通信蓄電池的遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

肖文

摘要：智能化運(yùn)維管理是目前國(guó)內(nèi)電力通信系統(tǒng)的主要改革方向，對(duì)通信蓄電池的遠(yuǎn)程運(yùn)維管理則是實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)設(shè)備在線智能化管理的重要條件。通信蓄電池的遠(yuǎn)程在線充放電技術(shù)的應(yīng)用能夠顯著提升通信設(shè)備的能源支持穩(wěn)定性，提升通信系統(tǒng)日常運(yùn)維效率。本文正是以通信蓄電池的遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)設(shè)計(jì)作為研究?jī)?nèi)容。重點(diǎn)針對(duì)電池在線監(jiān)測(cè)、電池遠(yuǎn)程充放電、電池?zé)o隙跨接等功能模塊的功能實(shí)現(xiàn)及設(shè)計(jì)思路進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：通信蓄電池;遠(yuǎn)程充放電;系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

傳統(tǒng)通信系統(tǒng)電池組的管理系統(tǒng)主要靠設(shè)立各個(gè)獨(dú)立實(shí)體管理環(huán)節(jié)，通過對(duì)人工的統(tǒng)一調(diào)度，實(shí)現(xiàn)電池狀態(tài)的監(jiān)測(cè)、記錄、運(yùn)維工作。這種電池組管理方式效率低下、且不易保存電池組運(yùn)維數(shù)據(jù)，整體運(yùn)維工作人力成本較高。鑒于這一情況，有必要對(duì)傳統(tǒng)電池組管理系統(tǒng)進(jìn)行智能化改革，實(shí)現(xiàn)電池組狀態(tài)的遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)，對(duì)各電池組運(yùn)作狀態(tài)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)控。因此，本文即分析了通信蓄電池的遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)理念和各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)思路。

一、通信蓄電池遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念

（一）系統(tǒng)功能及設(shè)計(jì)目的

針對(duì)當(dāng)前我國(guó)傳統(tǒng)通信設(shè)備人工運(yùn)維工作的各類問題和系統(tǒng)缺陷，設(shè)計(jì)通信蓄電池的遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)旨在實(shí)現(xiàn)通信設(shè)備能源支持系統(tǒng)的運(yùn)維工作效率。為通信系統(tǒng)整體智能化管理提供遠(yuǎn)程在線管理基礎(chǔ)。因此，可將通信蓄電池的遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的明確為三個(gè)方面：首先，能夠切實(shí)的解決傳統(tǒng)人工電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的缺陷。其次，能夠?qū)崿F(xiàn)通信蓄電池運(yùn)維工作與通信系統(tǒng)整體智能化管理系統(tǒng)的信息橋接，為實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)的智能化管理提供必要數(shù)據(jù)支持。最后，能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)通信系統(tǒng)之間的電池能源調(diào)配管理智能化，使得整個(gè)通信系統(tǒng)蓄電池能源供應(yīng)更為穩(wěn)定。

從設(shè)計(jì)目的分析，通信蓄電池的遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)必然要實(shí)現(xiàn)對(duì)電池狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)功能，同時(shí)要實(shí)現(xiàn)通信蓄電池的遠(yuǎn)程智能充放電功能。最后還要依據(jù)各個(gè)電池運(yùn)作狀態(tài)以及運(yùn)作環(huán)境的在線監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)通信系統(tǒng)的蓄電池的無隙跨接功能。

（二）系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

通信蓄電池的遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先要本著可行性原則，要從整個(gè)通信系統(tǒng)的運(yùn)維輔助體系智能化角度出發(fā)，實(shí)現(xiàn)通信蓄電池的智能化監(jiān)測(cè)、運(yùn)維工作，使得通信蓄電池運(yùn)維工作不會(huì)與整體系統(tǒng)的運(yùn)維輔助體系產(chǎn)生沖突，能夠與其他運(yùn)維輔助體系的工作相互配合，共同保障整體通信系統(tǒng)運(yùn)作的安全和穩(wěn)定。其次，要堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)性原則。即在保障通信蓄電池的遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)基本功能實(shí)現(xiàn)和整體運(yùn)維輔助系統(tǒng)可行性的前提下，也要盡可能的節(jié)省通信蓄電池日常運(yùn)維工作的人力成本和初始遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)的搭建成本，并從適用范圍以及使用期限角度，盡可能的提升通信蓄電池的遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)的實(shí)用性。

二、通信蓄電池遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)

（一）電池實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能

電池的在線監(jiān)測(cè)功能實(shí)現(xiàn)需要對(duì)電池組工作狀態(tài)及工作環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。即可以通過在通信系統(tǒng)智能終端體系中構(gòu)建電池組在線監(jiān)測(cè)模塊，對(duì)電池組中各個(gè)蓄電池的電池電量及內(nèi)阻情況進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，并能夠?qū)⒈O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過無線通信的方式，實(shí)時(shí)反饋給智能終端，智能終端通過數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和預(yù)處理，向電池遠(yuǎn)程充放電功能模塊發(fā)布電池狀態(tài)調(diào)控指令。

（二）遠(yuǎn)程充放電功能

遠(yuǎn)程充放電功能是在電池實(shí)時(shí)監(jiān)控功能科學(xué)實(shí)現(xiàn)的前提下進(jìn)行的，其對(duì)電池組運(yùn)作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)依賴較大。通過遠(yuǎn)程監(jiān)控電池組內(nèi)部各個(gè)蓄電池的容量、電壓及內(nèi)阻狀況，通過智能終端的數(shù)據(jù)分析，判斷蓄電池內(nèi)部放電是否達(dá)到預(yù)設(shè)定值。當(dāng)蓄電池電量低于設(shè)定值時(shí)，有智能終端向遠(yuǎn)程充放電模塊發(fā)出充電準(zhǔn)備指令，再通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充放電操作現(xiàn)狀，遠(yuǎn)程控制斷開或閉合充放電開關(guān)。

圖1 蓄電池遠(yuǎn)程充放電模組實(shí)現(xiàn)原理圖

在電池組日常運(yùn)作狀態(tài)下，1/2/4/5號(hào)開關(guān)處于閉合狀態(tài)，3/6號(hào)開關(guān)處于斷開狀態(tài)。要進(jìn)行充放電操作時(shí)，先斷開1號(hào)開關(guān)，監(jiān)測(cè)電池組工作狀態(tài)，狀態(tài)穩(wěn)定的情況下，斷開2號(hào)開關(guān)，當(dāng)智能終端收到1/2號(hào)開關(guān)同時(shí)斷開的狀態(tài)下，接通3號(hào)開關(guān)，蓄電池進(jìn)行充放電操作，當(dāng)電池容量帶到設(shè)定值時(shí)，首先斷開，3號(hào)開關(guān)，進(jìn)一步監(jiān)測(cè)電池容量、電壓、內(nèi)阻等狀態(tài)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)一切正常的情況下，閉合2號(hào)開關(guān)，監(jiān)測(cè)蓄電池電壓是否穩(wěn)定，當(dāng)蓄電池電壓及內(nèi)阻趨于正常后，再閉合1號(hào)開關(guān)。通過這樣有序的遠(yuǎn)程控制監(jiān)測(cè)開關(guān)和充放電開關(guān)，平穩(wěn)實(shí)現(xiàn)蓄電池的遠(yuǎn)程充放電功能。

（三）電池?zé)o隙跨接功能

通信設(shè)備一般與需要電池容量規(guī)格各不相同的電池組來實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)，當(dāng)電池組中單個(gè)電池出現(xiàn)內(nèi)阻異常等問題時(shí)，就需要及時(shí)啟用備用電源，避免電池組中其他電池運(yùn)作狀態(tài)受到影響。要想實(shí)現(xiàn)故障電池與備用電池之間的無隙跨接，就需要通過對(duì)整個(gè)電池組的電池狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過智能終端分析各個(gè)電池組的整體運(yùn)作狀態(tài)，快速找到出現(xiàn)性能異常的電池位置。同時(shí)還需要提前在設(shè)計(jì)電池組電流通道時(shí)，就需要提前在電池組回路中預(yù)留出可調(diào)節(jié)電壓、電阻的電流通道，并通過在備用電流通道中添加監(jiān)測(cè)模組和遠(yuǎn)程控制模組，實(shí)現(xiàn)備用電流通道的遠(yuǎn)程調(diào)控。這樣當(dāng)電池組中有電池出現(xiàn)性能異常時(shí)，能夠通過遠(yuǎn)程控制電池開關(guān)的方式，切斷性能異常電池與電池組回路聯(lián)系的同時(shí)，實(shí)時(shí)通過備用電流通道接入備用可調(diào)節(jié)電壓、電阻的備用電源。而這整個(gè)過程中，都較為依賴蓄電池站與廠站終端之間的無線通信質(zhì)量，考慮到通信系統(tǒng)電池組管理信息的復(fù)雜性，可以使用SDH等光傳輸網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)建下協(xié)調(diào)蓄電池站與廠站終端之間的信息傳播通道。

結(jié)論

隨著我國(guó)變電站的規(guī)模化改組模式的不斷推進(jìn)，使得電力通信網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備不斷增加，通信網(wǎng)絡(luò)的電源設(shè)置也越來越復(fù)雜，這也導(dǎo)致傳統(tǒng)的人工電池組管理模式已經(jīng)不能滿足規(guī)模較大的變電站通信網(wǎng)絡(luò)的電能供應(yīng)需求。鑒于這一情況，本文通過分析通信蓄電池遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的以及基本功能，結(jié)合目前變電站通信網(wǎng)絡(luò)智能化管理技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了通信蓄電池遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)中電池組運(yùn)作狀態(tài)監(jiān)測(cè)、蓄電池遠(yuǎn)程充放電、電池?zé)o隙跨接三大功能模塊的設(shè)計(jì)思路。

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