储能电站灭火机器人及其灭火策略研究.pdfVIP

第 38 卷 第 3 期 电 力 学 报 Vol . 38 No . 3 2023 年 6 月 JOURNAL OF ELECTRIC POWER Jun . 2023 文章编号：1005-6548（2023 ）03-0198-11 中图分类号：TM 921 文献标识码：A 学科分类号：47040 DOI ：10. 13357/j. dlxb . 2023 . 021 开放科学（资源服务）标识码（OSID ）： 储能电站灭火机器人及其灭火策略研究 甘剑冰 ，樊绍胜 （长沙理工大学 电气与信息工程学院，长沙 410114 ） 摘 要：随着储能电站的增多 ，锂电池储能舱的火灾事故频繁发生 ，严重威胁了电力系统的稳定运行和人员的生命 安全 ，为解决人工灭火危险性 ，设计了一种应用于储能站的灭火机器人 。针对储能站的环境 ，对机器人的本体结构 与灭火作业机构进行了设计 ，保证机器人能够在储能站顺利进行灭火作业 。探究了锂电池火灾的特点与热失控的 规律 ，分析了液氮的灭火机理 ，发现使用液氮作为灭火剂对锂电池火灾有着很好的抑制作用 。 由于机器人可携带 的液氮容量有限 ，为此设计了一种基于长短期记忆网络 （LSTM ）的灭火策略 ，以保证液氮的利用率最大化 。首先 液氮全速输出将明火扑灭 ，然后利用热电耦合模型估计电池的内部温度与荷电状态 ，将电池的状态数据与舱内可 燃气体体积输入预测模型 ，对电池的内部温度与舱内可燃气体体积进行预测 ，最后将输出数据带入控制公式得到 液氮注入流量与排气泵流量 。通过控制气泵的流量 ，抑制锂电池热失控蔓延 ，防止发生复燃和爆炸 。对该灭火策 略进行了仿真实验 ，结果表明 ，该灭火策略能够在 10 s 内将明火扑灭，并有效抑制电池热失控蔓延 ，控制舱内可燃 气体浓度在爆炸极限以外。该灭火机器人与灭火策略对储能站锂电池火灾的抑制作用效果显著 。 关键词：储能电站 ；锂电池储能舱 ；灭火策略 ；灭火机器人 ；热失控预测 ；LSTM ；液氮 Research on Energy Storage Plant Fire Fighting Robot and Its Fire Fighting Strategy GAN Jianbing ，FAN Shaosheng （School of Electrical and Information Engineering ，Changsha University of Science and Technology ，Changsha 410114 ，China ） Abstract ：With the increase of energy storage stations ， fire accidents in lithium battery storage compartments al⁃ so occur frequently ， which seriously threatens the stable operation of the power system and the life safety of per⁃ sonnel ， in order to solve the danger of manual fire extinguishing . A fire extinguishing robot applied to the energy storage station is designed ， and the robot ’s body structure and fire extinguishing operation mechanism are de⁃ signed for th