[发明专利]基于锂电池的储能电站的防火防爆方法

说明书

基于锂电池的储能电站的防火防爆方法，属于电能存储系统，特别是锂电池储能系统，具体涉及储能电站的防火防爆方法，通过防火防爆系统实现，所述防火防爆系统包括气体检测装置以及自动灭火装置，本发明监测单体电池的参数，根据监测结果将风险分为三级并采用不同的预防和灭火措施，判断精准，故障位置明确，采取多级风险管控措施，并根据现场情况实现风险自动升级、降级。

技术领域

本发明属于电能存储系统，特别是锂电池储能系统，具体涉及储能电站的防火防爆方法。

背景技术

随着环境问题日益突显，降低碳排放的需求持续增加，以太阳能、风能发电为代表的清洁能源是降低碳排放的主要措施之一，但是清洁能源最大的缺点是不稳定，尤其是太阳能和风能，受气象条件的短期影响更大，不可能24小时稳定在线，因此太阳能和风能发电在并网侧严重依赖储能系统，非锂电池的储能系统由于性价比不高、受地形限制等原因无法推广，而锂电池储能电站能量密度高，十年内价格下降9成，是目前储能电站的主流选择。

然而基于锂电池的储能系统的安全性还有待提高，近些年随着储能电站的推广，起火爆炸事故常有发生，汇总2017-2021年5年时间全球共发生30起储能电站爆炸事故，近两年较为严重的有2019年4月19日亚利桑那公用事业服务公司储能电站项目发生火灾爆炸，造成4名消防员受伤，2021年4月16日北京大红门储能电站起火爆炸造成1人遇难、2名消防员牺牲、1名消防员受伤。

目前，储能站都配套有消防设备，主要是在发生起火爆炸时完成扑救。随着对安全性要求的提高，火灾预警也出现在储能系统中，但大多是检测可燃气体浓度。

中国专利申请202110796649披露了一种储能电站电池热失控的控制方法，公开了通过检测电池仓的温度来判断热失控，缺乏精准的判断。

中国专利申请201910537510披露了具有智能火灾预警功能的储能电站电池管理系统及预警方法，其中公开了三级告警的方案，判断的依据是单体电池的电压和温度，以及电池簇的总电压、充放电电流、对地绝缘电阻，但没有给出具体的判断方式。

发明内容

本发明的目的是提供一种安全可靠的使用锂电池的储能电站智能防火防爆系统，减少储能电站起火爆炸事故的发生。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

基于锂电池的储能电站的防火防爆方法，通过防火防爆系统实现，所述防火防爆系统包括气体检测装置以及自动灭火装置，所述基于锂电池的储能电站是由锂电池为储能介质的储能系统。

所述储能系统中：每个电池组配套一台BMU，实时采集电池组内各个单体电池的电池特征参数，所述电池特征参数包括电压、温度、内阻的采样值。

每一电池簇配套一个高压箱，高压箱内设置熔断器和密封型直流接触器，用于断开本簇电池与直流母线的连接。

高压箱内设置电源模块和BCMU，电源模块用于向BMU、BCMU、直流接触器供电，BCMU用于接收本电池簇内各BMU上传的单体电池特征参数，采集电池簇电池总电压、总电流、电池簇箱体不同点温度信息，控制高压箱内直流接触器分合、控制本电池簇与直流母线连接的簇级直流断路器。

所有的BCMU的信息上传至BMS。

所述防火防爆方法包括：

步骤1、BMU获取单体电池特征参数并上传至BMCU；BCMU获取电池簇总电压、电池簇总电流、环境温度以及可燃气体浓度；

如果BCMU监测到有单体电池内阻、电压异常且温度升高时，向BMS上报风险；上报风险后，实时上报出现风险的单体电池的电池特征参数；如果单体电池恢复正常，向BMS上报恢复。

步骤2、BMS汇总所有BCMU的上报风险，

若仅有一台BCMU上报一级风险，执行步骤3，

若有多台BCMU上报一级风险，执行步骤4，