一种用于储能电池舱的消防管路管控系统的制作方法

本发明涉及消防管控，更具体地说，本发明涉及一种用于储能电池舱的消防管路管控系统。

背景技术：

1、储能电池舱发生火灾的主要原因往往是电池内部出现热失控，由于储能集装箱中电池特殊的材质，火灾一旦发生会造成更大的影响，火灾蔓延迅速，而且持续时间长，并伴随着有毒气体的释放，而且明火消灭后还存在二次复燃的风险，会造成巨大的经济及人员损失，因此需要精准快速地将电池的火灾扑灭，将损失控制在最小范围内。

2、现有的用于储能电池舱的消防管路管控系统，其消防管路为单独的消防水管路，利用烟雾传感器测试储能电池舱中的烟雾浓度，当储能电池舱中烟雾浓度达到预设值时判定需要进行消防处理，此时控制电磁阀接通消防水管路进行舱级喷洒。

3、然而上述系统仍存在一些问题：由于电池模块都位于电池架内，水消防喷洒不能直接作用于起火的电池模块，需等待舱内水位上升到起火点，消防水方能作用于起火电池模块，容易延误灭火的最佳时机，增加了经济和人员损失，同时仅仅依靠烟雾传感器判定是否需要进行消防处理具有一定的误差，应结合储能电池舱内多个环境参数及电池运行参数多方面进行分析，提高火灾预警准确性、消防处理及时性。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种用于储能电池舱的消防管路管控系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于储能电池舱的消防管路管控系统，包括：

3、消防管路铺设模块：将相互独立的消防水管路和消防气管路按照预设的消防管道铺设方案分别铺设在消防管路内并通过电磁阀控制水路和气路的通断；

4、火灾预测模型构建模块：检索与目标储能电池舱内电池种类一致的储能电池舱火灾数据构建火灾预测模型，待模型预测准确率达标时投入使用；

5、电池舱环境监测模块：利用传感器实时监测电池舱中的温度、湿度、压力、烟雾浓度、各类气体浓度、电池温度、电池电流，以及电池电压，将监测到的数据发送至电池舱使用智能调控模块；

6、电池舱使用智能调控模块：将监测到的电池舱环境数据与对应的预设调控临界值进行比较，在满足调控条件时对其进行调控，调控失败则判定数据异常，基于预设固定周期内的调控记录计算调控质量系数；

7、火灾预测模块：将判定异常的电池舱环境数据输入火灾预测模型中获取火灾发生概率预测结果；

8、消防处理模块：在火灾发生概率达到预设的消防报警阈值时自动报警并进行消防处理，记录消防处理过程的相关信息并发送至消防数据处理模块；

9、消防数据处理模块：基于记录的消防处理过程的相关信息分别计算预设固定周期内平均消防处理效率、消防管道平均失控系数、平均消防设备完好率，以及消防处理频率；

10、异常维护模块：在火灾发生概率未达到预设的消防报警阈值时对电池舱中的异常环境数据成因进行分析并对其进行维护；

11、消防控制质量评估模块：计算消防控制质量指数后将计算值与预设值进行比较评判计算值是否达标，达标则持续当前消防管控方案，不达标则对当前消防管控方案进行优化；

12、数据库：用于储存系统中所有模块的数据。

13、优选的，火灾预测模型构建模块包括火灾数据检索单元、特征筛选单元、模型构建单元、模型性能评估单元，以及指令输出单元，所述火灾数据检索单元基于互联网调取现存各类储能电池舱的火灾分析报告，获取火灾发生前后储能电池舱中的温度、湿度、压力、烟雾浓度、各类气体浓度、电池温度、电池电流，以及电池电压；所述特征筛选单元将电池种类作为特征词筛选出与目标储能电池舱中电池种类一致的储能电池舱的火灾数据作为样本数据；所述模型构建单元对样本数据进行预处理后通过交叉验证法将样本数据划分为训练数据集和测试数据集，使用训练数据集构建火灾预测决策树模型，并对构建好的决策树模型进行剪枝操作避免过拟合；所述模型性能评估单元利用测试数据集对构建好的火灾预测决策树模型进行评估，统计预测正确的测试数据样本数量nca和测试数据样本数量ncb并计算预测准确率ya，具体公式为：，将计算出的模型预测准确率与预设值进行比较，模型预测准确率大于或者等于预设值则达标，模型预测准确率小于预设值则不达标；所述指令输出单元在判定达标时输出允许预测模型投入使用指令，在判定不达标时输出预测模型需进一步调优指令。

14、优选的，电池舱使用智能调控模块包括数据接收单元、调控判定单元、智能调控单元、调控记录单元、调控质量系数计算单元、异常判定单元，以及数据传输单元，所述数据接收单元用于接收电池舱环境数据；所述调控判定单元用于将接收到的数据与对应预设的调控临界值进行比较，超出预设调控临界值上限或者低于预设调控临界值下限则判定满足调控条件；所述智能调控单元在判定电池舱环境数据满足调控条件时对其进行调控；所述调控记录单元用于记录每次成功调控的电池舱环境数据数量、调控至数据正常所需时间、调控成功结果，以及调控失败结果；所述调控质量系数计算单元基于预设固定周期ty内调控成功次数nta、调控失败次数ntb、第i次成功调控的电池舱环境数据数量mthi，以及第i次成功调控至数据正常所需时间thci计算调控质量系数xtz，具体公式为：；所述异常判定单元在调控失败时判定电池舱环境数据异常；所述数据传输单元将异常的电池舱环境数据发送至火灾预测模块，将计算出的调控质量系数发送至消防控制质量评估模块。

15、优选的，消防处理模块包括消防报警单元、消防处理单元、消防处理信息记录单元，以及消防处理信息传输单元，所述消防报警单元在预测出的火灾发生概率达到预设的消防报警阈值时自动报警；所述消防处理单元在接收到消防报警提示时通过控制气体管路电磁阀，打开气体管路将消防气体通过pack级消防管路喷洒至目标异常位置，在消防气体喷洒完毕之后基于储能电池舱内实际火灾情况判定是否开启水路电磁阀，在水路电磁阀开启时关闭气路电磁阀，防止水源进入消防气体瓶组，在将消防水灌注到目标异常位置时需要通过pack级消防管路将消防水喷洒至目标异常位置；所述消防处理信息记录单元用于记录每一次消防处理时的火灾发生概率、火灾发生概率降至0时所需时长、消防管路的实际压力和流量、消防设备正常启动数量，以及消防设备异常启动数量；所述消防处理信息传输单元用于将记录的消防处理信息发送至消防数据处理模块。

16、优选的，消防数据处理模块包括消防处理信息接收单元、平均消防处理效率计算单元、消防管道平均失控系数计算单元、平均消防设备完好率计算单元、消防处理频率计算单元，以及数据输出单元，所述数据接收单元用于接收记录的消防处理信息；所述平均消防处理效率计算单元基于预设固定周期ty内第i次消防处理时的火灾发生概率pai和火灾发生概率降至0时所需时长tpci计算平均消防处理效率xfe，具体公式为：，nxf为预设固定周期ty内的消防处理次数；所述消防管道平均失控系数计算单元基于预设固定周期ty内第i次消防处理时消防管路的实际压力pxi和流量gxi与预期压力pyi和流量gyi计算消防管道平均失控系数xge，具体公式为：；所述平均消防设备完好率计算单元基于预设固定周期ty内第i次消防处理时消防设备正常启动数量msxi和消防设备异常启动数量msyi计算平均消防设备完好率αse，具体公式为：；所述消防处理频率计算单元基于预设固定周期ty内的消防处理次数nxf计算消防处理频率hxf，具体公式为：；所述数据输出单元将计算出的消防数据各项指标发送至消防控制质量评估模块。

17、优选的，消防控制质量评估模块包括数据接收单元、消防处理可靠性系数计算单元、消防控制质量指数计算单元、达标评判单元，以及指令输出单元，所述数据接收单元用于接收预设固定周期内调控质量系数、平均消防处理效率、消防管道平均失控系数、平均消防设备完好率，以及消防处理频率；所述消防处理可靠性系数计算单元基于预设固定周期内平均消防处理效率xfe、消防管道平均失控系数xge以及平均消防设备完好率αse计算预设固定周期内消防处理可靠性系数xk的具体公式为：，e为自然常数；所述消防控制质量指数计算单元基于预设固定周期内调控质量系数xtz、消防处理可靠性系数xk以及消防处理频率hxf计算消防控制质量指数qx的具体公式为：；所述达标评判单元将计算出来的消防控制质量指数与预设值进行比较，计算值大于或者等于预设值判定计算值达标，计算值小于预设值判定计算值不达标；所述指令输出单元在判定消防控制质量指数达标时向消防管控中心反馈可持续应用当前消防管控方案，判定消防控制质量指数不达标时向消防管控中心反馈需对当前消防管控方案进行优化。

18、本发明的技术效果和优点：

19、1.本发明设置火灾预测模型构建模块基于互联网检索与目标储能电池舱内电池种类一致的储能电池舱火灾数据构建火灾预测模型，待模型预测准确率达标时投入使用，有利于提高火灾预测准确率；设置电池舱环境监测模块利用传感器实时监测电池舱中的温度、湿度、压力、烟雾浓度、各类气体浓度、电池温度、电池电流，以及电池电压，设置电池舱使用智能调控模块将监测到的电池舱环境数据与对应的预设调控临界值进行比较，在满足调控条件时对其进行调控，调控失败则判定数据异常，有效减少了数据正常波动但因调控不及时导致的火灾警报误差，设置火灾预测模块将判定异常的电池舱环境数据输入火灾预测模型中获取火灾发生概率预测结果，有利于提高消防处理及时性和火灾预测准确性。

20、2.本发明设置消防处理模块，在接收到消防报警提示时通过控制气体管路电磁阀，打开气体管路将消防气体通过pack级消防管路喷洒至目标异常位置，在消防气体喷洒完毕之后基于储能电池舱内实际火灾情况判定是否开启水路电磁阀，在水路电磁阀开启时关闭气路电磁阀，防止水源进入消防气体瓶组，在将消防水灌注到目标异常位置时需要通过pack级消防管路将消防水喷洒至目标异常位置，消除了传统水路消防只能将消防水灌注入电池舱内，消防水注满电池舱水位才能达到最上层电池模块，灭火时间长定位不准确的弊病，减少消防水管路机水喷淋器件，有效降低了成本。

21、3.本发明设置消防数据处理模块基于消防处理过程记录的火灾发生概率、火灾发生概率降至0时所需时长、消防管路的实际压力和流量、消防设备正常启动数量，以及消防设备异常启动数量计算了平均消防处理效率、消防管道平均失控系数、平均消防设备完好率，进而计算了消防处理可靠性系数，可通过直观数据反映消防处理可靠性，有利于实现消防管控优化。