可遠(yuǎn)程控制充放電的蓄電池在線維護(hù)管理系統(tǒng)

陳殿欣++郭闖++陳抒珉

摘 要針對(duì)蓄電池維護(hù)管理的遠(yuǎn)程控制需求，本文對(duì)能夠采用智能并網(wǎng)逆變方式對(duì)蓄電池進(jìn)行核對(duì)性放電管理的系統(tǒng)進(jìn)行了研究，對(duì)系統(tǒng)的應(yīng)用需求、架構(gòu)組成和功能展開了分析，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)蓄電池的在線監(jiān)測(cè)、內(nèi)阻測(cè)試、遠(yuǎn)程核對(duì)性放電管理和主動(dòng)均衡維護(hù)，能夠滿足蓄電池的管理需求。

【關(guān)鍵詞】智能并網(wǎng) 遠(yuǎn)程控制充放電技術(shù) 蓄電池 在線維護(hù)管理系統(tǒng)

在電力通信系統(tǒng)中，蓄電池為重要的設(shè)備之一。所以，能否加強(qiáng)蓄電池的維護(hù)管理，將直接關(guān)系到系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量。在過去，采用傳統(tǒng)蓄電池在線維護(hù)管理方式難以確定電池組的實(shí)際容量，所以會(huì)導(dǎo)致蓄電池出現(xiàn)未能及時(shí)充電或過充的問題，繼而影響到蓄電池的使用壽命。而采用基于智能并網(wǎng)遠(yuǎn)程控制充放電技術(shù)的蓄電池在線維護(hù)管理系統(tǒng)，則能實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的遠(yuǎn)程在線維護(hù)管理。因此，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)該系統(tǒng)的研究，以便更好的進(jìn)行系統(tǒng)的應(yīng)用推廣。

1 智能并網(wǎng)遠(yuǎn)程控制充放電技術(shù)概述

在電力通信系統(tǒng)中，還要對(duì)蓄電池組可備用時(shí)間和容量進(jìn)行檢驗(yàn)，并定期對(duì)蓄電池開展充放電測(cè)試，以確保系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。而在蓄電池在線維護(hù)管理過程中，利用智能并網(wǎng)遠(yuǎn)程控制充放電技術(shù)，能夠使以往采用電阻箱進(jìn)行蓄電池組核對(duì)性放電維護(hù)出現(xiàn)的電池過充或充電不及時(shí)的問題得到解決，繼而實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池高效化和智能化管理。因此在進(jìn)行蓄電池在線維護(hù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，還要在系統(tǒng)核對(duì)性放電單元中引入并網(wǎng)逆變器，以便同時(shí)采用先進(jìn)方法和傳統(tǒng)方法進(jìn)行蓄電池組的維護(hù)，繼而使蓄電池充放電控制變得更加可靠，并且逐漸向智能化和高效化的方向發(fā)展。

2 基于智能并網(wǎng)遠(yuǎn)程控制充放電技術(shù)的蓄電池在線維護(hù)管理系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)應(yīng)用需求

研究基于智能并網(wǎng)遠(yuǎn)程控制充放電技術(shù)的蓄電池在線維護(hù)管理系統(tǒng)，其實(shí)是為了使以往采用電阻箱進(jìn)行蓄電池組核對(duì)性放電維護(hù)出現(xiàn)的電池過充或充電不及時(shí)的問題得到解決。具體來講，就是采用智能在線維護(hù)管理系統(tǒng)完成蓄電池運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)性能不佳的單節(jié)電池，然后通過遠(yuǎn)程充放電測(cè)試確定電池組實(shí)際容量，并對(duì)其可備用時(shí)間進(jìn)行確認(rèn)，進(jìn)而使系統(tǒng)運(yùn)行更加可靠。為滿足這一需求，還要通過模塊化的設(shè)計(jì)完成系統(tǒng)構(gòu)建，以確保系統(tǒng)擁有完善的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)蓄電池的遠(yuǎn)程在線維護(hù)管理。

2.2 系統(tǒng)組成分析

分析系統(tǒng)組成可以發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)由主站和分站構(gòu)成，主站負(fù)責(zé)進(jìn)行各分站系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，由監(jiān)控工作站及系統(tǒng)服務(wù)器構(gòu)成。通過系統(tǒng)主站平臺(tái)，操作人員則可以對(duì)系統(tǒng)各項(xiàng)蓄電池核對(duì)性放電過程進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，從而為系統(tǒng)檢修維護(hù)提供便利。在服務(wù)器上，需完成基于智能并網(wǎng)遠(yuǎn)程控制充放電技術(shù)的蓄電池在線維護(hù)管理系統(tǒng)的安裝，監(jiān)控站需完成系統(tǒng)客戶端軟件的安裝，從而對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控。分站系統(tǒng)由在線監(jiān)測(cè)單元、邏輯控制單元、集控單元、在線維護(hù)單元、智能并網(wǎng)放電單元構(gòu)成，能夠?qū)π铍姵氐倪\(yùn)行展開實(shí)時(shí)監(jiān)控，并完成核對(duì)性放電過程的控制管理。在分站系統(tǒng)中，監(jiān)測(cè)單元能夠進(jìn)行蓄電池運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)采集，并對(duì)在線內(nèi)阻進(jìn)行功能測(cè)試，并完成蓄電池的主動(dòng)均衡維護(hù)；集控單元負(fù)責(zé)進(jìn)行各分站數(shù)據(jù)的處理、傳輸和管理；并網(wǎng)放電單元能夠?qū)崿F(xiàn)核對(duì)性放電；邏輯單元能夠進(jìn)行放電維護(hù)管理。從系統(tǒng)硬件構(gòu)成上來看，主要采用插板式結(jié)構(gòu)進(jìn)行硬件設(shè)備采用，以滿足系統(tǒng)簡單維護(hù)需求。在軟件應(yīng)用方面，為滿足系統(tǒng)交互友好性需求，采用了圖形化顯示操作界面。在組網(wǎng)方面，系統(tǒng)采用IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)主站與分站的連接，并采用RS232/485/TCP通信方式進(jìn)行分站各單元連接，從而利用動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)系統(tǒng)擴(kuò)展性和兼容性。

2.3 系統(tǒng)功能分析

2.3.1 在線監(jiān)測(cè)功能

對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，利用系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)軟件和設(shè)備，能夠?qū)π铍姵亟M充放電情況、電壓、溫度和單體電池電壓等參數(shù)進(jìn)行采集，從而對(duì)蓄電池狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。利用信號(hào)變換傳感器，系統(tǒng)就能完成蓄電池運(yùn)行物理量的采集，并將得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后傳輸給集控單元進(jìn)行處理。

2.3.2 在線內(nèi)阻測(cè)試功能

采用以往的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行蓄電池電壓等參數(shù)的測(cè)量，電池組連接容易出現(xiàn)壓降，從而導(dǎo)致測(cè)量誤差增加。而采用在線維護(hù)管理系統(tǒng)，能夠利用在線內(nèi)組測(cè)試的方法對(duì)各節(jié)電池的電壓、內(nèi)阻、性能、溫度、組端電壓和充放電等數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，并且模塊能夠利用RS485與各傳感器和監(jiān)控主機(jī)連接，所以能夠?qū)⑿畔⒓皶r(shí)反饋給主機(jī)，進(jìn)而對(duì)蓄電池運(yùn)行狀態(tài)作出準(zhǔn)確判斷。

2.3.3 遠(yuǎn)程核對(duì)性放電功能

利用科學(xué)的蓄電池剩余容量模型，系統(tǒng)則能完成電池組容量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。而在對(duì)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程核對(duì)性放電功能進(jìn)行運(yùn)用時(shí)，還要完成總電壓、放電時(shí)間、單體電壓和放電容量這四個(gè)放電終止條件的設(shè)定。一旦達(dá)到其中任一條件，系統(tǒng)會(huì)終止電池組放電。而在對(duì)蓄電池進(jìn)行核對(duì)性放電時(shí)，系統(tǒng)邏輯控制單元可以通過將電池組與智能并網(wǎng)放電裝置間的直流接觸器閉合，將蓄電池組直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并輸出到電網(wǎng)以實(shí)現(xiàn)放電。如果交流電網(wǎng)出現(xiàn)異常或故障，放電裝置也能借助保護(hù)電路將交流輸出切斷，從而使放電過程得到及時(shí)終止，繼而使設(shè)備得以安全運(yùn)行。

2.3.4 主動(dòng)均衡維護(hù)功能

系統(tǒng)在對(duì)蓄電池進(jìn)行在線維護(hù)管理時(shí)，會(huì)根據(jù)蓄電池狀態(tài)進(jìn)行主動(dòng)均衡維護(hù)。具體來講，就是在蓄電池處于浮沖狀態(tài)的條件下，系統(tǒng)會(huì)主動(dòng)進(jìn)行各單體電池電壓的巡檢，然后對(duì)電壓值低于設(shè)定值的電池進(jìn)行脈沖式充電。針對(duì)存在過充問題的電池，系統(tǒng)則會(huì)進(jìn)行放電，從而使電池組保持電壓均衡。而通過均衡維護(hù)，則能使每節(jié)電池保持較好的活性狀態(tài)。

3 結(jié)論

通過研究可以發(fā)現(xiàn)，采用基于智能電網(wǎng)遠(yuǎn)程控制充放電技術(shù)的蓄電池在線維護(hù)管理系統(tǒng)，不僅能夠滿足電力通信的蓄電池管理需求，同時(shí)也能更好的實(shí)現(xiàn)蓄電池的維護(hù)管理。利用該系統(tǒng)，能夠?qū)π铍姵氐臓顟B(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過在線內(nèi)阻測(cè)試、遠(yuǎn)程核對(duì)性放電和主動(dòng)均衡維護(hù)實(shí)現(xiàn)蓄電池的智能化維護(hù)和管理，進(jìn)而使蓄電池管理存在的問題得到解決。

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作者單位

1.國網(wǎng)江蘇省電力公司南京供電公司 江蘇省南京市 210019

2.南京工程學(xué)院 江蘇省南京市 211167