一种储能消防集控柜控制器多路信号联动控制系统的制作方法

本发明涉及储能电站消防安全，尤其涉及一种储能消防集控柜控制器多路信号联动控制系统。

背景技术：

1、随着新能源储能技术的发展，储能电站逐渐向大容量、高集成度方向发展，储能集装箱内部通常集成有多个电池pack、电池管理系统以及消防检测与控制设备。现有储能消防系统主要采用由烟雾探测器、温度探测器、可燃气体探测器、消防控制器以及灭火执行设备组成的多级消防架构，通过采集储能舱内部环境参数和电池状态信息，对异常状态进行检测，并根据检测结果控制报警设备、散热设备以及灭火设备执行相应动作。同时，随着储能安全监测技术的发展，部分消防控制设备开始结合电池管理系统的数据采集能力，对电池电压、温度等电气状态参数进行综合分析，并通过总线通信方式实现消防设备、电池管理系统以及上位监控平台之间的数据交互，以满足储能电站运行过程中的状态监测和安全控制需求。

2、现有的储能消防联动控制大都依赖于探测器信号超过预设报警阈值才触发响应，由于在热失控演化的早期阶段系统处于静默等待状态，从而造成错失早期干预时机的问题。

技术实现思路

1、为了弥补以上不足，本发明提供了一种储能消防集控柜控制器多路信号联动控制系统，旨在改善现有的储能消防联动控制大都依赖于探测器信号超过预设报警阈值才触发响应，容易造成错失早期干预时机的问题。

2、本发明提供了如下技术方案，一种储能消防集控柜控制器多路信号联动控制系统，包括主控制器、pack级消防控制从站网络和bms（battery management system电池管理系统）协同通信接口；

3、所述主控制器获取每个电池pack的温度信号和气体浓度信号构成的时序数据序列，并通过所述bms协同通信接口从电池管理系统获取电芯电气参数；

4、所述主控制器内固化有时序预测模型，以时序数据序列和电芯电气参数作为输入，经计算输出每个电池pack的热失控风险概率值；

5、所述pack级消防控制从站网络包括与各电池pack对应的多个消防控制从站，每个消防控制从站设有散热驱动接口且与所述主控制器通信连接；

6、所述主控制器存储有第一风险概率阈值，当某一电池pack的热失控风险概率值超过第一风险概率阈值且该电池pack内用于构成所述时序数据序列的探测器的实测信号值均未达到预设报警阈值时，所述主控制器控制该电池pack对应的消防控制从站经散热驱动接口启动该电池pack对应的散热装置，同时通过所述bms协同通信接口向电池管理系统发送请求降低该电池pack所在电池簇充放电功率的控制报文。

7、采用上述技术方案，通过将每个电池pack的温度信号和气体浓度信号的时序特征与电芯电气参数输入内固化于主控制器的时序预测模型，获得热失控风险概率值，进而在热失控风险概率值超过第一风险概率阈值且探测器实测信号值均未达到预设报警阈值时，提前启动散热装置并向电池管理系统发送降功率指令，从而改善了现有的储能消防联动控制大都依赖于探测器信号超过预设报警阈值才触发响应，由于在热失控演化的早期阶段系统处于静默等待状态，从而造成错失早期干预时机的问题。

8、进一步地，主控制器经总线轮询各电池pack对应的消防控制从站，采集各消防控制从站上传的温度信号和气体浓度信号包括：

9、所述主控制器根据各消防控制从站的地址编码对采集到的温度信号和气体浓度信号标注对应的电池pack标识；

10、所述主控制器按照采集时间的先后顺序，将同一电池pack标识对应的温度信号和气体浓度信号排列为时序数据序列。

11、进一步地，所述主控制器经所述bms协同通信接口向电池管理系统发送请求包括：

12、所述主控制器经所述bms协同通信接口接收电池管理系统返回的电芯电气参数，所述电芯电气参数包含对应的电池pack标识；

13、所述主控制器根据电池pack标识将接收到的电芯电气参数与对应的时序数据序列关联存储。

14、进一步地，时序预测模型以各电池pack对应的时序数据序列和电芯电气参数作为输入，根据时序数据序列中的温度信号计算温升速率、根据时序数据序列中的气体浓度信号计算气体浓度变化率、根据电芯电气参数计算电压下降速率和内阻增长率包括：

15、所述时序预测模型根据温升速率、气体浓度变化率、电压下降速率和内阻增长率计算风险评分，输出各电池pack对应的热失控风险概率值，所述热失控风险概率值为0到1之间的连续数值。

16、进一步地，各消防控制从站安装于对应电池pack内部或紧邻位置，各消防控制从站经总线接入所述主控制器，所述总线向各消防控制从站同时提供直流供电和数据通信包括：

17、各消防控制从站配置有地址编码，所述主控制器通过各消防控制从站的地址编码经所述总线对各消防控制从站进行点对点寻址；

18、各消防控制从站还设有灭火驱动接口，所述灭火驱动接口经导线连接对应电池pack的灭火执行器。

19、进一步地，控制报文包含控制报文标识包括：

20、所述主控制器经所述bms协同通信接口发送控制报文后，所述bms协同通信接口接收电池管理系统返回的确认报文，所述确认报文包含所述控制报文标识；

21、若所述bms协同通信接口在预设等待时间内未收到电池管理系统返回的确认报文，所述主控制器再次经所述bms协同通信接口向电池管理系统发送所述控制报文。

22、进一步地，主控制器读取所述时序预测模型输出的各电池pack对应的热失控风险概率值包括：

23、所述主控制器将各电池pack对应的热失控风险概率值逐一与所述第一风险概率阈值进行比较；

24、所述主控制器将热失控风险概率值超过第一风险概率阈值的电池pack标记为目标电池pack。

25、进一步地，主控制器经总线读取所述目标电池pack对应的消防控制从站上传的用于构成所述时序数据序列的探测器的实测信号值包括：

26、所述主控制器调取与用于构成所述时序数据序列的探测器对应的预设报警阈值；

27、所述主控制器逐一比较所述实测信号值与对应的预设报警阈值，当所有实测信号值均小于对应的预设报警阈值时，标记所述目标电池pack处于未报警状态。

28、进一步地，主控制器根据处于未报警状态的所述目标电池pack生成散热启动指令包括：

29、所述主控制器经所述总线将所述散热启动指令发送至所述目标电池pack对应的消防控制从站；

30、所述消防控制从站解析所述散热启动指令后，经所述散热驱动接口向所述散热装置输出驱动电压，启动所述散热装置；

31、当所述目标电池pack的热失控风险概率值回落至所述第一风险概率阈值以下时，所述主控制器控制该电池pack对应的消防控制从站经散热驱动接口关闭散热装置，并通过所述bms协同通信接口向电池管理系统发送恢复充放电功率的控制报文。

32、进一步地，主控制器根据处于未报警状态的所述目标电池pack的电池pack标识确定该目标电池pack所在的电池簇标识包括：

33、所述主控制器根据所述电池簇标识生成控制报文，所述控制报文包含所述电池簇标识和请求降低充放电功率的指令；

34、所述主控制器经所述bms协同通信接口将所述控制报文发送至电池管理系统。

35、本发明具有如下有益效果：

36、1、本发明中，通过将每个电池pack的温度信号和气体浓度信号的时序特征与电芯电气参数输入内固化于主控制器的时序预测模型，获得热失控风险概率值，进而在热失控风险概率值超过第一风险概率阈值且探测器实测信号值均未达到预设报警阈值时，提前启动散热装置并向电池管理系统发送降功率指令，从而改善了现有的储能消防联动控制大都依赖于探测器信号超过预设报警阈值才触发响应，由于在热失控演化的早期阶段系统处于静默等待状态，从而造成错失早期干预时机的问题。

37、2、本发明中，通过pack级消防控制从站网络包括与各电池pack对应的多个消防控制从站，每个消防控制从站设有散热驱动接口且与主控制器通信连接，进而当某一电池pack的热失控风险概率值触发预警时，主控制器仅控制该电池pack对应的消防控制从站经散热驱动接口启动该电池pack对应的散热装置，从而改善了现有的储能消防系统大都以储能舱为控制单元进行全舱联动灭火，由于控制粒度为舱级，从而造成未发生故障的电池pack因全舱喷洒灭火剂而产生连带损坏的问题。

38、3、本发明中，通过主控制器设置bms协同通信接口，在某一电池pack的热失控风险概率值超过第一风险概率阈值且该电池pack内探测器的实测信号值均未达到预设报警阈值时，主控制器通过bms协同通信接口向电池管理系统主动发送请求降低该电池pack所在电池簇充放电功率的控制报文，从而改善了现有的储能消防系统大都单向接收电池管理系统信息，由于消防系统无法主动向电池管理系统下发控制指令，从而造成消防系统与电池管理系统之间缺乏双向协同、无法从电气源头抑制热失控的问题。