[發(fā)明專利]基于單體電池分布式免維護(hù)智能直流電源系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611039342.X
• 申請(qǐng)日: 2016-11-21
• 公開（公告）號(hào): CN106941255A
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王偉利;岳紅權(quán);陳永耀;張戰(zhàn)漢;劉曉波;李迎華;張亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)陜西省電力公司銅川供電公司
• 主分類號(hào): H02J1/00
• 分類號(hào): H02J1/00;H02J7/00;G01R31/36
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司61200
• 代理人: 陸萬壽

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于變電站蓄電池在線監(jiān)控維護(hù)領(lǐng)域，涉及一種基于單體電池分布式免維護(hù)智能直流電源系統(tǒng)及其控制方法。

【背景技術(shù)】

在電力行業(yè)中，為保證電力系統(tǒng)安全和正常運(yùn)行，安裝了大量繼電保護(hù)系統(tǒng)、各種自動(dòng)化系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和各種信息管理系統(tǒng)等，并隨著電網(wǎng)的發(fā)展對(duì)這些系統(tǒng)的可靠性提出了更高的要求。為保證這些系統(tǒng)能正常發(fā)揮作用的不間斷電源系統(tǒng)(直流系統(tǒng)或交流系統(tǒng))也日益成為人們關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。而構(gòu)成直流電源系統(tǒng)的能源核心是蓄電池。正常運(yùn)行情況下，蓄電池只是作為浮充備用狀態(tài)與充電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，當(dāng)交流失電時(shí)，蓄電池迅速不間斷的為直流系統(tǒng)的用電設(shè)備提供可靠的直流電，為變電站內(nèi)的保護(hù)裝置、自動(dòng)化裝置、事故照明等設(shè)備提供動(dòng)力。因此，保證蓄電池的性能穩(wěn)定對(duì)變電站直流系統(tǒng)的穩(wěn)定至關(guān)重要，是保證變電站的心臟正常運(yùn)行的動(dòng)力源。然而蓄電池的經(jīng)過一段時(shí)間使用后，會(huì)出現(xiàn)容量降低直至出現(xiàn)失效現(xiàn)象。

目前變電站對(duì)蓄電池的性能監(jiān)測依靠人工記錄、定期巡檢來判斷失效電池。維護(hù)是靠人工定期檢測核對(duì)容量、進(jìn)行充放電維護(hù)，需要停電，需要每次對(duì)每節(jié)蓄電池繁瑣接線、檢測、記錄。檢測后拆除再重新接線檢測另一節(jié)蓄電池。這樣的檢測程序?qū)е鹿ぷ髁看螅看瓮度氲娜肆ψ钌僖粋€(gè)班組、一個(gè)變電站的蓄電池巡檢核對(duì)需要浪費(fèi)兩三天時(shí)間。因此發(fā)明一種在線對(duì)蓄電池進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測、在線容量核對(duì)、在線跨接掉完全失效電池、在線對(duì)落后電池活化免維護(hù)的智能直流電源系統(tǒng)是變電站智能化的需要。

傳統(tǒng)的直流電源系統(tǒng)中的蓄電池組的運(yùn)行和維護(hù)存在諸多問題和不足：

(1)蓄電池組長期運(yùn)行會(huì)使每節(jié)蓄電池間參數(shù)差異進(jìn)一步加大；

(2)只能由充電柜對(duì)整個(gè)電池組統(tǒng)一充電；由于電池間的容量、內(nèi)阻差異的存在，整組充電容易導(dǎo)致各單體電壓不均衡，在長期浮充情況下，有些電池長期欠充慢慢硫化，有些電池長期過充而失水。

(3)新舊電池不能共用，電池參數(shù)嚴(yán)重不一致時(shí)要整組更換電池，這不僅浪費(fèi)大，還會(huì)引起環(huán)保問題；

(4)單節(jié)電池失效會(huì)引起整組電池失效；

(5)為提高系統(tǒng)可靠性需另配巡檢系統(tǒng)；

(6)需定期進(jìn)行維護(hù)性活化放電等。定期活化維護(hù)耗費(fèi)人力、物力和時(shí)間。國內(nèi)因維護(hù)不及時(shí)發(fā)生電源失效引起重大事故的案例每年都會(huì)發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種基于單體電池分布式免維護(hù)智能直流電源系統(tǒng)及其控制方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種基于單體電池分布式免維護(hù)智能直流電源系統(tǒng)，包括至少一組蓄電池，以及與蓄電池相連的分布式維護(hù)模塊，分布式維護(hù)模塊與智能控制系統(tǒng)相連，智能控制系統(tǒng)分別通過在線跨接模塊和UPS直流系統(tǒng)與蓄電池相連；其中：

分布式維護(hù)模塊將數(shù)據(jù)傳輸至智能控制系統(tǒng)，當(dāng)數(shù)據(jù)中出現(xiàn)落后電池并判斷無法進(jìn)行維護(hù)時(shí)，通過在線跨接模塊將落后電池跨接，進(jìn)行更換處理。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：

所述分布式維護(hù)模塊包括單體均衡維護(hù)模塊、單體活化維護(hù)模塊和內(nèi)阻檢測模塊，分布式維護(hù)模塊將蓄電池的即時(shí)信息采集到并進(jìn)行內(nèi)部處理，判斷蓄電池的信息判斷分析其狀況，分別發(fā)送命令給單體均衡維護(hù)模塊和單體活化維護(hù)模塊，通過單體均衡維護(hù)模塊和單體活化維護(hù)模塊在線維護(hù)實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的分布式智能維護(hù)。

所述分布式維護(hù)模塊通過RS485通訊傳輸方式將蓄電池的所有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的傳輸至智能控制系統(tǒng)，智能控制系統(tǒng)將數(shù)據(jù)通過顯示屏的方式呈現(xiàn)在現(xiàn)場，維護(hù)人員能夠進(jìn)行蓄電池?cái)?shù)據(jù)的查詢，查詢告警內(nèi)容、通過內(nèi)阻檢測模塊進(jìn)行內(nèi)阻測試。

所述智能控制系統(tǒng)通過以太網(wǎng)形式將蓄電池的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)集控中心，數(shù)據(jù)集控中心能夠同時(shí)監(jiān)測、存儲(chǔ)、分析多個(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)。

所述智能控制系統(tǒng)與UPS直流系統(tǒng)相連；智能控制系統(tǒng)控制UPS直流系統(tǒng)的控制開關(guān)，使得UPS直流系統(tǒng)與蓄電池?cái)嚅_，蓄電池能夠通過負(fù)載進(jìn)行放電進(jìn)行核容試驗(yàn)。

所述交流竄入直流系統(tǒng)告警裝置接入U(xiǎn)PS直流系統(tǒng)，當(dāng)直流系統(tǒng)有交流信號(hào)竄入時(shí)，交流竄入直流系統(tǒng)告警裝置將出現(xiàn)告警，并將告警內(nèi)容傳送至智能控制系統(tǒng)，及時(shí)的進(jìn)行告警通知。

一種基于單體電池分布式免維護(hù)智能直流電源系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

1)采集監(jiān)測各單體電池的電壓參數(shù)：采用直流放電法對(duì)低于設(shè)定浮充電壓的電池進(jìn)行階段性補(bǔ)充充電，并對(duì)過充電池進(jìn)行單體放電以解除過充狀態(tài)；確保電池組浮充時(shí)保持電壓均衡，使每節(jié)電池都始終處于最佳活性狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)均衡維護(hù)，為下一步的內(nèi)阻測試提供一致性平臺(tái)；