[發(fā)明專(zhuān)利]一種能源站直流屏電池模組柔性連接裝置與架構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110732510.8
• 申請(qǐng)日: 2021-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113328501B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘭越前;劉銅;黃文瑞;劉奇央;延星;李春寶;王思文;趙東元;馬君華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 港華能源投資有限公司;蘭越前;趙東元
• 主分類(lèi)號(hào): H02J7/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J7/00
• 代理公司: 北京君莫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11715
• 代理人: 崔云鶴

本發(fā)明涉及直流屏蓄電池備用電源和儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，尤其為一種能源站直流屏電池模組柔性連接裝置與架構(gòu)，包括常閉和常開(kāi)觸頭互鎖的繼電器開(kāi)關(guān)K1、K2、K3，二極管D1、D2，以及監(jiān)測(cè)控制單元，其中，所述開(kāi)關(guān)K1、K2、K3為機(jī)械或邏輯互鎖，具有常開(kāi)、常閉兩種狀態(tài)。本發(fā)明提供的能源站直流屏電池模組柔性連接裝置與架構(gòu)輔助于中央控制單元和電池檢測(cè)單元，以有別于傳統(tǒng)方法的方式，實(shí)現(xiàn)備用電池組及各電池模組的過(guò)電壓、過(guò)電流保護(hù)、均衡充電控制、高效放電等，更重要的是能實(shí)現(xiàn)備用電池組中的各電池模組的自動(dòng)智能檢測(cè)，故障隔離，冗余電池模組自動(dòng)補(bǔ)位。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及直流屏蓄電池備用電源和儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種能源站直流屏電池模組柔性連接裝置與架構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)能源轉(zhuǎn)型的持續(xù)推進(jìn)，智能配網(wǎng)的引入，極大的提高了區(qū)域供電的可靠性。目前我國(guó)采用多種信息數(shù)據(jù)采集、通信傳輸，數(shù)據(jù)處理等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)微網(wǎng)、分布式電源等配電網(wǎng)絡(luò)在線監(jiān)測(cè)與科學(xué)控制管理。由于電力、通信等行業(yè)的安全性和特殊性，需要24小時(shí)不間斷供電，因此不間斷電源供電(ups)、閥控鉛酸蓄電池、鋰離子電池組等技術(shù)得到快速發(fā)展。當(dāng)前，作為能源站最基本形式的一種，變電站的配電終端設(shè)備中多采用鉛酸蓄電池作為外部應(yīng)急備用電源，而正常供電電源則采用220v自備內(nèi)部電源供電，一旦配電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障停電，迅速啟動(dòng)備用外部電源，確保供電系統(tǒng)供電的安全性和可靠性。

蓄電池組是獨(dú)立于交流電系統(tǒng)的電源供應(yīng)系統(tǒng)，在變電站內(nèi)交流電源發(fā)生故障導(dǎo)致停電的情況下，通過(guò)蓄電池組的供電，就可以保障電網(wǎng)系統(tǒng)可靠而連續(xù)地供電。在日常運(yùn)行過(guò)程中，蓄電池組電源保持電源滿格狀態(tài)，而到了合閘時(shí)就可以釋放出大電流。在目前的技術(shù)條件下，鉛酸蓄電池是變電站的首選。

閥控式鉛酸蓄電池因其維護(hù)量少而基本替代了傳統(tǒng)的富液式蓄電池，在電力系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。隨著對(duì)其認(rèn)識(shí)的加深，原先″免維護(hù)″的誤區(qū)得以糾正，用戶不再因其免維護(hù)而對(duì)其不聞不問(wèn)，每月定期開(kāi)展單體和蓄電池組浮充電壓、浮充電流、電池的外殼和極柱溫度、電池的外殼有無(wú)變形和滲液、極柱及安全閥周?chē)欠駶B液和有酸霧溢出、環(huán)境溫度等巡檢并做好運(yùn)行記錄，確保蓄電池處于良好使用狀態(tài)。為核查蓄電池組容量，按反措施要求，運(yùn)行了4年以后的蓄電池每年需做一次核對(duì)性放電試驗(yàn)。而依據(jù)電力系統(tǒng)用蓄電池直流電源裝置運(yùn)行與維護(hù)技術(shù)規(guī)程，閥控式蓄電池組若經(jīng)過(guò)三次全核對(duì)性充放電，蓄電池組容量均達(dá)不到額定容量的80％以上，可認(rèn)為此組蓄電池使用年限已到，應(yīng)安排更換。

變電站內(nèi)直流屏兩路交流全部失電時(shí)，蓄電池故障率最高，占到故障總數(shù)的70.83％。蓄電池故障表現(xiàn)有三種形式：?jiǎn)误w電壓偏低、整組蓄電池不合格、蓄電池漏液。

為了確保直流屏蓄電池的健康狀況，直流屏蓄電池放電試驗(yàn)每半年進(jìn)行一次，放電負(fù)荷為變電站實(shí)際直流負(fù)荷，必要時(shí)可以加入事故照明及逆變負(fù)荷。考慮到變電站事故處理的緊迫性，每次放電時(shí)間不得低于2小時(shí)。

直流屏蓄電池放電試驗(yàn)相關(guān)操作步驟如下：

1)檢查各個(gè)運(yùn)行參數(shù)均在正常范圍。

2)將直流屏的交流進(jìn)線開(kāi)關(guān)斷開(kāi)(兩路，先斷備用再斷主用，避免不必要的交流電源自動(dòng)切換)，高頻開(kāi)關(guān)電源整流器停止工作，蓄電池組即刻不間斷地向直流母線供電。同時(shí)觀察電池總電壓、單只蓄電池電壓、放電電流的變化。

3)放電試驗(yàn)期間應(yīng)每隔20分鐘對(duì)直流屏巡視記錄一次，記錄電池總電壓、單只蓄電池電壓、放電電流等的參數(shù)。放電開(kāi)始第一次記錄時(shí)用萬(wàn)用表或標(biāo)準(zhǔn)電壓表核對(duì)一次單體電池電壓與觸摸屏顯示的蓄電池電壓是否相符，以避免傳感器故障造成的監(jiān)測(cè)電壓與實(shí)際蓄電池電壓不相符。

4)放電試驗(yàn)期間應(yīng)同時(shí)檢查各蓄電池本體有無(wú)異常(電池溫度有無(wú)異常、有無(wú)鼓包、有無(wú)放電聲響)。

5)放電試驗(yàn)過(guò)程中如有單只蓄電池的電壓低于設(shè)定值，應(yīng)立即停止放電試驗(yàn)，將交流進(jìn)線恢復(fù)送電，記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)及放電時(shí)間(開(kāi)始放電到終止放電的時(shí)間)。如果有單只蓄電池低于設(shè)定值的應(yīng)該考慮盡早更換整套全部電池，以確保萬(wàn)無(wú)一失。