[發明專利]一種變電站備用直流系統

有效

• 申請號: 201710465368.9
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107171392B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 葉歡歡;蔡素雄;黎舟洋;黃志;賴昱光;李柯睿;郭佳才;王博;陳柏恒;晏結鈺;張揚;王鐵柱;陳錦鵬;高士森
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司惠州供電局
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J9/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發明提供了一種變電站備用直流系統,可用于代替現有的蓄電池單體串聯供電的直流系統，此直流系統包括：電能質量維持裝置、多個蓄電池、控制模塊。控制模塊可以根據蓄電池兩端的電壓控制蓄電池與直流母線之間的連接，從而可以對蓄電池逐個進行基于單體決策的放電，免去了蓄電池在現有運行方式下的浮充備用下的損耗和劣化，免去了現有蓄電池運行方式中“因某蓄電池單體劣化程度過大而導致整組蓄電池加速劣化，影響蓄電池組的使用壽命”的難題，最大限度地使用蓄電池容量及其使用壽命。這是一種可用于代替現有的蓄電池單體串聯供電的直流系統。

技術領域

本發明涉及變電站直流系統的技術領域，更具體地，涉及一種變電站備用直流系統。

背景技術

蓄電池單體在出廠時無法保證每個單體參數均一致；供電企業在進行采購時，亦以單體參數誤差在一定數值以內作為驗收標準。組建站用直流蓄電池系統時候，需要要求蓄電池容量、端電壓等參數完全一致，要求蓄電池內阻誤差在5%以內，實際操作中往往要求蓄電池為同一批次的產品。這極大地束縛了后續蓄電池單體劣化后的備品更換。

變電站站用蓄電池或通信用蓄電池均是將若干蓄電池單體串聯成組，通過基于高頻開關的直流充電機直接對整組蓄電池進行充放電控制，并通過蓄電池狀態巡檢儀對每組蓄電池的端電壓、溫度等參數進行測量和監視。

供電企業的蓄電池系統具有一定數量的就地備用單體。如，某個變電站站用直流采用110V電壓等級，故此其蓄電池系統采用52組蓄電池串聯，同時準備2個就地備用單體蓄電池。

因此，本發明獨開思路，發明了一種有別于傳統蓄電池單體運行方式的變電站直流供電系統。

發明內容

供電企業現有的將整組蓄電池以整組控制的充放電運行方式下，蓄電池在浮充電時將無可避免地存在這種現象（供電企業的蓄電池99%以上的工作時間均處于浮充狀態）：大部分單體處在浮充狀態，而某個單體處在過充狀態，某個單體處在欠充狀態。而這種現象亦會無可避免地導致蓄電池組的電池容量降低，降低蓄電池使用壽命，甚至會導致核容試驗不合格（實際容量80%*額定容量時即判斷為核容不合格，此時需要對蓄電池進行更換）。

本發明將蓄電池單體進行并聯，并且通過各傳感器的電氣信息輸入至控制系統，由控制系統控制并聯的蓄電池單體中的某一個或某幾個向直流母線供電。

蓄電池單體經過電能質量維持裝置向直流母線供電。電能質量維持裝置可簡化地表示為由直流變壓器（如DC/DC電路模塊或其他）和電壓保持器（如磁懸浮飛輪儲能裝置、超級電容陣列等等）組成。這是一種可用于代替現有的蓄電池單體串聯供電的直流系統。

基于該技術問題，本發明提供一種變電站備用直流系統，具體技術方案如下。

一種變電站備用直流系統，包括：電能質量維持裝置、多個蓄電池、控制模塊；每個蓄電池之間并聯，且都能為直流母線連接進行供電，控制模塊控制并聯的蓄電池單體中的一個或多個向直流母線供電；當其中一個向所述直流母線供電的蓄電池的端電壓低于預設閾值時，控制模塊斷開所述高于預設閾值的蓄電池與所述直流母線之間的連接，并令另一個端電壓滿足要求的蓄電池單體與直流母線連接，進行放電供能。

進一步，所述電能質量維持裝置包括：直流變壓器和電壓保持器。

進一步，所述直流變壓器是DC/DC電路模塊。

進一步，所述電壓保持器是磁懸浮飛輪儲能裝置和/或超級電容陣列。

電壓保持器（如磁懸浮飛輪儲能裝置、超級電容陣列等等）反應靈敏，可保證供給的電能質量，可容忍DC帶來的紋波噪音及其短時中斷。直流變壓器（如DC/DC電路模塊或其他）用于保證并聯的蓄電池的端電壓均變為直流母線所需的電壓。