蓄电池核容系统

一、产品技术背景

在电网变电站中，对于直流蓄电池组状态的判断主要依赖于人工周期性的放电测试，通过年度的核对性放电，确定电池组容量是否在标称容量的80%以上，核查容量不足的电池；通过季度的带载放电，核查电池的开路现象。变电站的电池组普遍配置了以电压监测为主的蓄电池在线监测，但对于运行中电池状态的判断毫无作用。

目前的核对性放电，时间长，基本上采用电阻性负载，电池组的放电转化为热能散发，放电时必须有人在现场，蓄电池室必须开启通风。在目前电网规模不断扩展的情况下，电网检修部门已经没有足够的人员开展此项工作，核对性放电工作已经开始外包。

在智能电网的推动下，电网设备的智能运检已经在逐步推进。蓄电池在线监测技术已经进行了发展，不同与以往的技术思路，我们已经研发了蓄电池在线维护系统（或者健康维护系统），集合电池在线测量、性能维护、故障诊断和续流保护功能，真正实现了直流蓄电池组的无忧运行。通过电力信息网络，在电网公司变电站辅助一体化监控系统的推动下，构建了电池组远程监控功能，使得对于蓄电池组的远程操作和维护成为可能。

为实现我公司的蓄电池在线维护系统的全面功能，我公司研制的模块化可并网的能量回馈式蓄电池在线核容系统 ，以保证远程操作的安全行和可靠性。

二、运行及保护方案

（一）定期电池维护

监测主机按照预设的维护间隔，自动执行电池定期维护计划。每次放电容量为蓄电池组的20%。在电池放电过程中，监测主机采集电池的放电电流、单体电压，电池组电压。并使用内置算法，计算单体电池的动态电阻，估算蓄电池健康度及剩余备电时间，生成电池分析报告。

1.定期维护操作开始，监测主机向ATS发出命令，ATS设备分闸，并向主机反馈位置信号，交流断电。

2.监测主机发出接触器合闸命令，逆变器接入交流系统。

3.监测主机发出逆变器并网指令，逆变器并网。

4.监测主机发出蓄电池维护性放电命令，逆变器按照预设功率开始向交流系统输送有功功率，蓄电池维护性放电开始。

5.放电过程中，监测主机通过电池模块，监测电池放电状态，计算所需数据，用于生成维护报告。同时监测主机监视交流系统电压，一旦发现交流电网失电，立即终止维护性放电任务。

6.监测主机监测到蓄电池放电至预设容量后，向逆变器发出维护性放电完成命令，逆变器停止逆变，进入空闲状态。

7.监测主机发出接触器分闸命令，逆变器脱离电网。

8.监测主机发出ATS合闸命令，交流系统恢复正常，系统进入正常状态，监测主机生成维护报告并保存，维护性放电完成。

（二）核容性放电

与维护性放电的操作基本一致，不同之处在于一是为符合国网规定，放电功率更大，放电的深度更深。二是核容性放电，一般位于运检间隙，放电的开始时间一般采用手动控制。

（三）运行保护机制

直流系统正常运行时，自动接触器1处于闭合状态，整个充电、放电管理系统均被旁路，不起任何作用，直流系统维持固有充电、放电模式。需要对蓄电池进行放电时，自动接触器1处于断开状态（软硬件逻辑闭锁，只可能通知断开其中一个开关，保证一个变电站只有一套蓄电池组进行在线放电）后，由双组放电切换装置需要在线放电的蓄电池组接入逆变放电装置，形成放电回路。放电完毕后，由充电机对蓄电池组进行充电，充电完成后，自动接触器1自动闭合，直流系统正常对蓄电池进行浮充，恢复固有连接模式。

在充电、放电过程中，备用蓄电池始终保持对直流系统的无间断放电能力，保障了直流系统运行的可靠性。

在远程充放电过程中，母联刀闸开关始终处于打开状态，在任意一组蓄电池组在线充放电时，通过“电池组及双向电源互为备份切换装置”将放电蓄电池组的能量通过“双向AC/DC”输送到市电端进行保护。如：组1放电时，“电池组及双向电源互为备份切换装置”自动输出至市电端，保障电池组2对市电进行备份。

三、后台软件功能

1.配合监测主机实现维护性放电和核容放电的任务。

2.在主界面上适时显示蓄电池运行的状态、健康度、备电时间等信息。

3.通过查询的方式，读取监测主机的监测记录，各种报告。

4.预警蓄电池的相关信息，提醒运维人员关注。

四、解决目前问题

电池组正负极都要拆卸，操作不当可能引起短路事故；

系统少了一组备用电池，另一组电池质量尚不清楚，系统瘫痪风险大；

放电后两组电池存在较大电压差，并联恢复时产生巨大火花；

电池电能全部通过假负载散热消耗，热源的存在是个不安全因数；

浪费电池储能，浪费空调制冷电能，破坏电池和设备的运行环境；

充放电时间长，需要维护人员时刻守护，强度大、效率低；

替代传统人工放电测试维护工作，实现远程全自动安全节能蓄电池全容量放电测试及维护，BMFM监测技术，可全程对单节电压、整组电流、容量、温度、电压、充电机电压等进行数据采集。

远程放电容量测试，含单节电池电压、整组电压、电流容量等参数的全面监控，同时对容量不足电池进行精准定位。

远程恒压限流充电，模拟智能充电机三段式充电（恒压-限流-涓流），让电池组充得更饱和，并且有预充电功能避免电池组压差大充电导致瞬间电流过大造成电池受损。

逆变馈网节能核对性放电准确的掌握电池组容易，准确的预判电池组的续航能力为停电调度做出正确依据，严格把关电池组初装及质保期内合格率，保障客户利益，大数据汇总及分析个决策层提供准确的基础数据。