變電站蓄電池遠(yuǎn)程充放電控制系統(tǒng)的研究

1、 變電站蓄電池遠(yuǎn)程充放電控制系統(tǒng)的研究 摘要：目前，隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的電力工程建設(shè)的發(fā)展也有了很大的進(jìn)步。從變電站生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從原理、方法和設(shè)計(jì)等方面，對(duì)變電站蓄電池遠(yuǎn)程充放電系統(tǒng)進(jìn)行說明。本文研制一套變電站蓄電池遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，可以遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)蓄電池靜態(tài)充放電測(cè)試及內(nèi)阻測(cè)試的定期切換相關(guān)工作，減少前往變電站進(jìn)行蓄電池定期切換所花費(fèi)的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了故障、煙感及溫度的告警，充放電監(jiān)視、電壓測(cè)量、單體內(nèi)阻測(cè)量、電池性能查驗(yàn)、歷史數(shù)據(jù)核對(duì)等功能。在220千伏變電站全面應(yīng)用以來，在保證變電站蓄電池運(yùn)行維護(hù)安全的前提下，極大地提高運(yùn)檢人員的工作效率。關(guān)鍵詞：變電站；蓄電池遠(yuǎn)程充放電控制

2、系統(tǒng)；研究引言新型蓄電池遠(yuǎn)程在線維護(hù)管理系統(tǒng)與傳統(tǒng)技術(shù)手段下的維護(hù)系統(tǒng)具有不同特質(zhì)，如在新型蓄電池遠(yuǎn)程在線維護(hù)管理系統(tǒng)中放電負(fù)載儀將不再適應(yīng)，蓄電池組的主要維護(hù)方式將變?yōu)樵诰€測(cè)試、巡檢與維護(hù)，同時(shí)遠(yuǎn)程均衡充電、遠(yuǎn)程在線核對(duì)放電等也將成為可能，在很大程度上提高了變電站蓄電池狀態(tài)檢修的高效化、自動(dòng)化、智能化程度，提高了運(yùn)維管理的質(zhì)量與效率。1蓄電池在線維護(hù)管理現(xiàn)狀分析目前在變電站直流電源系統(tǒng)中，多會(huì)使用維護(hù)工作量比較小、可靠性較高的蓄電池，如閥控式鉛酸蓄電池。實(shí)際使用過程中也會(huì)受到充電不足、不及時(shí)放電等因素影響，導(dǎo)致蓄電池出現(xiàn)硫化情況。為避免這一問題發(fā)生，變電站也積極利用高頻脈沖、恒流充放電等方法

3、對(duì)蓄電池進(jìn)行有效修復(fù)，但是這些修復(fù)方法均具有硫化后補(bǔ)救特性，實(shí)際操作時(shí)還需要退出運(yùn)行，這就會(huì)威脅到電源系統(tǒng)正常運(yùn)行。為妥善解決這一問題，提出了蓄電池在線修復(fù)技術(shù)，通過在線活化技術(shù)應(yīng)用，可以提高蓄電池保有容量，再加上實(shí)時(shí)在線監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建，可對(duì)變電站中各種通信資源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、智能診斷和遠(yuǎn)程維護(hù)，進(jìn)而對(duì)電池性能趨勢(shì)進(jìn)行準(zhǔn)確把握，蓄電池在線維護(hù)水平也會(huì)得到顯著提高。2變電站蓄電池遠(yuǎn)程在線維護(hù)技術(shù)分析2.1蓄電池內(nèi)阻在線測(cè)試其技術(shù)原理為：以測(cè)試模塊為單位對(duì)蓄電池組進(jìn)行劃分，之后應(yīng)用直流放電法按照一定順序在每個(gè)單元段內(nèi)進(jìn)行測(cè)試并獲得數(shù)據(jù)。測(cè)試時(shí)主要接線方式仍為四線制接線，需采用多路轉(zhuǎn)換器進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試

4、時(shí)將放電電阻與多路轉(zhuǎn)換器進(jìn)行連接，之后對(duì)單元段內(nèi)各節(jié)蓄電池都進(jìn)行瞬間直流放電檢測(cè)，主要目的在于通過檢測(cè)、記錄蓄電池瞬時(shí)放電電流，明確蓄電池放電前與放電后的壓降變化，在此基礎(chǔ)上依據(jù)歐姆定理對(duì)各節(jié)蓄電池的等效內(nèi)阻進(jìn)行計(jì)算。一般情況下，每個(gè)單元段內(nèi)蓄電池個(gè)數(shù)遠(yuǎn)小于整組蓄電池個(gè)數(shù)，因此單元段內(nèi)各蓄電池放電的動(dòng)作并不受充電裝置浮充電的影響，整套蓄電池內(nèi)阻測(cè)試工作得以順利進(jìn)行。2.2蓄電池組在線放電原理在傳統(tǒng)技術(shù)模式下主要是采用放電負(fù)載儀對(duì)蓄電池組進(jìn)行維護(hù)，但這種維護(hù)方式具有諸多弊端，如維護(hù)量大、維護(hù)花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)、維護(hù)精度低等，整體維護(hù)效果不是十分理想。針對(duì)以上問題提出采用dc/dc升壓的方式替代傳統(tǒng)維護(hù)方

5、式，對(duì)蓄電池進(jìn)行在線核對(duì)性放電維護(hù)。其技術(shù)原理為：當(dāng)蓄電池正常工作時(shí)，蓄電池組直流負(fù)荷工作電源以及浮充電均由充電裝置供給。當(dāng)需用本裝置對(duì)蓄電池放電時(shí)，整個(gè)放電過程都由控制器進(jìn)行控制：首先斷開直流接觸器常閉觸電，dc/dc升壓模塊輸入電壓和輸出電壓疊加；之后將直流負(fù)荷兩端電壓逐漸升高，待dc/dc模塊與蓄電池組端的輸出電壓之和超出充電裝置輸出電壓時(shí)，控制充電裝置停止電流輸出。在完成以上操作后，蓄電池將完全成為直流負(fù)載的電流來源，而控制器則會(huì)自動(dòng)完成放電電流的采集工作。此時(shí)，控制蓄電池呈現(xiàn)出來的狀態(tài)是恒流放電狀態(tài)，在這一狀態(tài)下，工作人員將經(jīng)過計(jì)算得到蓄電池的安時(shí)數(shù)與放電時(shí)間。而放電電流則由控制器負(fù)

6、責(zé)采集，此時(shí)控制蓄電池處于恒流放電狀態(tài)，同時(shí)具體放電時(shí)間與安時(shí)數(shù)將被計(jì)算出來。在蓄電池在線放電過程中，控制器將時(shí)刻發(fā)揮作用確保直流母線電壓永遠(yuǎn)保持可靠穩(wěn)定。2.3系統(tǒng)開發(fā)蓄電池智能在線維護(hù)監(jiān)控管理系統(tǒng)開展的功能主要表現(xiàn)為：對(duì)脈沖除硫、均衡維護(hù)、監(jiān)測(cè)保護(hù)等蓄電池維護(hù)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，可確保蓄電池各節(jié)電池充電更加均衡，蓄電池使用壽命也會(huì)得到延長(zhǎng)，同時(shí)整組電池供電能力也會(huì)得到顯著提高；在工作機(jī)制方面采用多路輸出方法，既能夠避免對(duì)站點(diǎn)其他設(shè)備正常運(yùn)行構(gòu)成威脅，又能夠確保蓄電池維護(hù)效率和效果；對(duì)蓄電池網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能和在線維護(hù)功能有效結(jié)合起來，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控維護(hù)一體化效果；對(duì)蓄電池智能維護(hù)監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)和建立，

7、不但對(duì)蓄電池信息進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化管理，還能夠?qū)π铍姵卦诰€維護(hù)情況和效果進(jìn)行詳細(xì)分析，針對(duì)存在的問題也能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和快速處理。3效果檢查1）在安全方面。為保證成果安全、可靠投入使用，對(duì)各裝置的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，各項(xiàng)數(shù)據(jù)合格100%。本成果在多處現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐應(yīng)用的過程中，效果良好，經(jīng)公司相關(guān)部門認(rèn)證，本成果設(shè)備在安全、質(zhì)量、管理、成本等方面均無負(fù)面影響。2）在經(jīng)濟(jì)方面。成果從2019年8月1日投入使用，截止至2019年8月31日一個(gè)月內(nèi)，直接降成本46.2萬元。一方面解放了人力勞動(dòng)，使廣大工人們從前往變電站較遠(yuǎn)的車程解脫出來，另一方面，降低了等待時(shí)間，減少了人力成本于車輛根本，帶來的經(jīng)濟(jì)效益不可估量。傳統(tǒng)靜

8、態(tài)放電工作路程遠(yuǎn)且流程復(fù)雜，會(huì)造成施工進(jìn)度緩慢，遠(yuǎn)方進(jìn)行靜態(tài)放電工作，保證了運(yùn)維人員工作中設(shè)備及人員的安全性，節(jié)省了車輛、人員時(shí)間，提質(zhì)增效，一個(gè)月內(nèi)共節(jié)省了人員時(shí)間約141.33*196/60=461.68小時(shí)，大大提高了工作效率，帶來的間接經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益不可估量。3）推廣性方面。因?yàn)榛谖锫?lián)網(wǎng)的蓄電池遠(yuǎn)程充放電系統(tǒng)在蓄電池靜態(tài)放電工作上的提升，以及施工現(xiàn)場(chǎng)安裝的便利性，可以在較大范圍內(nèi)代替?zhèn)鞣椒?。而且基于物?lián)網(wǎng)的蓄電池遠(yuǎn)程充放電系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)前端感知，不僅僅可以實(shí)現(xiàn)靜態(tài)放電工作這一個(gè)功能，且小巧方便，可以安裝至各類變電站。因此，基于物聯(lián)網(wǎng)的蓄電池遠(yuǎn)程充放電系統(tǒng)能夠適應(yīng)更多變電站建設(shè)工程的

9、需要，應(yīng)用范圍非常廣泛。4）在功能性方面。及時(shí)掌握各變電站蓄電池的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況及其性能變化趨勢(shì)，快速、準(zhǔn)確、有效地檢測(cè)蓄電池的性能并實(shí)時(shí)掌握蓄電池的運(yùn)行情況，使其運(yùn)行在良好狀態(tài)，使蓄電池得到及時(shí)的維護(hù)和處理。既減輕了運(yùn)行維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，又提高了對(duì)蓄電池性能判斷的準(zhǔn)確性，確保了系統(tǒng)的安全性和可靠性。運(yùn)行維護(hù)人員可以通過本系統(tǒng)實(shí)時(shí)管控直流系統(tǒng)各設(shè)備運(yùn)行情況，及時(shí)得到設(shè)備報(bào)警信息，確保了系統(tǒng)的安全性和可靠性。結(jié)語在對(duì)蓄電池智能維護(hù)管理系統(tǒng)開發(fā)、硬軟件及功能了解以后，將其應(yīng)用到變電站蓄電池維護(hù)管理中可充分發(fā)揮電池性能有效甄別、網(wǎng)絡(luò)化管理等作用，變電站運(yùn)行效果也能得到充分保障。隨著該項(xiàng)系統(tǒng)應(yīng)用不斷成熟，合閘電流、ups供電系統(tǒng)蓄電池也能夠利用這項(xiàng)系統(tǒng)開展維護(hù)管理工作，不僅可以提高電池使用壽命，還能夠提高電池維護(hù)效率和管理水平。參考文獻(xiàn)1劉玉婷.變電站蓄電池在線維護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用d.江蘇大學(xué),2014.2王天宇.智能變電站蓄電池組綜合管理系統(tǒng)探究j.數(shù)字化用戶,2018,24(47):213.3蔡明,伍太萍,姚文昊,等.變電站蓄電池遠(yuǎn)程在線維護(hù)管理系統(tǒng)研究及應(yīng)用j.