儲能電站火災自動化預警系統基于多傳感器應用案例分享
來源：慧聞科技
發布時間：2025-08-18
閱讀量：129
為全面反映儲能電站的運行狀態，提升火災自動化預警的可靠性與穩定性，基于多種傳感器信息的儲能電站火災自動化預警系統是現在的設計方向。通過分析儲能電站火災發生機理，確定儲能電站火災自動化預警的特征參數，設計復合火災探測器，實時采集儲能電站內部溫度、CO濃度與煙霧濃度信息。利用算法處理實時采集的多種傳感器信息，得到儲能電站火災自動化檢測結果，實現儲能電站火災自動化預警。
儲能電站通常存儲大量的能量，一旦發生火災，不僅會導致設備損壞，還可能引發嚴重的安全事故，對人員和環境造成巨大威脅。
因此，一套高效、可靠的儲能電站火災自動化預警系統顯得尤為重要。火災自動化預警系統能夠在火災發生初期迅速響應，通過預警系統及時發現異常情況，并啟動相應的滅火或防護措施，有效控制火勢蔓延，最大程度減少火災對儲能電站的損害，保障系統的安全運行。
隨著大規模的電化學儲能項目落地，許多機構企業已對火災自動化預警系統進行了廣泛的研究。參考多項國家標準及項目實際需求來看，目前主流的預警措施主要以多傳感器數據融合、特征提取與智能算法建模等方面開展了火災預警技術研究，基于多種傳感器信息的儲能電站火災自動化預警系統可以提升儲能電站的安全性。
在正常運作的儲能電站中，電池組是能量的核心載體。一旦電池遭受外部的物理沖擊，電池的散熱系統無法及時將這些熱量排出，電池內部的溫度就會飆升。
隨著溫度的持續升高，電極材料與電解質溶液之間發生的化學交互作用會導致熱量的急劇增加，當電池內部熱量積聚到一定程度，超出電池的承受能力時，便會出現熱失控現象。
此時，電池可能因內部壓力劇增而鼓包，甚至因高溫引發電解液燃燒或電池爆炸等災難性后果。
因此，儲能電站火災的發生機理可以看作是一個由外部誘因觸發、內部連鎖反應加速、最終熱量積聚導致熱失控的復雜過程。
▲儲能電站火災發生機理
多種傳感器的儲能電站
復合火災探測器設計
儲能電站內部復雜的電氣設備和大量的儲能介質使得其火災風險顯著增加。傳統的火災預警方法往往存在響應滯后、誤報率高、無法實現早期預警等問題，難以滿足現代儲能電站提升系統抗干擾能力，利用多傳感器探測環境參數，結合算法打造的預警系統可精準自動化檢測儲能電站的火災風險。
儲能電站內部電池的電解液燃燒或電池爆炸時，會產生大量煙霧、CO和CO2，利用煙霧濃度可以衡量儲能電站燃燒程度。
但由于未發生火災時，儲能電站環境內部便包含CO2，因此CO2不適合當成儲能電站火災自動化預警的特征參量，為此可以用溫度、CO濃度與煙霧濃度為儲能電站火災自動化預警的特征參量來設計復合火災探測器。
實時采集儲能電站內部的多種傳感器信息(溫度、CO濃度與煙霧濃度)，以CO 濃度與溫度信息為例，多種傳感器信息采集結果如圖所示。系統可實時采集儲能電站內部的CO濃度與溫度信息，CO 濃度主要在200 ppm~900 ppm之間波動，溫度主要在100℃~400℃之間波動。整合并分析來自多種傳感器的信息，成功實現儲能電站火災的自動化監測。
火災自動化預警控制器利用算法處理復合火災探測器集成的多種傳感器信息，得到儲能電站火災自動化檢測結果，提升火災自動化預警的可靠性與穩定性。
通過儲能電站火災自動化檢測函數便可獲取儲能電站火災自動化檢測結果，判斷儲能電站火災萌芽期、火災蔓延期或無火狀態。
當檢測到儲能電站有火災時，則經由火災自動化預警控制器，啟動聲光報警器, 提醒工作人員。
儲能安全預警傳感器推薦
那么選擇合適的傳感器就是提升電池熱失控監測預警有效性的關鍵。電池熱失控探測需要靈敏度和準確度高、穩定性強、經濟性好的傳感器。同時， 儲能系統的運行時長達10年以上，更換傳感器給系統運維增加了很大工作量，因此還需要傳感器壽命長。
慧聞科技作為一家創新型智能傳感綜合服務商，圍繞儲能安全開發了多種可用于鋰電池熱失控安全檢測的傳感器產品，主要用于檢測鋰電池熱失控發生時產生的目標特征氣體。如長壽命電化學一氧化碳（CO）氣體傳感器SEP1003，具備高效的CO探測能力，檢測精度高、使用壽命長；光電類煙霧傳感器芯片HWPD188，可用于消防煙霧報警，專為消防煙霧、顆粒物檢測等氣溶膠濃度檢測應用而設計。
慧聞科技還可以提供壓力傳感器、可燃氣體傳感器、煙霧粉塵傳感器、氫氣傳感器、溫度傳感器、以及各類傳感器模組等多種可用于電池安全的傳感器檢測方案。
慧聞科技自主研發的鋰離子電池箱復合型火災預警裝置BSP1000，是一款專業用于鋰電池儲能安全的預警監測模塊，可以應用于鋰電池熱失控火災早期預警及火災發生期緊急報警。探測裝置具有氣體、溫度、煙霧探測報警功能，能實時監測鋰電池箱內的電解液氣體、燃燒特征氣體、煙霧、溫度等參數的變化，通過多傳感器數據融合算法判斷是否有火災隱患或者已經發生火災，并發出分級報警信息。
隨著物聯網、大數據、人工智能等技術飛速發展，傳感器在鋰電池儲能應用的管理運行也越來越廣泛，利用儲能電站溫度、CO濃度與煙霧濃度等多種傳感器信息，檢測儲能電站內部是否存在火災隱患，提升火災自動化預警的可靠性與穩定性。物聯網傳感器監測和人工智能算法可在工作過程中高效精準地實時評估安全風險，保證鋰電池在儲能應用等領域的安全運行。
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