本發(fā)明涉及儲能設(shè)備，具體為儲能設(shè)備的火災(zāi)多級預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、儲能設(shè)備的火災(zāi)多級預(yù)警機制是一種先進的安全管理系統(tǒng)，旨在通過多層次、多級別的預(yù)警手段，實現(xiàn)對儲能系統(tǒng)火災(zāi)風(fēng)險的全面監(jiān)測與防控。該機制融合了多種傳感器技術(shù)，包括高精度的溫度傳感器、靈敏的煙霧探測器以及專業(yè)的氣體濃度探測器等，這些設(shè)備能夠?qū)崟r監(jiān)測儲能設(shè)備及其周圍環(huán)境的各種關(guān)鍵參數(shù)，如溫度異常升高、煙霧濃度變化以及可燃氣體濃度超標(biāo)等。

2、根據(jù)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)，火災(zāi)多級預(yù)警系統(tǒng)會自動評估火災(zāi)危險等級，通常分為低危險級、中危險級和高危險級。在不同危險等級下，系統(tǒng)會觸發(fā)相應(yīng)的預(yù)警措施，如發(fā)出警報、啟動應(yīng)急冷卻系統(tǒng)、啟動排煙裝置或觸發(fā)自動滅火裝置等，以實現(xiàn)火災(zāi)風(fēng)險的早期發(fā)現(xiàn)、及時預(yù)警和有效控制。

3、在申請公布號為cn116484187a的中國發(fā)明專利中，公開了一種儲能設(shè)備熱失控預(yù)警方法及系統(tǒng)，其中方法包括以下步驟：獲得儲能設(shè)備運行數(shù)據(jù)中熱失控發(fā)生前后的運行信息；建立儲能設(shè)備熱失控時相關(guān)參數(shù)運行異常的判斷依據(jù)；采集儲能設(shè)備運作中與熱失控相關(guān)的運行參數(shù)；判斷儲能設(shè)備是否發(fā)生熱失控。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有儲能設(shè)備熱失控判斷快速、準(zhǔn)確的優(yōu)點，可以提前對可能發(fā)生的儲能設(shè)備熱失控事件進行預(yù)警，對提高儲能設(shè)備運維的安全性、有效性具有廣泛的應(yīng)用前景。

4、在儲能設(shè)備，特別是鋰電池組或者鉛酸電池組處于運行狀態(tài)，產(chǎn)生短路或者類似故障時，特別容易自燃甚至產(chǎn)生火災(zāi)，特別是電池還具備爆燃的特性，一旦存在火災(zāi)隱患時，存在的風(fēng)險性非常大；因此，在電池組的覆蓋區(qū)域內(nèi)需要充分布置火災(zāi)監(jiān)測及預(yù)報警裝置和滅火系統(tǒng)，便于在發(fā)生火災(zāi)時能夠及時處理和應(yīng)對。

5、現(xiàn)有的儲能設(shè)備的火災(zāi)多級預(yù)警方法中，通常會在電池組所在區(qū)域，特別是其中的潛在風(fēng)險區(qū)域內(nèi)布置傳感器網(wǎng)絡(luò)，由傳感器網(wǎng)絡(luò)對各項數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，例如溫度、光線及煙霧數(shù)據(jù)等，當(dāng)其中的一種或者多種存在異常時，立即向外部發(fā)出預(yù)警或者報警；

6、但是在電池組所在區(qū)域內(nèi)的充電場景存在一定的異常，特別是環(huán)境溫度較高、鋰電池存在一定程度地過沖，甚至外部表面存在灰塵積聚時，電池組運行溫度升高的可能性較大，產(chǎn)生運行故障甚至自燃等的風(fēng)險也會進一步地增加，這種較為異常的充電場景下，對潛在風(fēng)險區(qū)域進行火災(zāi)預(yù)警及報警時，若仍只采用靜態(tài)的一級報警或重復(fù)報警模式，潛在風(fēng)險區(qū)域內(nèi)的工作人員可能會產(chǎn)生忽視，難以及時有效地采取處理措施。

7、為此，本發(fā)明提供了儲能設(shè)備的火災(zāi)多級預(yù)警系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、（一）解決的技術(shù)問題

2、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了儲能設(shè)備的火災(zāi)多級預(yù)警系統(tǒng)，通過采集鋰電池組的運行溫度數(shù)據(jù)并生成運行溫度值，若運行溫度值超過運行溫度閾值，啟動火災(zāi)預(yù)警機制；若潛在風(fēng)險區(qū)域火災(zāi)監(jiān)測數(shù)據(jù)的異常程度超過預(yù)期，發(fā)出一級報警指令并接收相應(yīng)的反饋數(shù)據(jù)，若反饋數(shù)據(jù)與預(yù)期不一致，發(fā)出二級報警指令，對存在的火災(zāi)風(fēng)險進行處理，依據(jù)火災(zāi)狀態(tài)數(shù)據(jù)識別可穿行區(qū)域后，在預(yù)警區(qū)域內(nèi)規(guī)劃應(yīng)急逃生路徑，若不存在應(yīng)急逃生路徑，發(fā)出三級報警指令；若未接收到二級報警指令，由電池組溫度調(diào)節(jié)知識圖譜匹配相應(yīng)的處理策略。對鋰電池組進行針對性的維護，降低后續(xù)繼續(xù)產(chǎn)生安全隱患和火災(zāi)風(fēng)險，從而解決了背景技術(shù)中記載的技術(shù)問題。

3、（二）技術(shù)方案

4、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

5、儲能設(shè)備的火災(zāi)多級預(yù)警方法，包括，采集預(yù)警區(qū)域內(nèi)當(dāng)前的充電場景數(shù)據(jù)，依據(jù)其與預(yù)設(shè)場景間的差距構(gòu)建偏差值，若偏差值超過預(yù)期，在預(yù)警區(qū)域內(nèi)篩選出潛在風(fēng)險區(qū)域，向外部發(fā)出數(shù)據(jù)采集指令；

6、采集潛在風(fēng)險區(qū)域內(nèi)的火災(zāi)監(jiān)測數(shù)據(jù)，若其中異常數(shù)據(jù)的比例超過預(yù)期，采集鋰電池組的運行溫度數(shù)據(jù)并生成運行溫度值，若運行溫度值超過運行溫度閾值，自動啟動火災(zāi)預(yù)警機制；

7、若潛在風(fēng)險區(qū)域火災(zāi)監(jiān)測數(shù)據(jù)的異常程度超過預(yù)期，發(fā)出一級報警指令并接收相應(yīng)的反饋數(shù)據(jù)，若反饋數(shù)據(jù)與預(yù)期不一致，向外部發(fā)出二級報警指令；若接收到二級報警指令，對存在的火災(zāi)風(fēng)險進行處理，依據(jù)火災(zāi)狀態(tài)數(shù)據(jù)識別可穿行區(qū)域后，在預(yù)警區(qū)域內(nèi)規(guī)劃應(yīng)急逃生路徑，若不存在應(yīng)急逃生路徑，向外部發(fā)出三級報警指令；

8、若未接收到二級報警指令，在鋰電池組存在異常時，分析獲取使鋰電池組進入高溫狀態(tài)的關(guān)鍵影響因子，依據(jù)關(guān)鍵影響因子，由電池組溫度調(diào)節(jié)知識圖譜匹配相應(yīng)的處理策略。

9、進一步的，采集鋰電池組的充電場景數(shù)據(jù)，至少包括環(huán)境溫度、充電狀態(tài)及灰塵積聚數(shù)據(jù)，匯總生成充電場景數(shù)據(jù)集合；為各個充電場景參數(shù)設(shè)置相應(yīng)的合格區(qū)間后獲取相應(yīng)的預(yù)設(shè)場景，依據(jù)充電場景和預(yù)設(shè)場景間的差距構(gòu)建偏差值，若偏差值超過預(yù)設(shè)的偏差閾值，向外部發(fā)出區(qū)域識別指令。

10、進一步的，接收到區(qū)域識別指令后，以充電場景數(shù)據(jù)對監(jiān)測點進行標(biāo)記，若當(dāng)前的監(jiān)測點及其鄰近區(qū)域處的偏差值超過預(yù)期，將其作為風(fēng)險點并在電子地圖上標(biāo)記；

11、使用預(yù)訓(xùn)練的聚類算法對若干個風(fēng)險點進行聚類，獲取相應(yīng)的潛在風(fēng)險區(qū)域。

12、進一步的，接收到數(shù)據(jù)采集指令后，在潛在風(fēng)險區(qū)域內(nèi)布置傳感器網(wǎng)絡(luò)，由傳感器網(wǎng)絡(luò)在潛在風(fēng)險區(qū)域內(nèi)進行數(shù)據(jù)采集，將獲取到的火災(zāi)監(jiān)測數(shù)據(jù)匯總生成火災(zāi)監(jiān)測數(shù)據(jù)集合；

13、以火災(zāi)監(jiān)測數(shù)據(jù)作為輸入，使用訓(xùn)練后的異常數(shù)據(jù)識別模型進行異常數(shù)據(jù)識別，若其中異常數(shù)據(jù)的比例超過預(yù)設(shè)比例，采集各個鋰電池組的運行溫度數(shù)據(jù)，匯總后生成電池運行溫度數(shù)據(jù)集合。

14、進一步的，將電池運行溫度數(shù)據(jù)集合內(nèi)的運行溫度數(shù)據(jù)沿著時間軸排列，在無量綱條件下，依據(jù)運行溫度數(shù)據(jù)的變化構(gòu)建運行溫度值，方式如下：

15、；

16、式中：為第i組電池在時間t的溫度，為初始溫度，為t-1時刻的環(huán)境溫度，為t-1時間的負載功率，及分別環(huán)境溫度計負載功率的影響系數(shù)，取值均落入0到1之間，為t-1時刻的隨機噪聲項。

17、進一步的，由傳感器網(wǎng)絡(luò)在潛在風(fēng)險區(qū)域內(nèi)采集火災(zāi)監(jiān)測數(shù)據(jù)，若火災(zāi)監(jiān)測數(shù)據(jù)存在異常，依據(jù)數(shù)據(jù)異常狀態(tài)構(gòu)建異常度，若異常度超過預(yù)設(shè)的異常閾值，向外部發(fā)出一級報警指令，并將火災(zāi)監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至云端。

18、進一步的，在當(dāng)前連續(xù)接收的一級報警指令的次數(shù)超過預(yù)期時，或者，將連續(xù)獲取的異常度沿著時間軸排列，連續(xù)獲取異常度處于上升趨勢時，異常度超過異常閾值的區(qū)域處于蔓延狀態(tài)時，向外部發(fā)出二級報警指令。

19、進一步的，若接收到二級報警指令，對潛在風(fēng)險區(qū)域內(nèi)的火災(zāi)監(jiān)測數(shù)據(jù)、充電場景數(shù)據(jù)及鋰電池組的運行數(shù)據(jù)進行特征提取，獲取火災(zāi)應(yīng)急特征；

20、依據(jù)是火災(zāi)應(yīng)急特征與應(yīng)急方案的對應(yīng)性，在預(yù)先構(gòu)建的應(yīng)急方案庫內(nèi)匹配應(yīng)急措施。

21、進一步的，在潛在風(fēng)險區(qū)域符合預(yù)期場景，在識別獲取火災(zāi)數(shù)據(jù)及相應(yīng)的鋰電池組的位置數(shù)據(jù)后，開啟自動滅火系統(tǒng)進行滅火；

22、由傳感器網(wǎng)絡(luò)采集預(yù)警區(qū)域內(nèi)的火災(zāi)狀態(tài)數(shù)據(jù)，以火災(zāi)狀態(tài)數(shù)據(jù)作為輸入，使用訓(xùn)練后的區(qū)域識別模型識別出其中的可穿行區(qū)域，將獲取的可穿行區(qū)域在電子地圖上標(biāo)記。

23、進一步的，若未接收到二級報警指令，檢查和采集鋰電池組的狀態(tài)數(shù)據(jù)；

24、以狀態(tài)數(shù)據(jù)作為輸入，使用訓(xùn)練后的電池異常識別模型進行異常識別，若鋰電池組當(dāng)前存在異常，識別出當(dāng)前的異常類型后向外部發(fā)出分析指令。

25、進一步的，接收到分析指令后，收集鋰電池組的歷史溫度數(shù)據(jù)及充電場景數(shù)據(jù)，通過主成分分析獲取影響高溫狀態(tài)的關(guān)鍵影響因子；

26、以調(diào)節(jié)鋰電池組的運行溫度作為關(guān)鍵詞，構(gòu)建電池組溫度調(diào)節(jié)知識圖譜。

27、儲能設(shè)備的火災(zāi)多級預(yù)警系統(tǒng)，包括，場景差異分析單元，采集預(yù)警區(qū)域內(nèi)當(dāng)前的充電場景數(shù)據(jù)，依據(jù)其與預(yù)設(shè)場景間的差距構(gòu)建偏差值，若偏差值超過預(yù)期，在預(yù)警區(qū)域內(nèi)篩選出潛在風(fēng)險區(qū)域，向外部發(fā)出數(shù)據(jù)采集指令；

28、溫度預(yù)警單元，采集潛在風(fēng)險區(qū)域內(nèi)的火災(zāi)監(jiān)測數(shù)據(jù)，若其中異常數(shù)據(jù)的比例超過預(yù)期，采集鋰電池組的運行溫度數(shù)據(jù)并生成運行溫度值，若運行溫度值超過運行溫度閾值，啟動火災(zāi)預(yù)警機制；

29、數(shù)據(jù)異常分析單元，若潛在風(fēng)險區(qū)域火災(zāi)監(jiān)測數(shù)據(jù)的異常程度超過預(yù)期，發(fā)出一級報警指令并接收相應(yīng)的反饋數(shù)據(jù)，若反饋數(shù)據(jù)與預(yù)期不一致，向外部發(fā)出二級報警指令；

30、路徑規(guī)劃單元，若接收到二級報警指令，對存在的火災(zāi)風(fēng)險進行處理，依據(jù)火災(zāi)狀態(tài)數(shù)據(jù)識別可穿行區(qū)域后，在預(yù)警區(qū)域內(nèi)規(guī)劃應(yīng)急逃生路徑，若不存在應(yīng)急逃生路徑，向外部發(fā)出三級報警指令；

31、優(yōu)化處理單元，若未接收到二級報警指令，在鋰電池組存在異常時，分析獲取使鋰電池組進入高溫狀態(tài)的關(guān)鍵影響因子，依據(jù)關(guān)鍵影響因子，由電池組溫度調(diào)節(jié)知識圖譜匹配相應(yīng)的處理策略。

32、（三）有益效果

33、本發(fā)明提供了儲能設(shè)備的火災(zāi)多級預(yù)警系統(tǒng)，具備以下有益效果：

34、1、依據(jù)偏差值可以對當(dāng)前的運行環(huán)境是否存在異常進行判斷，在當(dāng)前存在異常時，可以提前向外部發(fā)出預(yù)警；篩選出其中的風(fēng)險點并獲取潛在風(fēng)險區(qū)域，提前針對性準(zhǔn)備應(yīng)急預(yù)案。

35、2、對鋰電池組的運行溫度數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，以運行溫度作為代表性參數(shù)，實現(xiàn)對鋰電池組的運行狀態(tài)進行判斷；通過生成運行溫度值，對鋰電池組的運行狀態(tài)進行整體性的判斷，在運行溫度在逐漸升高，運行狀態(tài)在逐漸變差時啟用預(yù)警機制，在鋰電池組在產(chǎn)生運行風(fēng)險前形成報警，可以減少安全隱患的產(chǎn)生。

36、3、通過對各項數(shù)據(jù)進行異常識別并確定異常程度，構(gòu)建異常度對各項火災(zāi)監(jiān)測數(shù)據(jù)的異常性進行判斷，在火災(zāi)監(jiān)測數(shù)據(jù)的異常程度超過預(yù)期時形成一次報警，便于提前進行處理。

37、4、通過結(jié)合報警反饋數(shù)據(jù)搭建多級報警機制并發(fā)出多級報警，在預(yù)警區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生火災(zāi)的風(fēng)險較大或者已經(jīng)產(chǎn)生火災(zāi)時，確保工作人員或者管理人員能夠充分關(guān)注和了解當(dāng)前的情況，防止報警指令被忽視。

38、5、在預(yù)警區(qū)域或者篩選出的潛在風(fēng)險區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生火災(zāi)或者存在火災(zāi)隱患時，依據(jù)應(yīng)急特征匹配出應(yīng)急措施，通過執(zhí)行應(yīng)急措施可以對當(dāng)前存在的火災(zāi)風(fēng)險形成緩解。

39、6、在采集到的各項數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)監(jiān)測和識別，確認出其中可穿行區(qū)域及相應(yīng)的撤離路徑，確保預(yù)警區(qū)域內(nèi)的工作人員快速撤離，保障工作人員的安全性；并且通過發(fā)出三級報警指令，對當(dāng)前的報警機制形成豐富。

40、7、通過對鋰電池組的外形等各項數(shù)據(jù)進行采集，驗證鋰電池組當(dāng)前外形及物理狀態(tài)是否存在異常，若存在異常，可以及時進行維護或者更換，防止由于鋰電池組產(chǎn)生故障時引發(fā)火災(zāi)；通過主成分分析篩選出會導(dǎo)致鋰電池組運行溫度較高的關(guān)鍵因素后，依據(jù)電池組溫度調(diào)節(jié)知識圖譜匹配相應(yīng)的處理策略，對鋰電池組進行針對性的維護，改善鋰電池組的運行狀態(tài)，降低后續(xù)繼續(xù)產(chǎn)生安全隱患和火災(zāi)風(fēng)險。