一種電力系統蓄電池智能在線維護系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種電力系統蓄電池智能在線維護系統，包括蓄電池智能在線充放電系統、蓄電池智能在線養護儀和蓄電池在線維護系統網管平臺。本發明實現了在線養護提升電池容量+遠程實時監控隨時掌控電池性能的變化；對已產生硫化的電池消除硫化、提升容量；對均勻性差的電池組在線均衡，提高了電池均勻性。本發明實現了遠程放電，站點安裝蓄電池智能充放電系統，可通過網管實施放電操作對蓄電池進行放電測試，準確核定電池容量；網絡化實時監控：實時監控每個機房蓄電池性能的變化，根據網管平臺提供的數值、曲線、柱狀圖等豐富數據內容直觀的看到電池性能的變化，從而實現蓄電池的遠程數字化維護，及時發現問題有效減少了維護工作量。
【專利說明】-種電力系統蓄電池智能在線維護系統
【技術領域】
[0001] 本發明屬于蓄電池維護【技術領域】，尤其設及一種電力系統蓄電池智能在線維護系 統。
【背景技術】
[0002] 無論是電力通訊、合閩電源、無人值守變電站、WS供電系統，一旦蓄電池發生故障 將會嚴重影響電網的安全穩定運行。目前電力系統電池組大都是2V或12V單體串聯形成。
[0003] 電池劣化速度太快，實際使用壽命遠比理論設計的壽命要短，電池串越長，電池劣 化速度越快，該種現狀導致對電池的性能無法掌控，只能采取有問題就更換的辦法，該無疑 給運營帶來巨大的成本投入，而且存在極大的安全隱患。
[0004] 電池劣化速度太快，實際使用壽命遠比理論設計的壽命要短；電池串越長，電池劣 化速度越快；維護工作量大，亟待有一簡單可靠的維護思路；
[0005] 電池都有自放電現象，整流模塊輸出的恒定浮充電壓加載在電池組兩端，形成的 環流W補充電池的自放電，但是每節電池的自放電電流不同，整流器形成的環流對每節電 池而言是相同的，自放電電流大的單體電池必然容量下跌快（自放電電流大于整流器環 流），該種小電流長期自放電又沒有充電的可能，必然導致電池硫化、內阻增大、容量下跌， 各單體電池長期浮充中差異逐漸拉大，各單體電池差異性越大在恒壓浮充狀態下劣化越 快，該種惡性循環導致電池快速劣化。
[0006] 硫化的電池即使提高充電電壓也無法使其容量恢復，要想有效消除電池劣化現 象，唯一的出路就是減少電池組中各單節電池電壓運行的差異，使各節電池的特性趨于一 致，電池均勻性提高了，電池硫化的可能性就會大大降低，電池的使用壽命自然延長。
[0007] 由于影響蓄電池劣化的因素很多，要想從根源上完全杜絕難度極大，不僅需要投 入大量的人力、物力，且蓄電池本身作為備電系統，往往需要犧牲自身的性能來確保站點設 備穩定安全運行，因此過放電、頻繁放電等現象想要完全避免也不現實。
【發明內容】
[000引本發明實施例的目的在于提供一種電力系統蓄電池智能在線維護系統，旨在解決 電池劣化速度太快，實際使用壽命遠比理論設計的壽命要短；電池串越長，電池劣化速度越 快；維護工作量大的問題。
[0009] 本發明實施例是該樣實現的，一種電力系統蓄電池智能在線維護系統，該電力系 統蓄電池智能在線維護系統包括；蓄電池智能在線充放電系統、蓄電池智能在線養護儀和 蓄電池在線維護系統網管平臺；
[0010] 蓄電池智能在線充放電系統，用于可對電池進行遠程放電測試功能；
[0011] 蓄電池智能在線養護儀，用于起到對電池在線養護、采集電池關鍵參數的作用，采 集到的數據主要包括蓄電池組端電壓、各單體電池電壓、環境溫度、站點供電狀態等；采集 到的數據通過有線方式或無線方式將數據上傳至網絡維護監控中屯、的服務器端；
[0012] 蓄電池在線維護系統網管平臺，接收服務器端發送的數據，通過網頁瀏覽的方式 即可查看各個站點蓄電池的實時數據，而一旦出現停電告警時，短信發布平臺將向維護人 員發送告警短信。
[0013] 進一步，蓄電池智能在線充放電系統包括；交流檢測和控制模塊、蓄電池容量測試 模塊兩部分組成；
[0014] 交流檢測和控制模塊，用于控制蓄電池容量測試模塊與蓄電池的連接狀態；
[0015] 蓄電池容量測試模塊，與交流檢測和控制模塊連接，用于實現蓄電池放電容量測 試試驗。
[0016] 進一步，蓄電池智能在線充放電系統的安裝調試操作步驟如下：
[0017] 步驟一，進入現場指定安裝機柜旁邊，觀察走線走向后，確定系統安裝機架離地面 高度；
[001引步驟二，將蓄電池智能在線除硫一體儀、交流檢測和控制模塊和蓄電池容量測試 模塊進行安裝固定，安裝固定的順序自底向上依次為交流檢測和控制模塊、蓄電池容量測 試模塊、蓄電池智能在線除硫一體儀；
[0019] 步驟=，開始下線，包括采樣線和電池電纜線長度；
[0020] 步驟四，將采樣線和電池電纜線依現場綁扎方式綁扎整齊，做采樣線線鼻和電池 電纜線鼻；
[0021] 步驟五，將整流器母排上的正負輸出接至交流檢測和控制模塊的整流器引入端， 從交流檢測和控制模塊的蓄電池引入端接至對應電池組的正負極；
[0022] 步驟六，熱割接使用100A專用夾錯將需要割接的電纜進行短接，整流模塊和電池 極柱，正負極分別逐一進行，確保突然停電后蓄電池依然正常供電，避免故障發生；
[0023] 步驟走，割接完畢確定測量所有的采樣和電池電纜接線正確性；
[0024] 步驟八，打開工作電源，進行設備調試、配網；
[0025] 步驟九，網管軟件進行功能逐一測試；
[0026] 步驟十，測試完畢，打掃現場。
[0027] 進一步，蓄電池智能監測在線均衡除硫一體儀采用脈沖除硫一均衡充電一檢測保 護的=階段處理方式，該=個過程分時循環進行，=個過程的具體工作方式和作用描述如 下：
[002引脈沖除硫：對單節電池分別施加除硫脈沖，恢復電池的基本特性；
[0029] 均衡充電；對各節電池分別均衡充電，每節電池電壓不同，對電池充電電流也就不 同，充電電流0-4A的變化，均衡性差的電池組，電流差異越大；
[0030] 檢測保護；檢測電壓，檢測到單節電壓為設備輸出電壓時自動終止循環進程。
[003U 進一步，脈沖除硫階段采用特有的電子脈沖掃頻振蕩技術，利用動態輸出脈沖中 豐富的高次諧波分量與大的硫酸鉛結晶體發生共振，使硫酸鉛結晶擊碎溶解為小硫酸鉛結 晶，通過充電過程恢復為活性物質的方法。
[0032] 進一步，蓄電池在線維護系統網管平臺，
[0033] 本發明提供的電力系統蓄電池智能在線維護系統，由蓄電池智能在線充放電系 統、蓄電池智能在線養護儀和蓄電池在線維護系統網管平臺；本發明實現了在線養護提升 電池容量+遠程實時監控隨時掌控電池性能的變化；對已產生硫化的電池消除硫化、提升 容量；對均勻性差的電池組在線均衡，提高了電池均勻性。本發明實現了遠程放電，站點安 裝蓄電池智能充放電系統，可通過網管實施放電操作對蓄電池進行放電測試，準確核定電 池容量；網絡化實時監控：實時監控每個機房蓄電池性能的變化（精細到每節單體電池）， 根據網管平臺提供的數值、曲線、柱狀圖等豐富數據內容直觀的看到電池性能的變化，從而 實現蓄電池的遠程數字化維護，及時發現問題有效減少維護工作量。
[0034] 本發明的蓄電池智能在線充放電系統是一套具備蓄電池遠程放電容量測試功能 和充電監測功能的蓄電池維護設備。通過該系統的使用，可實現通過網管平臺對蓄電池進 行在線充放電實驗，從而達到核定蓄電池容量、對蓄電池充放電全過程進行監測的目的；實 現了蓄電池充放電過程的全自動控制，避免了 W往蓄電池容量測試時繁瑣的接線工作；更 重要的是，該系統具備完整的硬件安全防護措施，整個充放電過程無需人員值守，極大的減 輕了維護人員在電池容量核定時的工作量，有效提高了工作效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035] 圖1是本發明實施例提供的電力系統蓄電池智能在線維護系統結構示意圖；
[0036] 圖2是本發明實施例提供的蓄電池智能在線充放電系統的工作原理示意圖；
[0037] 圖3是本發明實施例提供的蓄電池智能監測在線均衡除硫一體儀的網絡架構示 意圖；
[003引圖中：1、蓄電池智能在線充放電系統；2、蓄電池智能在線養護儀；2-1、交流檢測 和控制模塊；2-2、蓄電池容量測試模塊；3、蓄電池在線維護系統網管平臺。
【具體實施方式】
[0039] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，W下結合實施例，對本發明 進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用W解釋本發明，并不用于 限定本發明。
[0040] 下面結合附圖及具體實施例對本發明的應用原理作進一步描述。
[0041] 如圖1所示，本發明實施例的電力系統蓄電池智能在線維護系統主要由；蓄電池 智能在線充放電系統1、蓄電池智能在線養護儀2和蓄電池在線維護系統網管平臺3 ;
[0042] 蓄電池智能在線充放電系統1，用于可對電池進行遠程放電測試功能；
[0043] 蓄電池智能在線養護儀2,與蓄電池智能在線充放電系統1連接，用于起到對電池 在線養護、采集電池關鍵參數的作用，采集到的數據主要包括蓄電池組端電壓、各單體電池 電壓、環境溫度、站點供電狀態等；采集到的數據通過有線方式或無線方式將數據上傳至網 絡維護監控中屯、的服務器端；蓄電池智能在線養護儀2采用蓄電池智能在線監測除硫一體 儀；
[0044] 蓄電池在線維護系統網管平臺3,與蓄電池智能在線充放電系統1和蓄電池智能 在線養護儀2連接，接收服務器端發送的數據，通過網頁瀏覽的方式即可查看各個站點蓄 電池的實時數據，而一旦出現停電告警時，短信發布平臺將向維護人員發送告警短信。
[0045] 采集到的數據通過有線方式或無線方式將數據上傳至網絡維護監控中屯、的服務 器端；服務器端包含蓄電池在線維護系統網管平臺3并安裝有蓄電池智能在線維護系統網 絡管理平臺和告警短信發布平臺，維護人員只需通過網頁瀏覽的方式即可查看各個站點蓄 電池的實時數據，而一旦出現停電告警時，短信發布平臺將向維護人員發送告警短信。安裝 有蓄電池智能在線維護系統網絡管理平臺和告警短信發布平臺，維護人員只需通過網頁瀏 覽的方式即可查看各個站點蓄電池的實時數據，而一旦出現停電告警時，短信發布平臺將 向維護人員發送告警短信。
[0046] 本發明可實現W下各項功能：
[0047] 蓄電池組各項參數實時精細化網絡監控（可監測到電池組內各個單體）；
[0048] 電池故障的及時告警；
[0049] 準確甄別電池劣化程度，提前預警劣態單體電池；
[0化0] 蓄電池在線智能除硫活化維護，消除電池劣化，提升電池實有容量；
[0051] 在線主動均衡提高單體電池的內阻均勻性，延長蓄電池運行壽命；
[0化2] 遠程控制蓄電池在線充放電；
[0化3] 如圖2所示，蓄電池智能在線充放電系統1包括；交流檢測和控制模塊2-1、蓄電 池容量測試模塊2-2兩部分組成；
[0化4] 交流檢測和控制模塊2-1，用于控制蓄電池容量測試模塊2-1與蓄電池的連接狀 態；
[0055] 蓄電池容量測試模塊2-2,用于實現蓄電池放電容量測試試驗；
[0化6] -、圖中，虛線框為交流檢測和控制模塊2-1 ;正常工作時，該模塊內部的直流接 觸器處于常閉節點，即節點A與B處于連通狀態；此時，蓄電池容量測試模塊與蓄電池處于 脫離狀態；
[0057] 需要進行蓄電池容量測試時，只需點擊網管上的"遠程放電"按鈕并設定放電各項 參數后，蓄電池智能在線監測除硫一體儀收到該控制指令后，立即控制交流檢測和控制模 塊內的直流接觸器動作，使節點A與C處于連通狀態，從而使該組電池脫離系統，并控制蓄 電池容量測試模塊開始工作，進行蓄電池放電容量測試試驗，放電過程全程檢測電池放電 電流，并通過蓄電池容量測試模塊實時進行控制，W保證放電全程蓄電池均處于恒流放電 狀態，使蓄電池容量測試更加穩定和精準；
[005引需要手動終止放電時，只需點擊網管上的"停止放電"功能，當蓄電池智能在線監 測除硫一體儀收到該控制指令后，控制蓄電池容量測試模塊停止工作，將該組蓄電池并回 供電系統，由開關電源開始對蓄電池充電，并全程檢測電池充電時的各項參數，從而完成對 蓄電池的在線充電監測功能；
[0化9] 此外，交流檢測和控制模塊內部的續流電路可保證負載供電的安全：即當該組電 池處于放電狀態時，如果發生交流斷電或其他原因導致整流器失電，則電池直接通過續流 回路無縫隙向站點實際負載提供電源支持，同時，系統檢測到交流故障后，立即控制交流檢 測和控制模塊內部的直流接觸器動作，使節點A與B接通，使電池與蓄電池容量測試模塊脫 離，回到正常狀態；
[0060] 各項控制和保護功能
[0061] 1)完備的放電自動停止條件
[0062] 在系統對蓄電池進行放電過程開始前，首先需要對放電過程中的各項參數進行設 定：
[0063] 放電電流：蓄電池放電時的放電電流值；
[0064] 放出容量；即蓄電池需要放出的容量值，當放電過程中蓄電池放出容量達到此值 后，放電過程自動終止；
[00化]端電壓截止值：蓄電池總電壓截止值；當放電過程中蓄電池端電壓降至此值后， 放電過程自動終止；
[0066] 單體電壓截止：蓄電池單體電池電壓截止值；當放電過程中蓄電池組中任意一節 單體電池電壓降至此值后，放電過程終止；
[0067] 溫度上限截止（軟件防護）；環境溫度截止值；當放電過程中設備所處環境溫度超 過此值后，放電過程自動終止；
[0068] 放電時長；蓄電池放電時間截止值；當蓄電池放電總時長達到此值后，放電過程 自動終止；
[0069] 在放電過程中，當系統檢測到放出容量、放電時間、端電壓截止、單體電壓截止、任 意一項達到預設值后，設備將自動停止放電，實現自動停機；
[0070] 2)網絡斷線保護功能
[0071] 在系統對蓄電池進行放電時，一旦出現網絡故障，則設備將與網管平臺無法通訊， 為防止意外發生，當出現網絡故障超過3分鐘時，設備將自動停止放電過程；
[0072] 3)交流斷電故障保護功能
[007引在系統對蓄電池進行放電時，一旦出現交流故障，則整流器失電，負載設備將無法 工作，為防止該一情況發生，系統一旦檢測到交流故障，立即停止放電，蓄電池并回供電系 統，W保證負載設備的正常運行；
[0074] 4)過溫保護功能（硬件防護）
[0075] 系統放電過程中，一旦檢測到設備溫度超過設定值后，立即停止放電，W避免因設 備過熱發生事故；
[0076] 二、操作須知
[0077] 1)、型號說明 [007引
【權利要求】
1. 一種電力系統蓄電池智能在線維護系統，其特征在于，該電力系統蓄電池智能在線 維護系統包括；蓄電池智能在線充放電系統、蓄電池智能在線養護儀和蓄電池在線維護系 統網管平臺，通過蓄電池在線維護系統網管平臺控制蓄電池智能在線養護儀，并且通過蓄 電池在線維護系統網管平臺查詢和管理蓄電池智能在線充放電系統； 蓄電池智能在線充放電系統，用于可對電池進行遠程放電測試功能； 蓄電池智能在線養護儀包含除硫裝置，與蓄電池智能在線充放電系統連接，用于起到 對電池在線養護、采集電池關鍵參數的作用，采集到的數據主要包括蓄電池組端電壓、各單 體電池電壓、環境溫度、站點供電狀態；采集到的數據通過有線方式或無線方式將數據上傳 至蓄電池在線維護系統網管平臺的服務器端； 蓄電池在線維護系統網管平臺，與蓄電池智能在線充放電系統和蓄電池智能在線養護 儀連接，包含除硫裝置接收服務器端發送的數據，通過網頁瀏覽的方式即可查看各個站點 蓄電池的實時數據，而一旦出現停電告警時，短信發布平臺將向維護人員發送告警短信。
2. 如權利要求1所述的電力系統蓄電池智能在線維護系統，其特征在于，蓄電池智能 在線充放電系統包括；交流檢測和控制模塊、蓄電池容量測試模塊兩部分組成； 交流檢測和控制模塊，用于控制蓄電池容量測試模塊與蓄電池的連接狀態； 蓄電池容量測試模塊，與交流檢測和控制模塊連接，用于實現蓄電池放電容量測試試 驗。
3. 如權利要求1所述的電力系統蓄電池智能在線維護系統，其特征在于，蓄電池智能 在線充放電系統的安裝調試操作步驟如下： 步驟一，進入現場指定安裝機柜旁邊，觀察走線走向后，確定系統安裝機架離地面高 度； 步驟二，將蓄電池智能在線除硫一體儀、交流檢測和控制模塊和蓄電池容量測試模塊 進行安裝固定，安裝固定的順序自底向上依次為交流檢測和控制模塊、蓄電池容量測試模 塊、蓄電池智能在線除硫一體儀； 步驟=，開始下線，包括采樣線和電池電纜線長度； 步驟四，將采樣線和電池電纜線依現場綁扎方式綁扎整齊，做采樣線線鼻和電池電纜 線鼻； 步驟五，將整流器母排上的正負輸出接至交流檢測和控制模塊的整流器引入端，從交 流檢測和控制模塊的蓄電池引入端接至對應電池組的正負極； 步驟六，熱割接使用100A專用夾錯將需要割接的電纜進行短接，整流模塊和電池極 柱，正負極分別逐一進行，確保突然停電后蓄電池依然正常供電，避免故障發生； 步驟走，割接完畢確定測量所有的采樣和電池電纜接線正確性； 步驟八，打開工作電源，進行設備調試、配網； 步驟九，網管軟件進行功能逐一測試； 步驟十，測試完畢，打掃現場。
4. 如權利要求1所述的電力系統蓄電池智能在線維護系統，其特征在于，蓄電池智能 監測在線均衡除硫一體儀采用脈沖除硫一均衡充電一檢測保護的=階段處理方式，該=個 過程分時循環進行，=個過程的具體工作方式和作用描述如下： 脈沖除硫：對單節電池分別施加除硫脈沖，恢復電池的基本特性； 均衡充電；對各節電池分別均衡充電，每節電池電壓不同，對電池充電電流也就不同， 充電電流0-4A的變化，均衡性差的電池組，電流差異越大； 檢測保護；檢測電壓，檢測到單節電壓為設備輸出電壓時自動終止循環進程。
5.如權利要求4所述的電力系統蓄電池智能在線維護系統，其特征在于，脈沖除硫階 段采用特有的電子脈沖掃頻振蕩技術，利用動態輸出脈沖中豐富的高次諧波分量與大的硫 酸鉛結晶體發生共振，使硫酸鉛結晶擊碎溶解為小硫酸鉛結晶，通過充電過程恢復為活性 物質的方法。
【文檔編號】H01M10/48GK104466275SQ201410586478
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月28日 優先權日:2014年10月28日
【發明者】劉釗, 王斐, 胡云志, 王鑫, 孫凱, 戚伯寅, 李磊, 高海濤 申請人:國家電網公司, 天津三源電力信息技術有限公司