基于互相關原理的變電站蓄電池內阻檢測仿真分析

劉源晶

摘 要：變電站的安全穩定運行離不開可靠的操作電源，目前大多采用蓄電池組作為站內備用或不間斷應急電源。蓄電池性能關系到電網安全，因此必須監測蓄電池性能，其中內阻就是評估其性能好壞的重要指標參數。本文提出了一種基于互相關原理的內阻檢測方法，并進行了仿真分析，仿真結果表明，該法能有效抑制干擾，實現對蓄電池內阻的精確測量。

關鍵詞：蓄電池；內阻；互相關原理

中圖分類號：TH74 文獻標識碼：A

1 引言

蓄電池作為電力控制系統中的后備直流電源，其性能直接關系到電網的安全穩定可靠運行。長期運行的蓄電池可能會干涸發熱、漏液、欠充、過放、極板巖化、內阻增大，進而迅速失效，嚴重威脅電網安全，因此，必須監測蓄電池性能，而內阻就是評估其性能好壞的重要指標參數。蓄電池內阻與蓄電池容量有著密切的關系，根據內阻的大小可以判斷電池的性能。本文提出一種系統實現簡單、抗干擾能力強，測量精度高的蓄電池內阻測試方法。

2 基于互相關原理的內阻測試法原理

互相關函數是用于度量兩個隨機函數相關性的函數，如果兩個隨機函數是相互獨立的，互相關函數為值等于兩個隨機函數平均值積的常數，如噪聲和信號的互相關函數為0；若兩個隨機函數具有相同的頻率時，可提取有效信號。如圖1所示是互相關原理法測內阻原理框圖，恒流交流源注入蓄電池后，通過帶通濾波器從蓄電池兩端提取相應頻率的電壓信號Us，經電阻Rr檢測電流信號，并經過轉化后形成與電流同頻率同相位的方波信號Ur作為參考信號。

3 仿真分析

當注入電流是頻率為1kHz的正弦電流，參考信號是頻率為1kHz的標準方波，設θ為3.6°，其仿真結果如圖所示，其中，圖2為提取的電壓信號，圖3為互相關函數分離出的直流信號。

由于實際檢測中會有噪音，若假設檢測到的電壓伴有噪音，如圖2所示中紫色部分，當噪音為信號的30%時仿真結果如圖3紫色部分所示。

從圖3比較看，濾波穩定后，伴有噪音的信號與理想信號得出的直流分量基本相同，即使在噪音為信號的30%時，也表現平穩，基于互相關原理的內阻測量法能有效的抑制測量過程中的各種噪音，從而提高了檢測精度。

結論

本文設計了基于互相關基于互相關原理的內阻檢測方法，仿真結果表明，該法不需要注入大電流，能較強的抑制測量噪音，有效提高測量精度，是一種不損傷蓄電池的可靠內阻測量方法。

參考文獻

[1]江莉.閥控式密封鉛酸蓄電池在線監測系統的研究[D].武漢理工大學，2007.