通风灭火控制系统、通风方法、灭火方法及储能设备与流程

本发明涉及电源安全管理技术领域，尤其涉及一种通风灭火控制系统、通风方法、灭火方法及储能设备。

背景技术：

随着大规模储能市场应用的爆发，微网储能成为智能电网、清洁能源系统、能源互联网的重要组成部分和关键技术。

储能式集装箱是微网储能设备的主要设备，储能式集装箱将电池、电池管理系统bms、能源管理系统ems、变流器、智能切换控制柜等核心部件集成在一个集装箱，在电力系统的调峰、调频、应急供电及削峰填谷的商业应用场合得到广泛使用。现有的储能式集装箱内还配置有通风灭火系统，以提高使用安全性能。

现有的箱内通风灭火系统，通过气体检测传感器检测气体参数，并通过通讯传输技术将气体参数反馈给独立的环境远端管理模块，通过火灾探测单元检测火灾信号，并通过通讯传输技术将火灾信号反馈给能源管理系统，由环境远端管理模块根据气体参数控制通风系统动作，由能源管理系统根据火灾信号控制灭火系统动作，其存在以下问题，通过通讯方式下发的控制指令容易受到干扰，且单一指令控制灭火及通风动作，存在误执行或者不执行的风险，动作可靠性低，影响设备安全性能。

技术实现要素：

本发明提供一种通风灭火控制系统，解决了现有的单一软件控制导致的可靠性低的问题，提高储能式集装箱的安全性能。

第一方面，本发明实施例提供了一种通风灭火控制系统，用于储能设备，其特征在于，包括：探测模块、通风模块、灭火模块、本地控制模块和远端管理模块；所述探测模块用于获取环境检测参数，根据所述环境检测参数输出第一通风控制信号，并将所述环境检测参数传输至所述本地控制模块及所述远端管理模块，所述环境检测参数包括预设气体参数及火灾探测参数；所述本地控制模块用于根据所述预设气体参数生成第二通风控制信号，并根据所述火灾探测参数生成第一灭火控制信号；所述远端管理模块用于根据所述火灾探测参数生成第二灭火控制信号；所述通风模块用于根据所述第一通风控制信号或所述第二通风控制信号执行通风动作；所述灭火模块用于根据所述第一灭火控制信号或所述第二灭火控制信号执行灭火动作。

可选地，所述远端管理模块设有第一计时单元，所述第一计时单元用于在所述远端管理模块接收到的预设气体参数达到预设气体浓度阈值时启动计时；所述远端管理模块用于获取所述第一计时单元的第一计时时间，接收所述通风模块的通风启动反馈信号，并根据所述第一计时时间及所述通风启动反馈信号生成第三通风控制信号，控制所述通风模块执行通风动作。

可选地，所述远端管理模块设有第二计时单元，所述第二计时单元用于在所述远端管理模块接收到的火灾探测参数达到预设火灾参数阈值时启动计时；所述远端管理模块用于获取所述第二计时单元的第二计时时间，并根据所述第二计时时间对所述灭火模块输出第二灭火控制信号，控制所述灭火模块执行灭火动作。

可选地，所述本地控制模块包括第三计时单元，所述第三计时单元用于在所述本地控制模块接收到的火灾探测参数达到预设火灾参数阈值时启动计时；所述本地控制模块还用于接收所述远端管理模块的灭火完成反馈信号，并获取所述第三计时单元的第三计时时间，根据所述第三计时时间及所述灭火完成反馈信号生成第一灭火控制信号，控制所述灭火模块执行灭火动作。

可选地，所述探测模块包括气体探测单元和开关单元，所述开关单元的第一端与供电电源电连接，所述开关单元的第二端与所述通风模块电连接，所述开关单元的控制端与所述气体探测单元的信号输出端电连接；所述气体探测单元的信号输出端还与所述本地控制模块及所述远端管理模块连接，所述气体探测单元用于获取预设气体参数，并在预设气体参数达到预设浓度阈值时，控制所述开关单元闭合，以使所述开关单元对所述通风模块输出第一通风控制信号。

可选地，所述探测模块还包括火灾探测单元，所述火灾探测单元与所述本地控制模块及所述远端管理模块连接，所述火灾探测单元用于获取火灾探测参数，并将所述火灾探测参数发送至所述本地控制模块及所述远端管理模块。

可选地，所述通风灭火控制系统还包括：人机交互模块和/或显示模块；所述人机交互模块与所述本地控制模块及所述远端管理模块通讯连接，所述人机交互模块用于获取用户指令，并将用户指令传输至所述本地控制模块或者所述远端管理模块，以及获取并显示所述本地控制模块及所述远端管理模块的反馈信号；所述显示模块与所述本地控制模块连接，所述显示模块用于显示预设气体参数、火灾探测参数及警告信号。

第二方面，本发明实施例还提供了一种储能设备，包括上述通风灭火控制系统。

第三方面，本发明实施例还提供了一种通风方法，用于储能设备，包括以下步骤：

获取探测模块的环境检测参数，及所述探测模块输出的第一通风控制信号，所述环境检测参数包括预设气体参数；

获取本地控制模块根据所述预设气体参数生成的第二通风控制信号；

根据所述第一通风控制信号或所述第二通风控制信号执行通风动作。

第四方面，本发明实施例还提供了一种灭火方法，用于储能设备，包括以下步骤：

获取探测模块的环境检测参数，所述环境检测参数包括火灾探测参数；

获取本地控制模块根据所述火灾探测参数生成的第一灭火控制信号；

获取远端管理模块根据所述火灾探测参数生成的第二灭火控制信号；

根据所述第一灭火控制信号或所述第二灭火控制信号执行灭火动作。

本发明实施例提供的通风方法、灭火方法及储能设备，设置通风灭火控制系统，该系统通过探测模块获取环境检测参数，探测模块根据环境检测参数输出第一通风控制信号，并将环境检测参数传输至本地控制模块及远端管理模块，环境检测参数包括预设气体参数及火灾探测参数；本地控制模块根据预设气体参数生成第二通风控制信号，并根据火灾探测参数生成第一灭火控制信号；远端管理模块根据火灾探测参数生成第二灭火控制信号；通风模块根据第一通风控制信号或第二通风控制信号执行通风动作；灭火模块根据第一灭火控制信号或第二灭火控制信号执行灭火动作，通过设置互为冗余的多个软硬件控制系统实现通风及灭火控制，解决了现有的单一软件控制导致的可靠性低的问题，降低通信信号控制导致的信号误执行或不执行风险，提高灭火及通风动作可靠性，提升储能式集装箱的安全性能，通过增加远端控制策略，有利于实现现场的远程控制及安全维护，保障运维人员的人身安全。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种通风灭火控制系统的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的另一种通风灭火控制系统的结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的一种通风灭火控制系统的结构示意图；

图4是本发明实施例二提供的一种储能设备的结构示意图；

图5是本发明实施例三提供的一种通风方法的流程图；

图6是本发明实施例四提供的一种灭火方法的流程图。

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。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种通风灭火控制系统的结构示意图，本实施例可适用于对储能设备进行自动通风灭火控制的应用场景，其中，该储能设备可为储能式集装箱。

如图1所示，该通风灭火控制系统100包括：探测模块10、通风模块20、灭火模块30、本地控制模块40和远端管理模块50；探测模块10用于获取环境检测参数，根据环境检测参数输出第一通风控制信号，并将环境检测参数传输至本地控制模块40及远端管理模块50，环境检测参数包括预设气体参数及火灾探测参数；本地控制模块40用于根据预设气体参数生成第二通风控制信号，并根据火灾探测参数生成第一灭火控制信号；远端管理模块50用于根据火灾探测参数生成第二灭火控制信号；通风模块20用于根据第一通风控制信号或第二通风控制信号执行通风动作；灭火模块30用于根据第一灭火控制信号或第二灭火控制信号执行灭火动作。

可选地，探测模块10可包括气体探测单元和火灾探测单元，通过气体探测单元实时获取储能设备内部及周围的预设气体参数，典型地，预设气体参数包括氢气h2、一氧化碳co等有毒或者易燃易爆气体的浓度参数；通过火灾探测单元实时获取储能设备内部及周围的火灾探测参数，典型地，火灾探测参数包括烟雾浓度参数和温度参数。

在本实施例中，本地控制模块40可为储能控制模块，该储能控制模块用于监测储能设备的运行参数，并控制储能设备内部的储能模块(例如，储能模块可为电池)进行充放电。

在本实施例中，远端管理模块50可为能量管理系统，该能量管理系统以计算机和通讯设备为基础，通过工业以太网、现场总线、光纤环网或者无线通讯中的一种或者多种形式结合形成优化的组网，为储能设备的数据采集及远程管理与控制提供平台基础。

具体地，在储能设备使用过程中，探测模块10持续获取储能设备内部及周围的预设气体参数及火灾探测参数，并将预设气体参数及火灾探测参数实时传输至本地控制模块40和远端管理模块50，本地控制模块40和远端管理模块50分别判断火灾探测参数是否达到预设火灾参数阈值，在判定火灾探测参数达到预设火灾参数阈值时，本地控制模块40和远端管理模块50分别进行延迟计时，经过不同的延迟时间，本地控制模块40和远端管理模块50分别输出灭火控制信号，调整本地控制模块40和远端管理模块50的延迟时间，以使本地控制模块40输出的第一灭火控制信号与远端管理模块50输出的第二灭火控制信号互为补充，共同控制灭火模块30执行灭火动作，增加了本地端与远程端的双重火灾判断，两者互为冗余，解决了现有的单一软件控制导致的灭火动作可靠性低的问题，提高灭火动作可靠性。

在预设气体参数达到预设气体浓度阈值时，探测模块10输出第一通风控制信号，其中，第一通风控制信号可为高电平信号，同时本地控制模块40判断预设气体参数是否达到预设气体浓度阈值，在判定预设气体参数达到预设气体浓度阈值时，本地控制模块40输出第二通风控制信号，第一通风控制信号和第二通风控制信号互为补充，共同控制通风模块20执行通风动作，增加了本地硬件控制，实现无需软件通信的情况下控制通风系统工作，并通过本地控制模块40下发通风动作控制指令，实现硬件失效情况下的软件控制补充，解决了现有的单一软件控制导致的通风动作可靠性低的问题，提高通风动作可靠性，提升储能式集装箱的安全性能。

需要说明的是，灭火模块30执行灭火会影响储能式集装箱正常使用，在灭火模块30的启动控制策略中，可本地控制模块40和远端管理模块50执行延迟计时的过程中，可通过探测模块10持续获取储能设备内部及周围的火灾探测参数，若在延迟计时时间段内，火灾探测参数低于预设火灾参数阈值，则本地控制模块40和远端管理模块50停止输出灭火控制信号，提高系统安全性。

图2是本发明实施例一提供的另一种通风灭火控制系统的结构示意图。

可选地，如图2所示，远端管理模块50设有第一计时单元501，第一计时单元501用于在远端管理模块50接收到的预设气体参数达到预设气体浓度阈值启动计时；远端管理模块50用于获取第一计时单元501的第一计时时间，接收通风模块20的通风启动反馈信号，并根据第一计时时间及通风启动反馈信号生成第三通风控制信号，控制通风模块20执行通风动作。

其中，通风启动反馈信号是指的通风模块20启动运行的反馈信号，例如，可设置与通风模块20联动的风机开关触点，在通风模块20启动运行时，风机开关触点闭合，通风模块20生成通风启动反馈信号，并将该通风启动反馈信号输出至远端管理模块50。

在本实施例中，可设置预设通风启动时间t0，该预设通风启动时间t0等于通风模块20中的风机起动至平稳运行所需的时间。

具体地，在第一计时单元501的第一计时时间t1达到预设通风启动时间t0时，远端管理模块50判断是否接收到通风模块20的通风启动反馈信号，若在预设通风启动时间内远端管理模块50未接收到通风启动反馈信号，则远端管理模块50在预设气体参数达到预设气体浓度阈值时，生成第三通风控制信号，并将第三通风控制信号传输至通风模块20，控制通风模块20执行通风动作，若在预设通风启动时间内远端管理模块50接收到通风启动反馈信号，则远端管理模块50不输出第三通风控制信号，由此，通过远端管理模块50对本地控制模块40和探测模块10控制通风模块20的控制策略进行补充，提高动作可靠性，便于实现远程控制，方便现场的安全运维。

可选地，如图2所示，远端管理模块50设有第二计时单元502，第二计时单元502用于在远端管理模块50接收到的火灾探测参数达到预设火灾参数阈值时启动计时；远端管理模块50用于获取第二计时单元502的第二计时时间，并根据第二计时时间对灭火模块30输出第二灭火控制信号，控制灭火模块30执行灭火动作。

可选地，如图2所示，本地控制模块40包括第三计时单元401，第三计时单元401用于在火灾探测参数达到预设火灾参数阈值时启动计时；本地控制模块40还用于接收远端管理模块50的灭火完成反馈信号，并获取第三计时单元401的第三计时时间，根据第三计时时间及灭火完成反馈信号生成第一灭火控制信号，控制灭火模块30执行灭火动作。

可选地，可设置远端管理模块50的动作优先级高于本地控制模块40，即设置远端管理模块50的延时动作时间(例如为第一预设延时时间t1)小于本地控制模块40的延时动作时间(例如为第二预设延时时间t2)。

在本实施例中，第二计时单元502用于对火灾探测参数达到预设火灾参数阈值之后，远端管理模块50的延时动作时间进行计时，得到第二计时时间；第三计时单元401用于对火灾探测参数达到预设火灾参数阈值，至本地控制模块40接收到远端管理模块50的灭火完成反馈信号的时间进行计时，得到第三计时时间。

具体地，在火灾探测参数达到预设火灾参数阈值时，本地控制模块40和远端管理模块50同时启动计时，若第二计时单元502的第二计时时间t2达到第一预设延时时间t1，则远端管理模块50对灭火模块30输出第二灭火控制信号，控制灭火模块30执行灭火动作，并在完成灭火时生成灭火完成反馈信号；若第三计时时间t3达到第二预设延时时间t2时，本地控制模块40未接收到灭火完成反馈信号，则本地控制模块40生成第一灭火控制信号，控制灭火模块30执行灭火动作；若第三计时时间t3达到第二预设延时时间t2之前，本地控制模块40接收到灭火完成反馈信号，则本地控制模块40不生成第一灭火控制信号。

需要说明的是，若定义远端管理模块50控制灭火模块30执行灭火作业的持续时间为t3，可设置第二预设延时时间t2大于第一预设延时时间t1与灭火作业持续时间t3之和，以使在远端管理模块50停止对灭火模块30的控制后，本地控制模块40控制灭火模块30执行灭火动作。

可选地，如图2所示，探测模块10包括气体探测单元101和开关单元k1，开关单元k1的第一端与供电电源vcc电连接，开关单元k1的第二端与通风模块20电连接，开关单元k1的控制端与气体探测单元101的信号输出端电连接；气体探测单元101的信号输出端还与本地控制模块40及远端管理模块50连接，气体探测单元101用于获取预设气体参数，并在预设气体参数达到预设浓度阈值时，控制开关单元k1闭合，以使开关单元k1对通风模块20输出第一通风控制信号。

在本实施例中，气体探测单元101可包括气体传感器，该气体传感器可用于获取氢气h2、一氧化碳co等有毒或者易燃易爆气体的浓度参数。

具体地，气体探测单元101的信号输出端可用于输出模拟量探测信号，若预设气体参数达到预设浓度阈值，则气体探测单元101驱动开关单元k1闭合，开关单元k1输出高电平信号，将该高电平信号作为第一通风控制信号传输至通风模块20，实现硬件结构对通风模块20的驱动控制。

可选地，探测模块10还包括火灾探测单元102，火灾探测单元102与本地控制模块40及远端管理模块50连接，火灾探测单元用于获取火灾探测参数，并将火灾探测参数发送至本地控制模块40及远端管理模块50。

在本实施例中，火灾探测单元102可包括火灾探测器，该火灾探测器可用于获取烟雾浓度参数和温度参数中的一种或者两种的结合。

图3是本发明实施例一提供的一种通风灭火控制系统的结构示意图。

可选地，如图3所示，通风灭火控制系统100还包括：人机交互模块60，人机交互模块60与本地控制模块40及远端管理模块50通讯连接，人机交互模块60用于获取用户指令，并将用户指令传输至本地控制模块40或者远端管理模块50，以及获取并显示本地控制模块40及远端管理模块50的反馈信号。

在本实施例中，本地控制模块40及远端管理模块50的反馈信号包括本地控制模块40及远端管理模块50的动作启动反馈信号(例如，动作启动反馈信号包括通风启动反馈信号和灭火启动反馈信号)、动作完成反馈信号(例如，动作完成反馈信号包括风机完成反馈信号和灭火完成反馈信号)及环境检测参数(例如，预设气体参数及火灾探测参数)。

可选地，人机交互模块60包括配置有特定软件的智能手机、平板电脑、可穿戴智能设备及其他计算机设备，对此不作限制。

具体地，人机交互模块60可通过无线通讯技术分别与本地控制模块40及远端管理模块50通讯连接，用户可通过人机交互模块60获取通风启动反馈信号、灭火启动反馈信号、通风完成反馈信号、灭火完成反馈信号、预设气体参数及火灾探测参数中的一种或者多种组合，在储能设备使用过程中，若用户通过人机交互模块60发现预设气体参数达到预设气体浓度阈值，则用户还可通过人机交互模块60下达通风控制指令，由本地控制模块40或者远端管理模块50控制通风模块20执行通风动作；若用户通过人机交互模块60发现火灾探测参数达到预设火灾参数阈值，则用户还可通过人机交互模块60下达灭火控制指令，由本地控制模块40或者远端管理模块50控制灭火模块30执行灭火动作，有利于实现现场的远程控制及安全维护，保障运维人员的人身安全。

需要说明的是，在通风模块20或灭火模块30启动运行后，用户还可根据反馈信号对储能设备内的状况进行分析，人为控制通风模块20或灭火模块30停止运行；同样地，在通风模块20或灭火模块30完成任务后，用户还可根据反馈信号对储能设备内的状况进行分析，人为控制通风模块20或灭火模块30再次启动运行，对此不作限制。

可选地，如图3所示，通风灭火控制系统100还包括：显示模块70，显示模块70与本地控制模块40连接，显示模块70用于显示预设气体参数、火灾探测参数及警告信号。

在本实施例中，显示模块70包括显示屏，该显示屏可设置在储能设备的外壳，便于用户现场监测储能设备内部的预设气体参数、火灾探测参数及警告信号，显示直观，有利于提高产品竞争力。

实施例二

基于上述实施例，本发明实施例二提供了一种储能设备。

图4是本发明实施例二提供的一种储能设备的结构示意图。

如图4所示，该储能设备200包括上述通风灭火控制系统100。

在本实施例中，该储能设备200可为储能式集装箱。

本发明实施例提供的储能设备，设置通风灭火控制系统，该系统设置探测模块、通风模块、灭火模块、本地控制模块和远端管理模块，通过探测模块获取环境检测参数，探测模块根据环境检测参数输出第一通风控制信号，并将环境检测参数传输至本地控制模块及远端管理模块，环境检测参数包括预设气体参数及火灾探测参数；本地控制模块根据预设气体参数生成第二通风控制信号，并根据火灾探测参数生成第一灭火控制信号；远端管理模块根据火灾探测参数生成第二灭火控制信号；通风模块根据第一通风控制信号或第二通风控制信号执行通风动作；灭火模块根据第一灭火控制信号或第二灭火控制信号执行灭火动作，通过设置互为冗余的多个软硬件控制系统实现通风及灭火控制，解决了现有的单一软件控制导致的可靠性低的问题，降低通信信号控制导致的信号误执行或不执行风险，提高灭火及通风动作可靠性，提升储能式集装箱的安全性能，通过增加远端控制策略，有利于实现现场的远程控制及安全维护，保障运维人员的人身安全。

实施例三

基于上述实施例，本发明实施例三提供了一种通风方法，该通风方法用于储能设备。

图5是本发明实施例三提供的一种通风方法的流程图。

如图5所示，该通风方法具体包括以下步骤：

步骤s1：获取探测模块的环境检测参数，及探测模块输出的第一通风控制信号，环境检测参数包括预设气体参数。

步骤s2：获取本地控制模块根据预设气体参数生成的第二通风控制信号。

步骤s3：根据第一通风控制信号或第二通风控制信号执行通风动作。

可选地，该通风方法还包括以下步骤：在远端管理模块接收到预设气体参数时启动计时；获取第一计时单元的第一计时时间，接收通风模块的通风启动反馈信号，并根据第一计时时间及通风启动反馈信号生成第三通风控制信号，控制通风模块执行通风动作。

本发明实施例提供的通风方法，基于上述通风灭火控制系统实现，该系统设置探测模块、通风模块、本地控制模块和远端管理模块，通过探测模块获取预设气体参数，探测模块根据环境检测参数输出第一通风控制信号，并将预设气体参数传输至本地控制模块及远端管理模块；本地控制模块根据预设气体参数生成第二通风控制信号；通风模块根据第一通风控制信号或第二通风控制信号执行通风动作，通过设置互为冗余的多个软硬件控制系统实现通风控制，解决了现有的单一软件控制导致的可靠性低的问题，降低通信信号控制导致的信号误执行或不执行风险，提高通风动作可靠性，提升储能式集装箱的安全性能，通过增加远端控制策略，有利于实现现场的远程控制及安全维护，保障运维人员的人身安全。

实施例四

基于上述实施例，本发明实施例四提供了一种灭火方法，该灭火方法用于储能设备。

图6是本发明实施例四提供的一种灭火方法的流程图。

如图6所示，该灭火方法具体包括以下步骤：

步骤s401：获取探测模块的环境检测参数，环境检测参数包括火灾探测参数。

步骤s402：获取本地控制模块根据火灾探测参数生成的第一灭火控制信号。

步骤s403：获取远端管理模块根据火灾探测参数生成的第二灭火控制信号。

步骤s404：根据第一灭火控制信号或第二灭火控制信号执行灭火动作。

可选地，该灭火方法还包括以下步骤：在远端管理模块接收到的火灾探测参数达到预设火灾参数阈值时，控制第二计时单元启动计时；获取第二计时单元的第二计时时间，并根据第二计时时间对灭火模块输出第二灭火控制信号，控制灭火模块执行灭火动作。

可选地，该灭火方法还包括以下步骤：在本地控制模块接收到的火灾探测参数达到预设火灾参数阈值时，控制第三计时单元启动计时；接收远端管理模块的灭火完成反馈信号，并获取第三计时单元的第三计时时间，根据第三计时时间及灭火完成反馈信号生成第一灭火控制信号，控制灭火模块执行灭火动作。

本发明实施例提供的灭火方法，基于上述通风灭火控制系统实现，该系统设置探测模块、灭火模块、本地控制模块和远端管理模块，通过探测模块获取火灾探测参数，并将环境检测参数传输至本地控制模块及远端管理模块；本地控制模块根据火灾探测参数生成第一灭火控制信号；远端管理模块根据火灾探测参数生成第二灭火控制信号；灭火模块根据第一灭火控制信号或第二灭火控制信号执行灭火动作，通过设置互为冗余的多个软硬件控制系统实现灭火控制，解决了现有的单一软件控制导致的可靠性低的问题，降低通信信号控制导致的信号误执行或不执行风险，提高灭火动作可靠性，提升储能式集装箱的安全性能，通过增加远端控制策略，有利于实现现场的远程控制及安全维护，保障运维人员的人身安全。

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。