[發(fā)明專利]一種變電站UPS用閥控式密封鉛酸蓄電池狀態(tài)估計與預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610045426.8
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105487017B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭志剛;王岐;于洪海;呂超;陽薇;歐希野;馬春陽;王銳;劉洋;侯木齊;周鵬達(dá)
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司檢修公司;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種變電站UPS用閥控式密封鉛酸蓄電池狀態(tài)估計與預(yù)測方法，涉及設(shè)備可靠性領(lǐng)域。本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的對蓄電池管理的方法導(dǎo)致電力系統(tǒng)運行的可靠性差，并且對蓄電池健康狀況的維護(hù)性差的問題。本發(fā)明從變電站UPS串聯(lián)電池組中，選取蓄電池單體進(jìn)行檢測，對該蓄電池建立蓄電池的電化學(xué)模型，根據(jù)里茲近似方法，給定蓄電池負(fù)荷電流，獲得蓄電池輸出電壓，向電化學(xué)模型輸入同樣的DST工況及結(jié)合遺傳算法調(diào)整參數(shù)集，使得電化學(xué)模型輸出電壓值等于實際測得的蓄電池輸出電壓V_cell值，獲得此時的蓄電池內(nèi)部的參數(shù)集，仿真任意充放電電流I_d條件下的蓄電池端電壓曲線，從而完成對蓄電池狀態(tài)的估計與預(yù)測。它用于對蓄電池內(nèi)部狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種變電站UPS用鉛酸蓄電池的健康狀態(tài)估計方法，能夠為電池的運行、維護(hù)提供更加科學(xué)的依據(jù)。屬于設(shè)備可靠性領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鉛酸蓄電池是變電站直流電源系統(tǒng)的重要組成部分，在占用交流整流裝置故障失電的緊急情況下，是繼電保護(hù)及自動裝置、自動化及遠(yuǎn)動裝置、事故照明、斷路器跳合閘回路等重要負(fù)載的備用直流電源，因此其可靠性對于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定至關(guān)重要。

閥控式密封鉛酸蓄電池(簡稱蓄電池)由于密封性能好、不用補充電解液和蒸餾水、大電流放電能力強等優(yōu)點，在電力行業(yè)被廣泛采用。在蓄電池使用維護(hù)方面，我國電力行業(yè)目前多依據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)程DLT 724-2000(電力系統(tǒng)用蓄電池直流電源裝置運行與維護(hù)技術(shù)規(guī)程，以下簡稱“規(guī)程”)，采用在線監(jiān)測電壓、電流、溫度和離線定期核對性放電的方式來開展工作，其弊端在于：在線監(jiān)測手段無法反映蓄電池的真實放電容量；核對性放電間隔時間太長，使得蓄電池長期缺少健康狀態(tài)信息，而頻繁的核對性放電對電池性能本身的損害較大。

蓄電池管理手段落后的現(xiàn)狀嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)運行的可靠性；此外，由于缺少蓄電池的健康信息，現(xiàn)場管理維護(hù)人員普遍對蓄電池健康狀況缺乏信心，設(shè)計壽命雖然一般在10年以上，但使用壽命通常不到5年，造成了大量的浪費。

針對上述問題，提出一種基于蓄電池電化學(xué)模型的健康狀態(tài)估計方法。包括：電池電化學(xué)機理建模與數(shù)值求解、內(nèi)部健康特征無損辨識、任意負(fù)載情況的蓄電池行為模擬、基于健康特征演變的電池性能預(yù)測等。本方法對于提高變電站直流系統(tǒng)運行的可靠性、降低維護(hù)成本具有重要的工程價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的對蓄電池管理的方法導(dǎo)致電力系統(tǒng)運行的可靠性差，并且對蓄電池健康狀況的維護(hù)性差的問題。現(xiàn)提供一種變電站UPS用閥控式密封鉛酸蓄電池狀態(tài)估計與預(yù)測方法。

一種變電站UPS用閥控式密封鉛酸蓄電池狀態(tài)估計與預(yù)測方法，它包括以下步驟：

步驟一、從變電站UPS串聯(lián)電池組中，選取蓄電池單體進(jìn)行檢測，對該蓄電池建立蓄電池的電化學(xué)模型，

步驟二、根據(jù)里茲近似方法，對步驟一中的蓄電池的電化學(xué)模型進(jìn)行離散化，給定蓄電池負(fù)荷電流，獲得蓄電池輸出電壓，

步驟三、選取步驟一中的蓄電池的電化學(xué)模型內(nèi)的參數(shù)集初值，向電化學(xué)模型輸入同樣的DST工況及結(jié)合遺傳算法調(diào)整參數(shù)集，使得電化學(xué)模型輸出電壓值等于實際測得的蓄電池輸出電壓V_cell值，獲得此時的蓄電池內(nèi)部的參數(shù)集，從而獲得實際蓄電池內(nèi)部狀態(tài)的反映，

步驟四、采用步驟一和步驟二中的電化學(xué)模型及數(shù)值算法，采用步驟三得到的實際電池參數(shù)集，仿真任意充放電電流I_d條件下的蓄電池端電壓曲線，進(jìn)而計算得到蓄電池的放電容量Q、瞬時放電功率P和放電時間t_d，從而完成對蓄電池狀態(tài)的估計與預(yù)測。