根据权利要求1所述的楼宇型规模化储能隔离系统，其特征在于，每一储能电池间和变流升压间设置空调系统，每个房间相互独立互不连通，每个房间设置一个可通过探测控制系统控制的电磁门，在储能电池簇正常运行时空调系统可保证每个房间都保持恒定的运行温度。

4.根据权利要求1所述的楼宇型规模化储能隔离系统，其特征在于，每一储能电池间和变流升压间设置温感系统、烟感系统和监控系统，当温感系统监控到电池簇周围温度异常，或烟感系统检测到房间内的烟雾，或监控系统智能探测到烟雾或火焰时，立刻发出报警信号。

5.根据权利要求4所述的楼宇型规模化储能隔离系统，其特征在于，探测控制系统收到报警信号时，立即切断发送报警信号的储能电池间内储能电池簇与整个系统的连接，并探测房间内是否有人员存在，若有人员存在则立刻通知人员撤离，若无人员存在则立刻关闭房间电磁门，封闭房间，同时关闭房间空调系统，同时启动二氧化碳阻燃系统，使房间充满二氧化碳阻燃剂。

6.根据权利要求4所述的楼宇型规模化储能隔离系统，其特征在于，通过温感系统、烟感系统和监控系统判断房间状态，当房间内电池燃烧殆尽时，打开电磁阀启动该房间的排风系统，将燃烧后的废气排出，并通过尾气处理系统将可燃性气体无害化处理。

7.根据权利要求4所述的楼宇型规模化储能隔离系统，其特征在于，储能电池间和变流升压间内的墙面均是防火防爆材料，将火灾事故控制在发生故障的房间内，不影响其他房间内储能系统的正常运行。

8.根据权利要求4所述的楼宇型规模化储能隔离系统，其特征在于，储能电池间和变流升压间内的监控系统为防火防爆专用监控设备，可提供人工智能化的识别，实时监控保障系统运行安全。

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