本發(fā)明涉及電池儲能系統(tǒng)安全，具體地，涉及一種儲能電池滅火系統(tǒng)的滅火性能評價方法、一種儲能電池滅火系統(tǒng)的滅火性能評價裝置、以及實現(xiàn)滅火性能評價方法的電子設(shè)備和計算機可讀存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、儲能電站內(nèi)電池數(shù)量多、排列密集時，儲能艙內(nèi)部單體電池數(shù)量可達(dá)數(shù)萬個，單體電池?zé)崾Э?，極易導(dǎo)致周圍電池發(fā)生連鎖反應(yīng)，引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故。儲能電站發(fā)生火災(zāi)后，電池因熱失控燃燒，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池會發(fā)生多形態(tài)的燃燒。隨著電池內(nèi)溫度的不斷上升，電池隔膜不斷融化，緊縮至電池正負(fù)極發(fā)生接觸，此時電池發(fā)生短路，繼續(xù)釋放大量能量造成溫度迅速上升。電池電解液與內(nèi)部其他有機溶劑發(fā)生分解、放熱化學(xué)反應(yīng)，開始釋放出co2、hf、h2等。在溫度上升至300℃左右時，鋰離子電池內(nèi)部的鋰與電解液、有機溶劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，開始產(chǎn)生大量碳?xì)淇扇細(xì)怏w，如甲烷、乙烷等，由于電池本身構(gòu)成了密閉空間，氣體無法迅速擴散，此時氣體在電池內(nèi)部大量累積，造成電池發(fā)生鼓包現(xiàn)象。此時電池若仍處于充電狀態(tài)，該狀態(tài)下電池的正極繼續(xù)與電池電解液進(jìn)行強烈的氧化還原反應(yīng)，該過程會使電池迅速升至高溫，同時釋放大量的有毒氣體。由于目前儲能電站大多采用儲能艙形式，艙內(nèi)電池模組排列緊密成簇，處于熱失控高溫狀態(tài)的電池模組極易影響其他電池模組發(fā)生熱失控，造成連鎖反應(yīng)，最終導(dǎo)致電池出現(xiàn)明火，開始燃燒直至發(fā)生爆炸。鋰離子電池?zé)崾Э匾l(fā)的火災(zāi)屬于電氣火災(zāi)。鋰離子電池本身作為儲能物質(zhì)，發(fā)生熱失控引起電池燃燒時會放出大量能量，導(dǎo)致火災(zāi)蔓延速度加劇，火勢迅速加大，且電池燃燒時電化學(xué)反應(yīng)會產(chǎn)生大量可燃性氣體與有毒氣體，進(jìn)一步加大了火災(zāi)撲救的難度。根據(jù)鋰離子電池?zé)崾Э貢r起火燃料的不同，儲能電站電池火災(zāi)可以分為以下五類：以電池負(fù)極材料為燃料的固體火災(zāi)(a類)；以電池電解液為燃料的液體火災(zāi)(b類)；以電池?zé)崾Э仉娀瘜W(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的大量可燃性氣體為燃料的氣體火災(zāi)(c類)；以電池內(nèi)部嵌鋰與其他金屬材料為燃料的金屬火災(zāi)(d類)；以整個儲能電站各種含能設(shè)備、電池模組簇等整體系統(tǒng)為燃料，最嚴(yán)重也是危害性最大的電氣火災(zāi)(e類)。然而，當(dāng)前針對電池過充熱失控的研究大多基于實驗室環(huán)境，無法充分反映鋰離子電池模組在儲能電站環(huán)境下的運行狀況，且鋰離子電池的過程受到諸多因素的影響。鋰離子電池的熱失控具有蔓延特性，單個電池過充熱失控后極易引起相鄰電池同樣發(fā)生熱失控。

2、目前儲能電站常用的滅火劑有七氟丙烷、全氟己酮、細(xì)水霧、水噴淋、壓縮空氣泡沫等滅火劑，有些儲能電站采用2種滅火劑協(xié)同滅火。然而，上述任何一種滅火劑均無法全面應(yīng)對儲能電池的火災(zāi)，電池火災(zāi)的火焰、電池內(nèi)的高溫電解液及附件燃燒、電池艙內(nèi)的煙塵及易燃易爆的氣體等都是需要應(yīng)急處置的對象。如氣體滅火劑只能撲滅明火，降溫效果極弱；細(xì)水霧只能降溫，無法快速撲滅艙內(nèi)明火；泡沫是淹沒式滅火冷卻，消除煙塵，效率低，但無法消除艙內(nèi)的易燃?xì)怏w?？傊?，各個滅火技術(shù)各有千秋，無法完全滿足儲能電池滅火的需求。

3、為了應(yīng)對鋰離子電池火災(zāi)，在利用傳統(tǒng)滅火劑開展鋰離子電池滅火實驗時，都是將滅火劑直接作用在鋰離子電池本體上，但實際應(yīng)用的鋰離子電池組都是帶有外殼等圍擋的，因此將滅火劑直接作用在鋰離子電池本體的滅火實驗與真實情況并不相符，這會造成實驗數(shù)據(jù)的失真。

4、例如，公開日為2017年9月22日、公開號為cn107185133a的中國專利文獻(xiàn)提出了一種儲能電站預(yù)警及消防系統(tǒng)，該專利申請是從防火預(yù)警至火情發(fā)生后滅火的角度考量儲能電站的消防設(shè)計，但是其并沒有公開消防設(shè)計中的滅火系統(tǒng)是否能在啟動后完全將火情撲滅的相關(guān)內(nèi)容。公開日為2019年5月7日、公開號為cn109718490a的中國專利文獻(xiàn)提出了一種撲救鋰離子電池火災(zāi)的滅火劑用量篩選方法，該專利申請與國內(nèi)外針對電池火災(zāi)的滅火測試情景相同，僅停留在單體電池火災(zāi)場景，缺乏模組級別的電池火災(zāi)滅火的場景試驗。由于電池單體的不一致性，由多只電池電芯串并聯(lián)后組成的電池模組或電池簇危險性大幅增加，單體電池的數(shù)據(jù)結(jié)果無法確保電池模組或電池簇發(fā)生火情時的滅火有效性。

5、針對上述問題，急需提出一種涵蓋全要素的滅火能力評價方法，定量的描述研究對象對儲能電池火災(zāi)的處置能力。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中缺乏定量評價儲能電池滅火系統(tǒng)的火災(zāi)處置能力的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種儲能電池滅火系統(tǒng)的滅火性能評價方法，采用該方法能夠全方位地評估滅火劑的火災(zāi)處置能力，能夠評價儲能電池滅火劑及滅火系統(tǒng)配置有效性與可靠性。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供了一種儲能電池滅火系統(tǒng)的滅火性能評價方法，所述評價方法包括以下步驟：儲能電池滅火系統(tǒng)滅火測試結(jié)束后，獲取多項滅火性能指標(biāo)在不同滅火階段的實時測試數(shù)據(jù)，所述多項滅火性能指標(biāo)包括電池艙內(nèi)溫度場t、電池艙內(nèi)氣體濃度值g、電池艙內(nèi)煙塵濃度值f和電池內(nèi)部溫度值m；將每一項滅火性能指標(biāo)的實時測試數(shù)據(jù)與對應(yīng)的歷史參考數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，確定每一項滅火性能指標(biāo)的有效分值；確定每一項滅火性能指標(biāo)的權(quán)重值；基于多項滅火性能指標(biāo)中每一項滅火性能指標(biāo)的有效分值和權(quán)重值，確定電池滅火過程的打分結(jié)果；基于電池滅火過程的打分結(jié)果，確定滅火系統(tǒng)火災(zāi)處置能力的評價等級。

3、在本發(fā)明的一個示例性實施例中，所述多項滅火性能指標(biāo)還可以包括：電池艙內(nèi)壓力值p、紅外成像測量值x、艙內(nèi)監(jiān)控圖像h、滅火劑噴射流量m和滅火持續(xù)時間t。

4、在本發(fā)明的一個示例性實施例中，所述基于多項滅火性能指標(biāo)中每一項滅火性能指標(biāo)的有效分值和權(quán)重值，確定電池滅火過程的打分結(jié)果，可以包括：判斷是否存在至少一項滅火性能指標(biāo)的有效分值為0；若是，則判定電池滅火過程的打分結(jié)果為0；若否，則將多項滅火性能指標(biāo)的有效分值與權(quán)重值的乘積之和確定為電池滅火過程的打分結(jié)果。

5、在本發(fā)明的一個示例性實施例中，所述基于電池滅火過程的打分結(jié)果，確定滅火系統(tǒng)火災(zāi)處置能力的評價等級，可以包括：對比電池滅火過程的打分結(jié)果與各滅火性能閾值的大小；若電池滅火過程的打分結(jié)果大于第一分值，則判定為第一滅火性能等級；若電池滅火過程的打分結(jié)果大于第二分值且小于第一分值，則判定為第二滅火性能等級；若電池滅火過程的打分結(jié)果大于第三分值且小于第二分值，則判定為第三滅火性能等級；若電池滅火過程的打分結(jié)果大于第四分值且小于第三分值，則判定為第四滅火性能等級；若電池滅火過程的打分結(jié)果小于第四分值，則判定為第五滅火性能等級；其中，所述第一滅火性能等級的火災(zāi)處置能力優(yōu)于所述第二滅火性能等級，所述第二滅火性能等級的火災(zāi)處置能力優(yōu)于所述第三滅火性能等級，所述第三滅火性能等級的火災(zāi)處置能力優(yōu)于所述第四滅火性能等級，所述第四滅火性能等級的火災(zāi)處置能力優(yōu)于所述第五滅火性能等級；所述第一分值大于所述第二分值，所述第二分值大于所述第三分值，所述第三分值大于所述第四分值。

6、在本發(fā)明的一個示例性實施例中，所述評價方法還可以包括：通過調(diào)整多項滅火性能指標(biāo)中至少一項滅火性能指標(biāo)的有效分值，獲得修正后的各項滅火性能指標(biāo)；將修正后的各項滅火性能指標(biāo)分別與滅火數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)數(shù)據(jù)族進(jìn)行對比分析，確定滅火系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)推薦值；所述滅火數(shù)據(jù)庫存儲有儲能電池滅火過程的實驗數(shù)據(jù)、歷史運行數(shù)據(jù)、事故案例數(shù)據(jù)和專家經(jīng)驗數(shù)據(jù)。

7、在本發(fā)明的一個示例性實施例中，所述將修正后的各項滅火性能指標(biāo)與滅火數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)數(shù)據(jù)族進(jìn)行對比分析，確定滅火系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)推薦值，可以包括：將修正后的電池艙內(nèi)溫度場t、滅火持續(xù)時間t、滅火劑噴射流量m和電池內(nèi)部溫度值m與滅火數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)數(shù)據(jù)族進(jìn)行對比分析，確定滅火劑流量推薦值、滅火劑壓力推薦值和滅火劑持續(xù)噴射時間的第一推薦值；將修正后的紅外成像測量值x、艙內(nèi)監(jiān)控圖像h、電池內(nèi)部溫度值m和滅火持續(xù)時間t與滅火數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)數(shù)據(jù)族進(jìn)行對比分析，確定滅火劑噴頭布置推薦值和滅火劑持續(xù)噴射時間的第二推薦值；將修正后的電池艙內(nèi)氣體濃度值g、電池艙內(nèi)壓力值p、電池艙內(nèi)煙塵濃度值f、滅火劑噴射流量m和滅火持續(xù)時間t與滅火數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)數(shù)據(jù)族進(jìn)行對比分析，確定滅火劑類型推薦值；將滅火劑持續(xù)噴射時間的第一推薦值和第二推薦值中的較大者確定為滅火劑持續(xù)噴射時間的最終推薦值。

8、本發(fā)明第二方面提供了一種儲能電池滅火系統(tǒng)的滅火性能評價裝置，所述評價裝置包括信息獲取單元、信息分析單元和滅火性能評價單元；所述信息獲取單元用于在儲能電池滅火系統(tǒng)滅火測試結(jié)束后，獲取多項滅火性能指標(biāo)在不同滅火階段的實時測試數(shù)據(jù)；所述信息分析單元包括有效分值確定模塊、權(quán)重值確定模塊和滅火過程分析模塊；其中，所述有效分值確定模塊用于將每一項滅火性能指標(biāo)的實時測試數(shù)據(jù)與對應(yīng)的歷史參考數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，確定每一項滅火性能指標(biāo)的有效分值；所述權(quán)重值確定模塊用于確定每一項滅火性能指標(biāo)的權(quán)重值；所述滅火過程分析模塊用于基于多項滅火性能指標(biāo)中每一項滅火性能指標(biāo)的有效分值和權(quán)重值，確定電池滅火過程的打分結(jié)果；所述滅火性能評價單元用于基于電池滅火過程的打分結(jié)果，確定滅火系統(tǒng)火災(zāi)處置能力的評價等級。

9、在本發(fā)明的另一個示例性實施例中，所述滅火過程分析模塊包括判斷子模塊、第一打分子模塊和第二打分子模塊；所述判斷子模塊用于判斷是否存在至少一項滅火性能指標(biāo)的有效分值為0，并輸出判斷結(jié)果；所述第一打分子模塊用于在判斷結(jié)果為存在至少一項滅火性能指標(biāo)的有效分值為0時，將電池滅火過程的打分結(jié)果確定為0；所述第二打分子模塊用于在判斷所有滅火性能指標(biāo)的有效分值均不為0時，將電池滅火過程的打分結(jié)果確定為多項滅火性能指標(biāo)的有效分值與權(quán)重值的乘積之和。

10、在本發(fā)明的另一個示例性實施例中，所述滅火性能評價單元可以包括對比模塊、第一評估模塊、第二評估模塊、第三評估模塊、第四評估模塊和第五評估模塊；所述對比模塊用于對比電池滅火過程的打分結(jié)果與各滅火性能閾值的大??；所述第一評估模塊用于當(dāng)電池滅火過程的打分結(jié)果大于第一分值時，將滅火系統(tǒng)火災(zāi)處置能力的評價等級判定為第一滅火性能等級；所述第二評估模塊用于當(dāng)電池滅火過程的打分結(jié)果大于第二分值且小于第一分值時，將滅火系統(tǒng)火災(zāi)處置能力的評價等級判定為第二滅火性能等級；所述第三評估模塊用于當(dāng)電池滅火過程的打分結(jié)果大于第三分值且小于第二分值時，將滅火系統(tǒng)火災(zāi)處置能力的評價等級判定為第三滅火性能等級；所述第四評估模塊用于當(dāng)電池滅火過程的打分結(jié)果大于第四分值且小于第三分值時，將滅火系統(tǒng)火災(zāi)處置能力的評價等級判定為第四滅火性能等級；所述第五評估模塊用于當(dāng)電池滅火過程的打分結(jié)果小于第四分值時，將滅火系統(tǒng)火災(zāi)處置能力的評價等級判定為第五滅火性能等級；其中，所述第一滅火性能等級的火災(zāi)處置能力優(yōu)于所述第二滅火性能等級，所述第二滅火性能等級的火災(zāi)處置能力優(yōu)于所述第三滅火性能等級，所述第三滅火性能等級的火災(zāi)處置能力優(yōu)于所述第四滅火性能等級，所述第四滅火性能等級的火災(zāi)處置能力優(yōu)于所述第五滅火性能等級；所述第一分值大于所述第二分值，所述第二分值大于所述第三分值，所述第三分值大于所述第四分值。

11、在本發(fā)明的另一個示例性實施例中，所述評價裝置還可以包括滅火系統(tǒng)設(shè)計單元，所述滅火系統(tǒng)設(shè)計單元包括滅火數(shù)據(jù)庫、調(diào)整模塊和推薦值確定模塊；所述滅火數(shù)據(jù)庫存儲有儲能電池滅火過程的實驗數(shù)據(jù)、歷史運行數(shù)據(jù)、事故案例數(shù)據(jù)和專家經(jīng)驗數(shù)據(jù)；所述調(diào)整模塊用于通過調(diào)整多項滅火性能指標(biāo)中至少一項滅火性能指標(biāo)的有效分值，獲得修正后的各項滅火性能指標(biāo)；所述推薦值確定模塊用于將修正后的各項滅火性能指標(biāo)分別與滅火數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)數(shù)據(jù)族進(jìn)行對比分析，確定滅火系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)推薦值。

12、本發(fā)明第三方面提供了一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括處理器和存儲器，所述存儲器中存儲有至少一條計算機程序，所述至少一條計算機程序由一個或多個以上所述處理器加載并執(zhí)行，以使計算機實現(xiàn)上述的滅火性能評價方法。

13、本發(fā)明第四方面提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有至少一條程序代碼，所述程序代碼由處理器加載并執(zhí)行，以使計算機實現(xiàn)上述的滅火性能評價方法。

14、通過本發(fā)明提供的技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有如下技術(shù)效果：

15、(1)本發(fā)明提供滅火性能評價方法，從燃燒電池的滅火、艙內(nèi)所有電池的冷卻、艙內(nèi)煙霧吸收、艙內(nèi)氣體吸收等4個方面全面評估滅火系統(tǒng)(或滅火劑)的火災(zāi)處置能力，與儲能電池火災(zāi)的實際情況緊密結(jié)合；

16、(2)本發(fā)明提供的滅火性能評價方法與現(xiàn)有技術(shù)中評價滅火劑單一性能的方法相比，能夠更加真實全面地反映電池火災(zāi)處置能力，計算結(jié)果更加全面和準(zhǔn)確；

17、(3)本發(fā)明提供的滅火性能評價方法基于電池艙多源數(shù)據(jù)和火災(zāi)數(shù)據(jù)庫，給出了滅火劑類型及設(shè)計參數(shù)推薦值，可為消防系統(tǒng)的配置提供指導(dǎo)。

18、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細(xì)說明。