【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于储能电站，具体涉及一种应用于轨道交通锂电池储能电站火灾处理系统与方法。
技术介绍
1、随着全球工业节能减排和可再生能源应用的不断推进，轨道交通作为大型公共基础设施，面临着巨大的能源管理挑战及碳减排目标压力。锂电池储能系统的应用逐渐成为轨道交通优化能源管理、降低电费成本、提高能源利用率的关键手段。然而，锂电池在极端条件下存在热失控的风险，一旦发生火灾，会产生大量有毒有害气体，且在扑灭火灾后还会产生有害废液，严重威胁环境安全和轨道交通的正常运营。因此，锂电池储能系统的安全问题成为重点关注对象，设计一套智能化的火灾预警与废液处理系统对于轨道交通锂电池储能电站的安全运行至关重要。
2、现有技术中，如专利cn117854216采用传统报警模块，融合了声音，气体信号对储能电站火灾进行预警。设置在储能舱内的声音测量仪实时采集声音信号。通过分析这些声音信号，系统能够识别出安全阀的打开动作，并自动对电池进行断电处理进行一级告警，利用储能舱内的氢气传感器实时监测氢气浓度。当监测到的氢气浓度达到预设阈值时，系统将立即对电池实施断电处理进行二级告警。
3、现有技术中，如专利cn116459470采用气体与液体相结合的灭火方式布置于储能电站内部进行火灾救援，在外部布置消防栓灭火系统，提高了储能电站的安全性。但是没有考虑扑灭火灾后产生的有毒有害液体如何处理。
4、综上，传统的储能电站火灾预警系统不仅在实时数据处理、智能化水平和预警准确性方面存在劣势，现有灭火系统也未充分考虑灭火废液的处理问题，亟需设计一套智
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种应用于轨道交通锂电池储能电站火灾处理系统与方法。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术一方面提供了一种应用于轨道交通锂电池储能电站火灾处理系统，所述系统包括：储能电池、传感器模块、灭火系统、废液处理系统与控制模块，所述灭火系统包括气体灭火系统与水基灭火系统，所述传感器模块与控制模块连接，所述控制模块与气体灭火系统、水基灭火系统、废液处理系统连接，所述控制模块部署有贝叶斯网络，所述贝叶斯网络用于预测火灾判别概率，所述控制模块用于根据火灾判别概率判断储能电池工作状态，根据储能电池工作状态控制对应的灭火系统与废液处理系统进行工作。
4、进一步的，所述传感器模块包括电压传感器、烟雾传感器、温度传感器、可燃气体传感器、湿度传感器，所述传感器模块用于采集火灾数据，将火灾数据传输到控制模块，所述火灾数据通过传感器模块的各个传感器进行采集，包括储能电池电压、储能电站室内烟雾浓度、储能电站室内温度、储能电站室内可燃气体浓度与储能电站室内湿度。
5、进一步的，所述储能电池工作状态包括正常工作状态、热失控早期阶段与热失控后期阶段。
6、进一步的，所述控制模块功能包括：判断储能电站室内烟雾浓度、储能电站室内温度是否分别大于第一预设阈值与第二预设阈值，若有一个大于预设阈值，则控制启动水基灭火系统与废液处理系统，若都不大于预设阈值，则不进行处理。
7、进一步的，所述气体灭火系统为预制式全氟己酮灭火系统，由控制模块连接控制，用于当储能电池处于热失控早期阶段时进行启动灭火；所述水基灭火系统为高压细水雾灭火系统，由控制模块连接控制，用于灭火，所述水基灭火系统灭火时会产生灭火废液。
8、进一步的，所述废液处理系统包括废液收集模块与废液成分实时监控模块，所述废液处理系统与水基灭火系统同时启动，所述废液收集模块包括废液收集管道与废液罐，所述废液收集管道采用不锈钢钢管，所述不锈钢钢管外壁粉刷防腐涂料，所述废液收集管道安装有电动阀门，所述电动阀门由控制模块连接控制，所述废液收集管道用于引导灭火废液进入废液罐，所述废液罐采用不锈钢材质，废液罐内壁经过防渗处理，所述废液成分实时监控模块包括ph传感器、重金属离子检测传感器，用于实时监控废液的ph值与重金属离子浓度，所述ph传感器、重金属离子检测传感器安装于废液罐内壁中。
9、本专利技术另一方面提供了一种应用于轨道交通锂电池储能电站火灾处理方法，包括以下步骤：
10、步骤s1：通过历史数据构建用于预测火灾判别概率的贝叶斯网络，将训练好的贝叶斯网络部署在控制模块中；
11、步骤s2：通过传感器模块采集火灾数据，包括：储能电池电压、储能电站室内烟雾浓度、储能电站室内温度、储能电站室内可燃气体浓度与储能电站室内湿度，将火灾数据传输到控制模块；
12、步骤s3：控制模块将火灾数据输入至贝叶斯网络，贝叶斯网络输出火灾判别概率，控制模块根据火灾判别概率判断储能电池工作状态；
13、步骤s4：控制模块根据储能电池工作状态选择对应的灭火系统，发送控制信号给对应的灭火系统与废液处理系统；控制模块判断储能电站室内烟雾浓度、储能电站室内温度是否分别大于第一预设阈值与第二预设阈值，若有一个大于预设阈值，则发送控制信号给水基灭火系统与废液处理系统，若都不大于预设阈值，则不进行处理；
14、步骤s5：灭火系统接收到控制信号后开始启动，进行灭火，废液处理系统接收到控制信号后，开始收集废液。
15、进一步的，所述步骤s1中通过历史数据构建用于预测火灾判别概率的贝叶斯网络，包括以下步骤：
16、获取储能电站的历史电压、温度、烟雾浓度、可燃气体浓度与室内湿度数据，所述数据包括正常运行和异常情况下的数据；
17、对获取数据进行预处理，所述预处理包括去除噪声和异常值、格式化为机器学习算法适用的输入形式、对数据进行标注；
18、所述去除噪声包括以下步骤：
19、对温度数据以及电压数据采用移动平均法进行降噪处理；
20、
21、其中，t(t)是时间t处的温度值或电压值，n是窗口长度，可以根据系统对波动敏感性的需求进行调整；
22、对湿度、烟雾浓度与可燃气体浓度数据采用指数平滑法去噪，公式如下：
23、
24、其中，h(t)是时间t的湿度值或可燃气体浓度值，α是平滑系数；
25、所述格式化为机器学习算法适用的输入形式包括：
26、将温度以及电压数据进行z-score归一化，公式为：
27、
28、其中xi是i时间的温度值，μ是数据均值，σ是数据标准差；
29、将采集到的气体浓度数据进行对数标准化处理，公式如下：
30、x1＝log(x+1)
31、其中x是气体浓度；
32、将采集到的湿度数据进行min-max标准化处理，公式如下：
33、
34、其中x是当前湿度值，xmin＝0，xmax＝1；
35、通过预处理后的数据采用最大似然估计法对贝叶斯网络进行参数学习，得到训本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应用于轨道交通锂电池储能电站火灾处理系统，其特征在于，所述系统包括：储能电池、传感器模块、灭火系统、废液处理系统与控制模块，所述灭火系统包括气体灭火系统与水基灭火系统，所述传感器模块与控制模块连接，所述控制模块与气体灭火系统、水基灭火系统、废液处理系统连接，所述控制模块部署有贝叶斯网络，所述贝叶斯网络用于预测火灾判别概率，所述控制模块用于根据火灾判别概率判断储能电池工作状态，根据储能电池工作状态控制对应的灭火系统与废液处理系统进行工作。
2.根据权利要求1所述的一种应用于轨道交通锂电池储能电站火灾处理系统，其特征在于，所述传感器模块包括电压传感器、烟雾传感器、温度传感器、可燃气体传感器、湿度传感器，所述传感器模块用于采集火灾数据，将火灾数据传输到控制模块，所述火灾数据通过传感器模块的各个传感器进行采集，包括储能电池电压、储能电站室内烟雾浓度、储能电站室内温度、储能电站室内可燃气体浓度与储能电站室内湿度。
3.根据权利要求1所述的一种应用于轨道交通锂电池储能电站火灾处理系统，其特征在于，所述储能电池工作状态包括正常工作状态、热失控早期阶段与热失控后期
4.根据权利要求1所述的一种应用于轨道交通锂电池储能电站火灾处理系统，其特征在于，所述控制模块功能包括：判断储能电站室内烟雾浓度、储能电站室内温度是否分别大于第一预设阈值与第二预设阈值，若有一个大于预设阈值，则控制启动水基灭火系统与废液处理系统，若都不大于预设阈值，则不进行处理。
5.根据权利要求1所述的一种应用于轨道交通锂电池储能电站火灾处理系统，其特征在于，所述气体灭火系统为预制式全氟己酮灭火系统，由控制模块连接控制，用于当储能电池处于热失控早期阶段时进行启动灭火；所述水基灭火系统为高压细水雾灭火系统，由控制模块连接控制，用于灭火，所述水基灭火系统灭火时会产生灭火废液。
6.根据权利要求1所述的一种应用于轨道交通锂电池储能电站火灾处理系统，其特征在于，所述废液处理系统包括废液收集模块与废液成分实时监控模块，所述废液处理系统与水基灭火系统同时启动，所述废液收集模块包括废液收集管道与废液罐，所述废液收集管道采用不锈钢钢管，所述不锈钢钢管外壁粉刷防腐涂料，所述废液收集管道安装有电动阀门，所述电动阀门由控制模块连接控制，所述废液收集管道用于引导灭火废液进入废液罐，所述废液罐采用不锈钢材质，废液罐内壁经过防渗处理，所述废液成分实时监控模块包括PH传感器、重金属离子检测传感器，用于实时监控废液的pH值与重金属离子浓度，所述PH传感器、重金属离子检测传感器安装于废液罐内壁中。
7.一种应用于轨道交通锂电池储能电站火灾处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种应用于轨道交通锂电池储能电站火灾处理方法，其特征在于，所述步骤S1中通过历史数据构建用于预测火灾判别概率的贝叶斯网络，包括以下步骤：
9.根据权利要求7所述的一种应用于轨道交通锂电池储能电站火灾处理方法，其特征在于，所述步骤S3中控制模块将火灾数据输入至贝叶斯网络，贝叶斯网络输出火灾判别概率，火灾判别概率公式为：
10.根据权利要求7所述的一种应用于轨道交通锂电池储能电站火灾处理方法，其特征在于，所述控制模块根据火灾判别概率判断储能电池工作状态，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种应用于轨道交通锂电池储能电站火灾处理系统，其特征在于，所述系统包括：储能电池、传感器模块、灭火系统、废液处理系统与控制模块，所述灭火系统包括气体灭火系统与水基灭火系统，所述传感器模块与控制模块连接，所述控制模块与气体灭火系统、水基灭火系统、废液处理系统连接，所述控制模块部署有贝叶斯网络，所述贝叶斯网络用于预测火灾判别概率，所述控制模块用于根据火灾判别概率判断储能电池工作状态，根据储能电池工作状态控制对应的灭火系统与废液处理系统进行工作。
2.根据权利要求1所述的一种应用于轨道交通锂电池储能电站火灾处理系统，其特征在于，所述传感器模块包括电压传感器、烟雾传感器、温度传感器、可燃气体传感器、湿度传感器，所述传感器模块用于采集火灾数据，将火灾数据传输到控制模块，所述火灾数据通过传感器模块的各个传感器进行采集，包括储能电池电压、储能电站室内烟雾浓度、储能电站室内温度、储能电站室内可燃气体浓度与储能电站室内湿度。
3.根据权利要求1所述的一种应用于轨道交通锂电池储能电站火灾处理系统，其特征在于，所述储能电池工作状态包括正常工作状态、热失控早期阶段与热失控后期阶段。
4.根据权利要求1所述的一种应用于轨道交通锂电池储能电站火灾处理系统，其特征在于，所述控制模块功能包括：判断储能电站室内烟雾浓度、储能电站室内温度是否分别大于第一预设阈值与第二预设阈值，若有一个大于预设阈值，则控制启动水基灭火系统与废液处理系统，若都不大于预设阈值，则不进行处理。
5.根据权利要求1所述的一种应用于轨道交通锂电池储能电站火灾处理系统，其特征在于，所述气体灭火系统为预制式全氟...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒲希彦，谢鲲，安子良，尚书羽，江龙，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：
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