摘要：随着电力体制的改革，以及核算机、主动化技能的开展，变电站逐渐往主动化、智能化、无人值守的方向推广建设。而蓄电池是变电站站用直流供电体系的重要组成部分，承担着变电站二次体系负载提供安全、安稳、牢靠的电力确保，确保变电站操控、保护、通信设备的正常运转。而蓄电池的功用能够从蓄电池的容量直观体现，但现在电力行业绝大部分运用“负载式”的放电技能对蓄电池核容，存在着操作复杂、作业量大等缺点。因而，选用简单高效的方法对蓄电池进行核容放电在保护办理上显得尤为重要。本文针对变电站蓄电池保护的现状，规划一种变电站蓄电池长途保护体系，能够对蓄电池完结长途在线放电核容，使得蓄电池在保护上愈加智能、环保、高效。 关键词：在线放电；蓄电池；直流电源体系；电力体系； Abstract：Withthereformofelectricpowersystemandthedevelopmentofcomputerandautomationtechnology，thesubstationisgraduallypromotedtothedirectionofautomation，intelligenceandunattended.BatteryisanimportantpartofDCpowersupplysystemforsubstationstation.Itprovidessafe，stableandreliablepowerguaranteeforsecondarysystemloadofsubstation，andensuresthenormaloperationofsubstationcontrol，protectionandcommunicationequipment.Theperformanceofthebatterycanbereflecteddirectlyfromthecapacityofthebattery，butatpresent，mostoftheelectricpowerindustryusesthe"loadtype"dischargetechnologytodealwiththecorecapacityofthebattery，whichhasthedisadvantagesofcomplicatedoperationandheavyworkload.Therefore，itisveryimportanttousesimpleandefficientwaytocarryoutnucleardischargeofbatteryinmaintenanceandmanagement.Accordingtothepresentsituationofbatterymaintenanceinsubstation，aremotemaintenancesystemforsubstationbatteryisdesignedinthispaper，whichcanrealizeremoteonlinedischargecorecapacityofbatteryandmakebatterymoreintelligent，environmentallyfriendlyandefficientinmaintenance. Keywords：On-linedischarge；storagebattery；DCpowersystem；electricpowersystem； 导言 在变电站中，直流体系的安稳性极为重要，而蓄电池是直流体系的重要单元，其在沟通停电时为负载不间断供电[1]，以及为事故保安负荷等提供作业直流电源，确保变电站的供电设备能正常运转，其牢靠性和安稳性关系到直流体系的运转质量和安全。所以有必要采纳必定的办法确保蓄电池的功用，防止因为蓄电池毛病导致的保护设备拒动事故，有用提供2小时的事故放电能力。而蓄电池的剩余容量能直观的体现出其功用。如果蓄电池组存在缺点，那么体系发生毛病时体系长期处于限压限流的浮充电运转方法或许只限压不限流的运转方法，无法精确地知道蓄电池组的现有容量，也无法判别蓄电池内部是否失水或干燥。在变电站或许发电厂中直流电源体系毛病多是因为平时没有对蓄电池的功用进行精确的判别，或许判别的难度也相对较大，严峻影响到直流电源体系乃至电网的安全运转。 核对性放电一般作为判别蓄电池容量缺点的重要手段。而核对性放电是否实用精确严峻影响了作业人员的功率以及人身安全。现在的核对性放电的方法一般为“负载式”放电，需求人为现场值守放电，人工成本高，放电过程中蓄电池组需求退出运转，这相当于形成了一个直流体系电源的漏洞，电量经过热量丢失没有起到环保的效果。因而，为了下降人工成本，以及进步直流体系的安稳性，研制出一套能够安全高效的在线放电的体系就显得十分必要。 本文研讨了一种根据并网逆变技能的蓄电池在线长途保护体系，改变传统须要人为频频干涉的办理方法，完结蓄电池在线保护办理的无人值守，补偿蓄电池保护的繁琐和低效问题，对蓄电池完结智能化和高效化的实时在线监测，为变电站直流体系的长期运转提供了有力的确保。 1蓄电池长途保护体系 1.1体系介绍 蓄电池长途保护体系是一套针对电力变电站蓄电池保护的智能体系，可对蓄电池组进行实时在线监测，并及时发现问题电池以及母线问题并及时告警，让保护人员实时把握蓄电池组以及母线的运转状况；可完结对蓄电池组进行长途/本地充放电测验，然后了解蓄电池组的实际容量以及可备用时刻，确保直流体系牢靠运转[1]。 蓄电池长途保护体系选用模块化规划，一切硬件都可分体独立设备；体系界面以图形化展示，操作上具有人性化和智能化；体系用以太网作为信息数据传递的载体，其后台软件其具有强大的办理和剖析功用[1]。 1.2体系组成 图1体系框图 如图1所示，蓄电池保护办理体系包含以下部分：蓄电池监控主机、电池收集模块、会集监控设备、充电机、逆变放电模块、蓄电池后台体系。每个部分都负责相应功用，别离有：在线监测功用、逆变放电功用、主动调压功用、长途操控办理功用、在线放电时的通讯操控功用。 当需求放电的时分，蓄电池监控主时机履行安全检查，检查经过接着经过操控充电机进入均充状况，均充10分钟内判别蓄电池是否有开路。如没有开路现象接着转回浮充状况，而且把浮充电压调至放电截止电压。此刻，直流体系由蓄电池供电，操控逆变放电操控器进行DC/AC放电。在放电过程中，监控主时机依据收集的电池信息。判别蓄电池是否有毛病，以及对容量的评估，一起会一向检查是否到达中止放电的条件。当监控主机监测到任意反常或许到达了中止放电条件，则会主动中止放电然后操控会集监控转入充电方法，结束本次放电过程，如图2所示。 图2在线放电流程图 1.3体系功用 1.3.1在线监测功用 蓄电池监控主机、监控终端和电池端收集模块能够组成一套完好的蓄电池监控单元，其具有丰富的在线监测功用，包含：监测电池组电压、电池组电流、各单体电池电压、内阻、温度。电池收集模块收集每个蓄电池的相应信号并传给监控终端，监控终端把数据处理完传给监控主机存储和显现。不断循环，完结对蓄电池的主动检测。其检测功用如图3。 图3蓄电池监测单元框图 监控主机把每个获取到的数据存储起来并以表格和柱状图以及曲线图的方法直观地显现出来，一起监控主时机依据蓄电池组的电压和电流主动判别蓄电池组当时是浮充、均充仍是放电状况，而且把当时实时数据跟相应的告警门限值进行比较，然后宣布相应浮充、均充或许放电状况的告警信号，而且生成相应蓄电池状况的记录；监控主机还会实时把一切数据和信号都上传到服务器，结合蓄电池长途放电保护办理体系软件，以愈加直观愈加便利的方法展现出来，以便日后查询和保护。 在线监测功用在蓄电池长途保护体系中充当一个前端监测操控人物，一切数据源于此，并协调着充电和放电设备以及后台的作业，在在线放电体系中充当中心人物。 1.3.2根据并网逆变的放电功用 针对人工携带放电仪对蓄电池组进行放电的传统方法存在受人为因素影响大、保护作业量大、功率低、安全性不高、牢靠性不高等问题，本文选用并网逆变的方法，完结对蓄电池组实施长途放电保护，把蓄电池组的直流经过逆变器转化为沟通输出到低压沟通电网[1]。其只需一次施工接入直流屏，后续都不用人工操作干涉。 逆变器选用DC/DC-DC/AC链接结构，其间前级DC/DC完结直流输入和沟通输出的阻隔。输入直流先经过输入EMI滤波器后，经过LLC全桥谐振变换器，阻隔输出760V左右直流（±380VDC），再经过半桥逆变电路，将760V直流转化为与沟通旁路同频同相和同幅电压。并网逆变器作业时相当于一个沟通电流源，依照设定的电流将直流能量转化为沟通能量回馈到电网中。作业原理框图如图4所示。 图4逆变器作业原理框图 本次研讨中，逆变设备的沟通侧选用三相沟通接入站内的电网，输出的每一相的相位都会主动同步。逆变功率大于90%，发热量不大，其电流谐波小于5%，在做到节能环保的一起，也做到了不影响电网质量，而且相对选用放电仪进行放电的方法愈加便利安全牢靠。 在进行在线放电时，逆变设备会主动判别沟通电网是否反常并结合蓄电池监控主机的指令来判别是否进行逆变操作，防止更多的问题呈现，确保直流体系的安全性。 1.3.3主动调压的完结 依据中国南方电网电力调度操控中心，2012年12月24印发关于“电厂直流电源切换问题评论会议纪要”，就直流电源切换问题进行剖析证明，并提出了“直流母线及直流分电屏禁止选用任何方法的直流电源主动切换”反措要求。所以本体系采纳的是调节充电机输出电压的计划。蓄电池监控主机在接收到后台/本地放电指令后，蓄电池主机首先给直流体系会集监控设备宣布调压指令，将浮充电压调整到均充电压，然后10分钟内都没发现毛病就把充电机输出电压调整为放电截止电压。此刻直流体系负荷由蓄电池供电，蓄电池监测体系经过收集蓄电池出口电流再操控逆变负载电流使得： 逆变负载电流+负荷电流=0.1C。使得蓄电池组以额定电流进行放电。 当蓄电池放电完毕，蓄电池主时机主动宣布调压指令给会集监控设备，把充电机电压上调进行充电操作。以完结一个充放电的循环。 在进行在线放电时，经过对充电机的输出电压进行调压，并没有把把蓄电池脱离母线，让蓄电池一向挂在直流母线上，那么母线上的设备就完全由蓄电池组来供电，一起在对母线进行放电时也就是对蓄电池组进行放电，充电机没有输出有用功率，这样能确保蓄电池能按指定电流放电而且在沟通失压或许直流体系突然呈现毛病时提供作业电源，然后进步了体系的可操作性和可持续性以及安全性。 1.3.4长途操控办理功用 每一组蓄电池都装备一台带有网络接口的蓄电池监控主机，每台主机经过以太网连接到交换机，后台服务器对局域网内的在线主机进行数据收集。而连接在同一个局域网内的任何一台主机，都能够经过咱们的后台客户端软件连接到服务器，然后对任意在线的主机进行操控、办理各类数据，其体系拓扑如图5。 图5体系拓扑结构 蓄电池长途保护体系充分利用了电力行业局域网络通讯的技能手段，以蓄电池个体及蓄电池组运转功用参数为研讨中心，合作自主研发的蓄电池在线监测设备，树立数据采样网络，对蓄电池的在线放电操控和办理上提供了直观和简便的渠道，为用户正在投运的变电站中运转的蓄电池组进行实时智能长途监测与操控，经过人性化的界面协助用户提升蓄电池数据剖析功率，完结智能化办理。 1.3.5在线放电时的通讯操控功用 当进行在线放电时，每个设备都时刻都进行通信操控，其间蓄电池监控主机为通信操控的中心。而需求以额定的放电电流进行放电则需求蓄电池监控主机时刻对蓄电池组的电流进行监测以及对逆变器的逆变电流进行操控，因为实际运用中，交直流负载不安稳，故需求取放电直流目标值作为给定值，然后监控主机实际收集到的直流数据作为反馈值，运用PID增量式算法核算得出新的操控值，然后经过操控逆变器以新的操控值输出相应的电流，形成闭环操控体系，使得蓄电池的输出电流趋于安稳，这样就到达了所须的额定放电电流，一起使得三相功率处于基本平衡的状况。这样的通信操控功用使得蓄电池进行放电时的放电电流到达比较精准的值，不用需求客户额外的干涉。 1.4在线放电安全策略 为了变电站的直流体系在线放电时能正常安稳作业，制定了以下在线放电安全计划。 1.4.1后台操控端安全策略 1）同一个变电站的两套直流体系只能有一套蓄电池进行放电。 2）当电池组存在毛病时，该变电站两组电池不能进行在线放电或手动放电。 3）一切站点，在线放电一起进行最多进行两组电池。 4）通讯毛病时屏蔽该组蓄电池在线放电功用。 5）能够发动在线放电时刻段：早上8：00——下午5：00。 6）在线放电时，后台实时显现站名关联的两套蓄电池的实时数据。 1.4.2设备端端安全策略 1）放电过程温度反常即中止放电。 2）单体电池电压低于1.95V中止放电。 3）设备反常中止放电。 4）电池开路中止放电。 5）蓄电池组端电压反常中止放电。 2.体系优势 1）牢靠性。蓄电池长途保护体系的一切硬件都选用工业级资料，软件的开发和设备的制造都严厉依照国家和行业标准履行，人员秉承质量第一的信念层层把关，确保体系的牢靠性。 2）安稳性。体系的软硬件都选用较为前沿领先的技能，经过多人长时刻测验，并对考虑到各种反常情况而作出相应的处理，确保体系的安稳性。 3）安全性。体系实时监测电池的电压、内阻、温度以及母线的电压和电流，当体系发现任一参数有反常就立刻中止放电行为防止反常进一步恶化，一起宣布告警信号告诉保护人员作出相应处理；本体系选用并网放电技能，抛弃选用传统的放电仪放电方法，防止了发热量高形成温升影响，防止人为干涉频频而导致人为因素影响大的现象。而逆变并网放电设备转化功率高，能量损耗低，发热少，操控迅速，一起其对沟通电网不会形成影响，沟通电网断电时也能立刻中止逆变放电，确保直流体系的正常运转[1]。 4）兼容性。本体系在开发期间就考虑了多种接入模块和设备，而预留了多种接口，而且都依照国家和行业标准进行匹配，使得体系具有良好的兼容性。 5）保护快捷性。本体系能够对蓄电池监测设备进行长途操控，一起一切实时数据和反常信号都能够在后台电脑看到，而且一切参数都能够经过后台电脑设置，充放电也只需在后台电脑操作就可完结，还有在体系的软件升级上都考虑了便携性，从众多方面都考虑了用简单的操作就可完结多种以往比较繁琐的操作。 3.结语 本文剖析了根据并网你变技能的蓄电池长途在线放电保护体系的组成、功用及优势，并经过实际测验，证明了该体系能够满意电力变电站蓄电池保护的需求。经过蓄电池长途在线放电保护体系可完结对蓄电池运转状况的实时监测，并可对蓄电池组进行长途/本地充放电操作，不仅能够节省人力、物力成本，还能愈加牢靠、愈加安稳、愈加安全、愈加快捷地对变电站的蓄电池组进行人性化、智能化的保护办理。