一种具有主/被动智能安全防护的集装箱式储能系统技术方案

本发明专利技术公开了储能系统技术领域的一种具有主/被动智能安全防护的集装箱式储能系统。包括安装在集装箱本体内的储能系统、储能双向变流器、控制柜和被动防护系统；所述控制柜分别连接储能系统、储能双向变流器和被动防护系统；所述储能系统通过储能双向变流器连接三相电网；所述被动防护系统用于在检测到事故发生后启动设定的防护措施以防止事故扩大；所述储能系统包括电池架、安装在电池架上的电池箱以及用于隔档电池箱的挡板；所述电池箱内安装有配置了主动防护系统的电池；所述主动防护系统用于根据电池的运行状态在事故发生前启动设定的防护措施以防止事故发生。本发明专利技术能够有效保护集装箱式储能系统，减少甚至避免火灾事故的发生。的发生。的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种具有主/被动智能安全防护的集装箱式储能系统


[0001]本专利技术属于储能系统
，具体涉及一种具有主/被动智能安全防护的集装箱式储能系统。

技术介绍

[0002]随着城市数字化和智能化的发展，储能集装箱已经成为智慧城市发展不可或缺的一部分。目前，储能集装箱已广泛应用于大型基础设施工程（如公路建设、铁路建设、隧道建设等）。工程建设中采用储能集装箱供电的原因是有效便捷，与传统的固定储能电站相比，储能集装箱允许海洋运输和公路运输，机动性强，不受地域限制。但是近来储能集装箱屡屡发生安全事故的报道也不绝与耳，据不完全统计在过去的十年中，全球共发生了32起储能集装箱燃烧事件，造成了巨大的损失，对人生安全也产生巨大影响。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种具有主/被动智能安全防护的集装箱式储能系统，能够有效保护集装箱式储能系统，减少甚至避免火灾事故的发生。
[0004]为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种集装箱式储能系统，包括：安装在集装箱本体内的储能系统、储能双向变流器、控制柜和被动防护系统；所述控制柜分别连接储能系统、储能双向变流器和被动防护系统；所述储能系统通过储能双向变流器连接三相电网；所述被动防护系统用于在检测到事故发生后启动设定的防护措施以防止事故扩大；所述储能系统包括电池架、安装在电池架上的电池箱以及用于隔档电池箱的挡板；所述电池箱内安装有配置了主动防护系统的电池；所述主动防护系统用于根据电池的运行状态在事故发生前启动设定的防护措施以防止事故发生。
[0005]进一步地，所述主动防护系统为三级电池监控系统，包括第一层级BMS控制、第二层级PCS控制以及第三层级EMS控制，第一层级BMS控制用于实时监测电池箱 内电池的运行状态，在发现异常时，将异常信息传输给第二层级PCS控制和第三层级EMS控制，第二层级PCS控制在接收到异常信息时，执行软关断机制，停止系统充放电操作，第三层级EMS控制在接收到异常信息时，预判电池状态，运行对应的充放电机制，执行对应的故障处理程序。
[0006]进一步地，所述被动防护系统包括火灾预警系统，所述火灾预警系统包括烟雾传感器和温度传感器，所述烟雾传感器采用二氧化碳探测器。
[0007]进一步地，所述火灾预警系统还包括巡检机器人和机器人控制柜；所述机器人控制柜用于控制所述巡检机器人沿设定的路线在集装箱本体内巡视，并将所述巡检机器人的检测数据反馈给所述控制柜；所述巡检机器人为红外线巡检机器人。
[0008]进一步地，所述被动防护系统还包括自动灭火系统，所述自动灭火系统包括消防柜，所述消防柜采用七氟丙烷自动灭火器。
[0009]进一步地，在集装箱本体内敷设有接地扁钢，所述接地扁钢与避雷针连接。
[0010]进一步地，所述接地扁钢采用热镀锌25
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4mm接地扁钢。
[0011]进一步地，在集装箱本体内设置有UPS，所述UPS分别与三相电网、控制柜连接，所述UPS连接EMS。
[0012]进一步地，在集装箱本体内设置有服务器柜，所述服务器柜用于控制集装箱内信号的传输。
[0013]进一步地，在集装箱本体内设置有照明系统、空调系统和远程监控运维系统。
[0014]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：（1）本专利技术通过在集装箱式储能系统中设置主动防护系统和被动防护系统用于根据电池的运行状态在事故发生前启动设定的防护措施或在检测到事故发生后启动设定的防护措施，对集装箱式储能系统进行全方位防护，及时应对集装箱可能会出现的紧急情况，能够有效保护集装箱式储能系统，减少甚至避免火灾事故的发生；（2）本专利技术主动防护系统设置BMS、PCS、EMS三层级报警、保护处理机制，使系统稳定可靠运行；（3）本专利技术通过巡检机器人24小时来回巡检，通过检测电池箱内的温度变化，当温度升高到超过设定值时，触发报警系统，通过二氧化碳探测器在箱体顶部实行二十四小时监控，当箱体内出现二氧化碳浓度异常时，二氧化碳探测器会向整个控制系统发出预警，当超过临界值时，会启动应急预案，进而保证系统的安全性和稳定性。
附图说明
[0015]图1是本专利技术实施例提供的一种具有主/被动智能安全防护的集装箱式储能系统的俯视图；图2是本专利技术实施例提供的一种具有主/被动智能安全防护的集装箱式储能系统的横向截面示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种具有主/被动智能安全防护的集装箱式储能系统的电路连接示意图；图4是本专利技术实施例中储能系统的结构示意图；图5是本专利技术实施例中避雷针的安装结构示意图；图6是本专利技术实施例中火灾预警系统的结构示意图；图7是本专利技术实施例中高压箱的原理图；图8是本专利技术实施例中高压箱的安装结构示意图；图9是本专利技术实施例中远程监控运维系统的结构示意图；图中：1、消防柜；2、电池架；3、控制柜；4、机器人控制柜；5、巡检机器人；6、空调系统；7、服务器柜；8、电池箱；9、二氧化碳探测器；10、挡板；11、避雷针；12、接地扁钢；13、高压箱；14、显示器；15、折叠桌；16风道。
具体实施方式
[0016]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0017]如图1~图9所示，一种具有主/被动智能安全防护的集装箱式储能系统，包括安装在集装箱本体内的储能系统（本实施例中为锂电储能系统）、储能双向变流器、控制柜3和被
动防护系统；控制柜3分别连接储能系统、储能双向变流器和被动防护系统；储能系统通过储能双向变流器连接三相电网；被动防护系统用于在检测到事故发生后启动设定的防护措施以防止事故扩大；储能系统包括电池架2、安装在电池架2上的电池箱8以及用于隔档电池箱8的挡板81；电池箱8内安装有配置了主动防护系统的电池；主动防护系统用于根据电池的运行状态在事故发生前启动设定的防护措施以防止事故发生。
[0018]被动防护系统包括设置在集装箱本体内的火灾预警系统和自动灭火系统。集装箱本体内还设置有UPS、EMS以及服务器柜7。储能双向变流器和UPS均连接三相电网，锂电储能系统连接储能双向变流器，EMS连接UPS，控制柜3连接火灾预警系统、自动灭火系统、锂电储能系统、储能双向变流器、UPS、EMS以及服务器柜。自动灭火系统包括消防柜1，消防柜1采用七氟丙烷自动灭火器。集装箱本体内还设置有照明系统和空调系统6。
[0019]锂电储能系统包括电池架2和电池箱 8，电池架2设置在集装箱本体内，电池箱 8设置在电池架2上。电池箱 8抽拉式安装在电池架2上，电池架2上设置有用于隔挡电池箱 8的挡板10。电池箱 8内部设置有主动防护系统，主动防护系统包括三级电池监控系统，三级电池监控系统包括第一层级BMS控制、第二层级PCS控制以及第三层级EMS控制，第一层级BMS控制用于实时监测电池箱 8内电池的状态，在发现异常时，将异常信息传输给第二层级PCS控制和第三层级EMS控制，如果未及时采取相应措施，BMS执行相应保护动作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集装箱式储能系统，其特征在于，包括：安装在集装箱本体内的储能系统、储能双向变流器、控制柜和被动防护系统；所述控制柜分别连接储能系统、储能双向变流器和被动防护系统；所述储能系统通过储能双向变流器连接三相电网；所述被动防护系统用于在检测到事故发生后启动设定的防护措施以防止事故扩大；所述储能系统包括电池架、安装在电池架上的电池箱以及用于隔档电池箱的挡板；所述电池箱内安装有配置了主动防护系统的电池；所述主动防护系统用于根据电池的运行状态在事故发生前启动设定的防护措施以防止事故发生。2. 根据权利要求1所述的集装箱式储能系统，其特征在于，所述主动防护系统为三级电池监控系统，包括第一层级BMS控制、第二层级PCS控制以及第三层级EMS控制，第一层级BMS控制用于实时监测电池箱 内电池的运行状态，在发现异常时，将异常信息传输给第二层级PCS控制和第三层级EMS控制，第二层级PCS控制在接收到异常信息时，执行软关断机制，停止系统充放电操作，第三层级EMS控制在接收到异常信息时，预判电池状态，运行对应的充放电机制，执行对应的故障处理程序。3.根据权利要求1所述的集装箱式储能系统，其特征在于，所述被动防护系统包括火灾预警系统，所述火灾预警系统包括烟雾传感器和温度传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：马勇，孙磊，李晓涵，杨景刚，郭东亮，孙蓉，刘建军，肖鹏，吴鹏，蔚超，潘建亚，
申请(专利权)人：江苏省电力试验研究院有限公司国网江苏省电力有限公司双创中心国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：