一种电化学储能消防通讯系统的制作方法

1.本发明涉及电化学储能技术领域，尤其涉及一种电化学储能消防通讯系统。


背景技术：

2.双碳政策背景下，电化学储能迎来春天。只有调度灵活，响应速度快的储能电站集群才能解决新能源大量并网以后的电网安全与控制问题。级联型高压储能系统具有单机容量大、响应速度快、电池容量利用率高、系统效率高、经济性好等显著特点，特别适用于建设调度灵活、响应迅速的百兆级储能电站。在该系统中，电池预制舱内电池簇与簇之间需要完全电气隔离，多簇叠加成相应的高电压实现并网需求。故在该系统中，工业设备通讯就要考虑抗电磁干扰问题，且设备通讯线必须要有电气绝缘要求，否则不仅无法实现设备之间的通讯，还会对电化学储能系统安全性产生重大影响。
3.目前，限制电化学储能大规模推广的主要问题是安全与成本问题。针对安全问题，必须深入研究电池组优化技术、电池均衡控制技术、电池健康状态评估技术、电池事故防护技术、电池火灾消防技术等储能安全相关技术，确保电站的安全平稳运行。针对电池火灾消防，市面上涌现出多种多样的探测和灭火技术，大部分的消防系统采用can、rs485、r总线形式的通讯方式，以实现消防系统联动的及时性和可靠性。
4.原消防系统通讯采用的是双绞线can总线网络，此技术已得到广泛应用，各项技术已经成熟。双绞线can的特点是：技术上容易实现，造价低廉，理论上节点数无限制，对环境电磁辐射有一定抑制能力。但随着频率的增高，双绞线的衰减迅速增高，且双绞线在发送线对和接受线对之间存在电磁耦合干扰。


技术实现要素：

5.为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种电化学储能消防通讯系统。
6.本发明提出的一种电化学储能消防通讯系统，包括：
7.第一类型挂载监测模块，配置在电池簇中高压箱内，并用于监测高压箱内第一can数据；
8.can-光纤转换模块，配置在电池簇内，用于将第一can数据转化为第一光纤数据；
9.光纤通讯模块，用于将第一光纤数据传输至光纤-can转换模块；
10.can-光纤转换模块，用于将第一光纤数据还原成第一can数据后上传至火灾抑制主机。
11.优选地，can-光纤转换模块配置在火灾抑制主机内。
12.优选地，还包括：
13.第二类型挂载监测模块，配置在电池簇的电池插箱内，用于监测电池簇内第二can数据；
14.电缆通讯模块，用于将第二can数据传输至火灾抑制主机。
15.优选地，第一can数据包括但不限于报警信息、故障信息、软报文信息中的一种或
多种；第二can数据包括但不限于报警信息、故障信息、软报文信息中的一种或多种。
16.优选地，火灾抑制主机与光纤通讯模块以及电缆通讯模块之间通过交换机进行配置。
17.本发明还提出一种储能电站，其特征在于，包括至少一个储能抑制仓；所述储能抑制仓包括火灾抑制主机、多个电池簇和上述的电化学储能消防通讯系统；
18.所述储能抑制仓包括火灾抑制主机和多个电池簇，每个电池簇包括多个电池插箱和一个高压箱；
19.第一类型挂载监测模块配置在高压箱内，can-光纤转换模块配置在电池簇内且与火灾抑制主机连接。
20.优选地，包括多个储能抑制仓和站级主机；
21.每个储能抑制仓的火灾抑制主机通过can-光纤转换模块与站级主机连接。
22.本发明中，所提出的电化学储能消防通讯系统和储能电站，第一类型挂载监测模块配置在电池簇中高压箱内，并用于监测高压箱内第一can数据；can-光纤转换模块，配置在电池簇内，将第一can数据转化为第一光纤数据；光纤通讯模块将第一光纤数据传输至光纤-can转换模块；can-光纤转换模块将第一光纤数据还原成第一can数据后上传至火灾抑制主机。通过上述优化设计的电化学储能消防通讯系统和储能电站，通过光纤和can之间的数据转换，在储能抑制仓内，形成簇与簇之间的can-光纤模块以及火灾抑制主机的can-光纤模块组成的环网，完成数据转换过程。此过程中，光纤模块+光纤跳线仅作为中转环节，对于can数据的内容不做任何改动，保证消防通讯功能正常和数据真实有效。
附图说明
23.图1为本发明提出的一种电化学储能消防通讯系统的一种实施方式的结构示意图。
24.图2为本发明提出的一种储能电站的一种实施方式的结构示意图。
25.图3为本发明提出的一种储能电站的另一种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
26.如图1至3所示，图1为本发明提出的一种电化学储能消防通讯系统的一种实施方式的结构示意图，图2为本发明提出的一种储能电站的一种实施方式的结构示意图，图3为本发明提出的一种储能电站的另一种实施方式的结构示意图。
27.本发明提出的一种电化学储能消防通讯系统，包括：
28.第一类型挂载监测模块，配置在电池簇中高压箱内，并用于监测高压箱内第一can数据；
29.can-光纤转换模块，配置在电池簇内，用于将第一can数据转化为第一光纤数据；
30.光纤通讯模块，用于将第一光纤数据传输至光纤-can转换模块；
31.can-光纤转换模块，用于将第一光纤数据还原成第一can数据后上传至火灾抑制主机。
32.为了说明本实施例的电化学储能消防通讯系统的具体应用场景，本实施例还提出一种储能电站，包括至少一个储能抑制仓；所述储能抑制仓包括火灾抑制主机、多个电池簇
和上述的电化学储能消防通讯系统；
33.所述储能抑制仓包括火灾抑制主机和多个电池簇，每个电池簇包括多个电池插箱和一个高压箱；
34.第一类型挂载监测模块配置在高压箱内，can-光纤转换模块配置在电池簇内且与火灾抑制主机连接。具体地，can-光纤转换模块配置在火灾抑制主机内。
35.在本实施例中，所提出的电化学储能消防通讯系统和储能电站，第一类型挂载监测模块配置在电池簇中高压箱内，并用于监测高压箱内第一can数据；can-光纤转换模块，配置在电池簇内，将第一can数据转化为第一光纤数据；光纤通讯模块将第一光纤数据传输至光纤-can转换模块；can-光纤转换模块将第一光纤数据还原成第一can数据后上传至火灾抑制主机。通过上述优化设计的电化学储能消防通讯系统和储能电站，通过光纤和can之间的数据转换，在储能抑制仓内，形成簇与簇之间的can-光纤模块以及火灾抑制主机的can-光纤模块组成的环网，完成数据转换过程。此过程中，光纤模块+光纤跳线仅作为中转环节，对于can数据的内容不做任何改动，保证消防通讯功能正常和数据真实有效。
36.在大型储能电站的设计中，包括多个储能抑制仓和站级主机；
37.每个储能抑制仓的火灾抑制主机通过can-光纤转换模块与站级主机连接。
38.在电池簇内具体设置方式中，在电池簇的电池插箱内还配置有第二类型挂载监测模块和电缆通讯模块，第二类型挂载监测模块用于监测电池簇内第二can数据，电缆通讯模块用于将第二can数据传输至火灾抑制主机。
39.其中，第一can数据包括但不限于报警信息、故障信息、软报文信息中的一种或多种；第二can数据包括但不限于报警信息、故障信息、软报文信息中的一种或多种。
40.在其他具体实施方式中，火灾抑制主机与光纤通讯模块以及电缆通讯模块之间通过交换机进行配置。
41.下面以多个实例详细说明本实施例的电化学储能消防通讯系统和储能电站。
42.为解决高压级联、大型储能电站中存在的通讯问题，要求1、簇与簇之间传输信号的线缆不导电；2、通讯线缆要有强大的抗emi能力；3、舱与站级主机之间远距离传输数据不丢帧；4、客户特殊要求火灾抑制主机与远程监控端要进行rs485通讯，现开发出一种全新的综合通讯方式。
43.实施例一
44.在单个电化学储能预制舱内部，有18个电池簇，每个电池簇内有15个电池插箱，1个高压箱。电池簇内部电池插箱串联后满电电压为700v左右，可以采用can通讯。但高压侧舱体内(簇外)是10kv高压运行环境，即簇与簇之间须电气隔离，必须采用不导电线缆，且不能影响消防模块之间的通讯。对照上述通讯要求中的1和2，现选择光纤通讯方式，簇内部放置1个can-光纤通讯模块(2个can口，2个光纤口，1个网口)，实现can数据的转换。簇与簇之间采用单模双芯光纤跳线，线径0.5cm2。中继收集来自挂载监测模块的第一can数据(报警信息、故障信息、软报文信息)，将数据通过can-光纤通讯模块以透传形式转化为光纤数据，簇与簇之间的can-光纤模块以及火灾抑制主机的can-光纤模块组成环网(n+1个模块之间手拉手连接)，实现光纤数据的中转。在此环网中，火灾抑制主机的can-光纤模块作为主站，n个簇内模块作为从站(主站和从站的配置需要由交换机完成)，如图2所示。将交换机接入环网，数据由从站汇总至主站，再由主站将数据还原成can数据传输给火灾抑制主机，完成
数据转换过程。此过程中，光纤模块+光纤跳线仅作为中转环节，对于can数据的内容不做任何改动，保证消防通讯功能正常和数据真实有效。如图1所示。
45.实施例二
46.大型的储能电站往往考虑选址要求、防火间距、运维安全等，会有较大的占地面积，这不利于can数据的传输。在储能电站中开发站级主机，可以收集和显示各个舱体内火灾抑制主机的状态和数据，也能反过来控制单个舱体动作，对于运维有重要意义。为解决can通讯长距离条件下内阻增加、通讯不稳定、电磁干扰能力下降等问题，现开发光纤通讯方式，以解决上述问题。每个预制舱内火灾抑制主机端接入的can-光纤模块，即作为舱内光纤环网通讯(二级环网)的主站，又同时作为舱外站级光纤环网通讯(一级环网)的从站，将收集到的来自舱内多簇的数据打包传输给站级主机上接入的can-光纤模块(总主站)。总主站和各个预制舱内的主站组成的一级环网，是有另外一台交换机配置，形成主从关系。最终，由总主站接收到的信息转换为can数据，发送给站级主机，如图1所示。
47.实施例三
48.针对客户的特殊需求，在监控室有一个运维平台，上面有电池信息、消防信息、pcs信息、空调信息等各个分系统状态。作为一个高集成性的工业设备，接入的通讯方式为rs485,与消防系统原can通讯方式不匹配。现将火灾抑制主机pcb主板上配置1个rs485通讯模块，开发一种新的通讯协议，将主机的can数据经由rs485通讯模块转化为客户可以解析的数据内容。
49.与原有技术相比，本发明的有益效果是：
50.本方案设计合理，通过采用工业数据转化模块、光纤线缆等，结合软件开发工作进行规约转化，实现了高压级联储能系统中的消防分系统通讯要求，经现场调试和测试工作验证，数据正常，系统功能正常。原有的安防系统中，除了can网络形成的消防通讯系统外，还需联动舱体上的紧急启停按钮、声光报警器、放气勿入灯、防爆排烟风机等安防设备。再采用此发明的通讯方式后，实现了消防系统的数据收发、通讯正常，才可以实现电化学储能预制舱乃至整个储能电站的消防报警、联动功能，为储能系统的安全运维提供可靠支撑。
51.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。