模塊化可并網(wǎng)的能量回饋式蓄電池在線核容系統(tǒng)

變電站直流電源蓄電池組自動在線核容系統(tǒng)系統(tǒng)方案

內(nèi)容摘要：在智能電網(wǎng)的推動下，電網(wǎng)設(shè)備的智能運(yùn)檢已經(jīng)在逐步推進(jìn)。蓄電池在線監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)進(jìn)行了發(fā)展，不同與以往的技術(shù)思路，我們已經(jīng)研發(fā)了蓄電池在線監(jiān)測維護(hù)系統(tǒng)(或者健康維護(hù)系統(tǒng))，集合蓄電池在線測量、性能維護(hù)、故障診斷和續(xù)流保護(hù)功能，真正實(shí)現(xiàn)了直流電源系統(tǒng)中的蓄電池組的無憂運(yùn)行。通過電力信息網(wǎng)絡(luò)，在電網(wǎng)公司變電站輔助一體化監(jiān)控系統(tǒng)的推動下，構(gòu)建了電池組遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，使得對于蓄電池組的遠(yuǎn)程操作和維護(hù)成為可能。為實(shí)現(xiàn)我公司的蓄電池在線維護(hù)系統(tǒng)的全面功能，我公司研制的模塊化可并網(wǎng)的能量回饋式蓄電池在線核容系統(tǒng) ，同時保證遠(yuǎn)程操作的安全行和可靠性，符合國網(wǎng)運(yùn)行檢修規(guī)定，蓄電池組放電功率更大，放電的深度更深，維護(hù)更到位，更加節(jié)省人力成本。

一、功能框圖

單組系統(tǒng)框圖

二、運(yùn)行方案

(一)定期電池維護(hù)

監(jiān)測主機(jī)按照預(yù)設(shè)的維護(hù)間隔，自動執(zhí)行電池定期維護(hù)計(jì)劃。每次放電容量為蓄電池組的20%。在電池放電過程中，監(jiān)測主機(jī)采集電池的放電電流、單體電壓，電池組電壓。并使用內(nèi)置算法，計(jì)算單體電池的動態(tài)電阻，估算蓄電池健康度及剩余備電時間，生成電池分析報(bào)告。

1.定期維護(hù)操作開始，監(jiān)測主機(jī)向ATS發(fā)出命令，ATS設(shè)備分閘，并向主機(jī)反饋位置信號，交流斷電。

2.監(jiān)測主機(jī)發(fā)出接觸器合閘命令，逆變器接入交流系統(tǒng)。

3.監(jiān)測主機(jī)發(fā)出逆變器并網(wǎng)指令，逆變器并網(wǎng)。

4.監(jiān)測主機(jī)發(fā)出蓄電池維護(hù)性放電命令，逆變器按照預(yù)設(shè)功率開始向交流系統(tǒng)輸送有功功率，蓄電池維護(hù)性放電開始。

5.放電過程中，監(jiān)測主機(jī)通過電池模塊，監(jiān)測電池放電狀態(tài)，計(jì)算所需數(shù)據(jù)，用于生成維護(hù)報(bào)告。同時監(jiān)測主機(jī)監(jiān)視交流系統(tǒng)電壓，一旦發(fā)現(xiàn)交流電網(wǎng)失電，立即終止維護(hù)性放電任務(wù)。

6.監(jiān)測主機(jī)監(jiān)測到蓄電池放電至預(yù)設(shè)容量后，向逆變器發(fā)出維護(hù)性放電完成命令，逆變器停止逆變，進(jìn)入空閑狀態(tài)。

7.監(jiān)測主機(jī)發(fā)出接觸器分閘命令，逆變器脫離電網(wǎng)。

8.監(jiān)測主機(jī)發(fā)出ATS合閘命令，交流系統(tǒng)恢復(fù)正常，系統(tǒng)進(jìn)入正常狀態(tài)，監(jiān)測主機(jī)生成維護(hù)報(bào)告并保存，維護(hù)性放電完成。

(二)核容性放電

與維護(hù)性放電的操作基本一致，不同之處在于一是為符合國網(wǎng)規(guī)定，放電功率更大，放電的深度更深。二是核容性放電，一般位于運(yùn)檢間隙，放電的開始時間一般采用手動控制。

(三)運(yùn)行保護(hù)機(jī)制

直流系統(tǒng)正常運(yùn)行時，自動接觸器1處于閉合狀態(tài)，整個充電、放電管理系統(tǒng)均被旁路，不起任何作用，直流系統(tǒng)維持固有充電、放電模式。需要對蓄電池進(jìn)行放電時，自動接觸器1處于斷開狀態(tài)(軟硬件邏輯閉鎖，只可能通知斷開其中一個開關(guān)，保證一個變電站只有一套蓄電池組進(jìn)行在線放電)后，由雙組放電切換裝置需要在線放電的蓄電池組接入逆變放電裝置，形成放電回路。放電完畢后，由充電機(jī)對蓄電池組進(jìn)行充電，充電完成后，自動接觸器1自動閉合，直流系統(tǒng)正常對蓄電池進(jìn)行浮充，恢復(fù)固有連接模式。

在充電、放電過程中，備用蓄電池始終保持對直流系統(tǒng)的無間斷放電能力，保障了直流系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

在遠(yuǎn)程充放電過程中，母聯(lián)刀閘開關(guān)始終處于打開狀態(tài)，在任意一組蓄電池組在線充放電時，通過“電池組及雙向電源互為備份切換裝置”將放電蓄電池組的能量通過“雙向AC/DC”輸送到市電端進(jìn)行保護(hù)。如：組1放電時，“電池組及雙向電源互為備份切換裝置”自動輸出至市電端，保障電池組2對市電進(jìn)行備份。

三、后臺軟件功能

1.配合監(jiān)測主機(jī)實(shí)現(xiàn)維護(hù)性放電和核容放電的任務(wù)。

2.在主界面上適時顯示蓄電池運(yùn)行的狀態(tài)、健康度、備電時間等信息。

3.通過查詢的方式，讀取監(jiān)測主機(jī)的監(jiān)測記錄，各種報(bào)告。

4.預(yù)警蓄電池的相關(guān)信息，提醒運(yùn)維人員關(guān)注。

四、解決目前問題

電池組正負(fù)極都要拆卸，操作不當(dāng)可能引起短路事故;

系統(tǒng)少了一組備用電池，另一組電池質(zhì)量尚不清楚，系統(tǒng)癱瘓風(fēng)險大;

放電后兩組電池存在較大電壓差，并聯(lián)恢復(fù)時產(chǎn)生巨大火花;

電池電能全部通過假負(fù)載散熱消耗，熱源的存在是個不安全因數(shù);

浪費(fèi)電池儲能，浪費(fèi)空調(diào)制冷電能，破壞電池和設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境;

充放電時間長，需要維護(hù)人員時刻守護(hù)，強(qiáng)度大、效率低;

替代傳統(tǒng)人工放電測試維護(hù)工作，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程全自動安全節(jié)能蓄電池全容量放電測試及維護(hù)，BMFM監(jiān)測技術(shù)，可全程對單節(jié)電壓、整組電流、容量、溫度、電壓、充電機(jī)電壓等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

遠(yuǎn)程放電容量測試，含單節(jié)電池電壓、整組電壓、電流容量等參數(shù)的全面監(jiān)控，同時對容量不足電池進(jìn)行精準(zhǔn)定位。

遠(yuǎn)程恒壓限流充電，模擬智能充電機(jī)三段式充電(恒壓-限流-涓流)，讓電池組充得更飽和，并且有預(yù)充電功能避免電池組壓差大充電導(dǎo)致瞬間電流過大造成電池受損。

逆變饋網(wǎng)節(jié)能核對性放電準(zhǔn)確的掌握電池組容易，準(zhǔn)確的預(yù)判電池組的續(xù)航能力為停電調(diào)度做出正確依據(jù)，嚴(yán)格把關(guān)電池組初裝及質(zhì)保期內(nèi)合格率，保障客戶利益，大數(shù)據(jù)匯總及分析個決策層提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

審核編輯：湯梓紅