本发明涉及变电站直流系统领域，尤其涉及一种纯直流蓄电池放电机及其控制方法。
背景技术：
直流系统中的蓄电池组作为备用电源能够为电力系统中二次系统负载提供安全、稳定、可靠的电力保障。在直流系统的日常维护工作中对蓄电池进行核容放电是一个常规的维护工作，原则上需要采用精确的恒流放电。
通过pwm控制放电电流是比较常规且灵活可靠的蓄电池放电方法，通过控制pwm的占空比即可控制蓄电池放电电流的大小，这个模式一大弊端是会在蓄电池端形成跟随pwm频率的各种谐波以及pwm控制开关器件出现的反峰电压，反峰电压对蓄电池组的损伤相当大，但是由于蓄电池组在放电过程中电压逐步下降等因素的存在，要实现恒流放电，采用pwm控制蓄电池放电电流不可避免。
因此，提供一种能够在实现蓄电池恒流放电的同时，减少甚至避免蓄电池端出现反峰现象的放电机成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明实施例提供了一种纯直流蓄电池放电机及其控制方法，能够在实现蓄电池恒流放电的同时，减少甚至避免蓄电池端出现反峰现象。
根据本发明的一个方面，提供一种纯直流蓄电池放电机，包括：π型滤波电路、定值负载电路、精调负载电路、互感器和控制模块；
待放电的蓄电池组、所述定值负载电路、所述π型滤波电路和所述精调负载电路依次并联，所述定值负载电路通过所述互感器与蓄电池组连接；
所述定值负载电路包含若干个并联的负载，每个负载所在的支路上对应设置有一个第一开关；
所述精调负载电路包含若干个并联的负载，每个负载所在的支路上对应设置有一个第二开关；
在所述蓄电池组放电过程中，所述控制模块用于控制各个所述第一开关的通断，且通过pwm控制信号控制各个第二开关的通断，使得所述蓄电池组恒流放电。
优选地，所述π型滤波电路包括：第一电容、第二电容和扼流圈；
所述第一电容与所述定值负载电路的各个负载并联，所述第二电容与所述精调负载电路的各个负载并联，所述第一电容的两端连接至所述扼流圈的第一端，所述第二电容的两端连接至所述扼流圈的第二端。
优选地，所述负载为ptc或电阻或ptc与电阻的组合。
根据本发明的另一方面，提供一种纯直流蓄电池放电机的控制方法，应用于如以上所述的纯直流蓄电池放电机，包括：
所述蓄电池组开始放电时，获取蓄电池组进行放电的预设恒定电流；
在定值负载电路中，导通部分第一开关，使得定值负载电路的第一等效电流小于所述预设恒定电流；
在精调负载电路中，通过pwm控制信号导通各个第二开关，使得精调负载电路的第二等效电流等于所述预设恒定电流与所述第一电流之差；
在所述蓄电池在放电过程中，确定蓄电池两端的电压下降后，调节所述pwm控制信号的脉冲宽度以使得所述蓄电池组恒流放电。
优选地，本发明提供的一种纯直流蓄电池放电机的控制方法还包括：
当所述pwm控制信号的脉冲宽度等于预设幅值时，增加第一开关的导通个数，并重新调节所述pwm控制信号的脉冲宽度，使得所述第一等效电流与所述第二等效电流之和等于所述预设恒定电流。
优选地，本发明提供的一种纯直流蓄电池放电机的控制方法还包括：
当所述第二等效电流与所述第一等效电流之比大于预设比值时，增加第一开关的导通个数，并重新调节所述pwm控制信号的脉冲宽度，使得所述第一等效电流与所述第二等效电流之和等于所述预设恒定电流。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明提供了一种纯直流蓄电池放电机及其控制方法，其中，该放电机包括：π型滤波电路、定值负载电路、精调负载电路、互感器和控制模块；待放电的蓄电池组、定值负载电路、π型滤波电路和精调负载电路依次并联，定值负载电路通过互感器与蓄电池组连接；定值负载电路包含若干个并联的负载，每个负载所在的支路上对应设置有一个第一开关；精调负载电路包含若干个并联的负载，每个负载所在的支路上对应设置有一个第二开关；在蓄电池组放电过程中，控制模块用于控制各个第一开关的通断，且通过pwm控制信号控制各个第二开关的通断，使得蓄电池组恒流放电。本发明通过在π型滤波电路两端分别连接定值负载电路和精调负载电路，且通过控制模块控制两个负载电路的电流之和等于蓄电池的放电电流，能够在实现蓄电池恒流放电的同时，减少甚至避免蓄电池端出现反峰现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明提供的一种纯直流蓄电池放电机的一个实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的一种纯直流蓄电池放电机的控制方法的一个实施例的流程示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种纯直流蓄电池放电机及其控制方法，能够在实现蓄电池恒流放电的同时，减少甚至避免蓄电池端出现反峰现象。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供的一种纯直流蓄电池放电机的一个实施例，包括：π型滤波电路、定值负载电路、精调负载电路、互感器和控制模块；
待放电的蓄电池组、定值负载电路、π型滤波电路和精调负载电路依次并联，定值负载电路通过互感器与蓄电池组连接；
定值负载电路包含若干个并联的负载，每个负载所在的支路上对应设置有一个第一开关；
精调负载电路包含若干个并联的负载，每个负载所在的支路上对应设置有一个第二开关；
在蓄电池组放电过程中，控制模块通过控制各个第一开关的通断，且同时通过pwm控制信号控制各个第二开关的通断，令定值负载电路的等效电流和精调负载电路的等效电流二者之和等于蓄电池的恒定放电电流(预先设置)，且在本发明中采用pwm脉冲技术精调电流，经π型滤波电路过滤反峰及谐波后消除脉动电流成分，实现高精度恒流放电，具有更高的科学性。
以上为一种纯直流蓄电池放电机的一个实施例，为进行更具体的说明，下面提供一种纯直流蓄电池放电机的另一个实施例，请参阅图1，本发明提供的一种纯直流蓄电池放电机的另一个实施例，包括：π型滤波电路、定值负载电路、精调负载电路、互感器和控制模块，待放电的蓄电池组、定值负载电路、π型滤波电路和精调负载电路依次并联，定值负载电路通过互感器与蓄电池组连接。
定值负载电路包含若干个并联的负载r，每个负载所在的支路上对应设置有一个第一开关(如图1中的k1至km)，第一开关可以采用mos管，由控制模块实现智能控制通断，在工作过程中无脉动成分，不会形成任何的反峰及谐波。需要说明的是，定值负载电路的负载和第一开关的数量相同且一一对应，其数量通常为多个，具体数量在本实施例中不做具体限制，可根据实际需求进行对应调节。
精调负载电路包含若干个并联的负载r，每个负载所在的支路上对应设置有一个第二开关，第二开关由控制模块产生的pwm控制信号(如图1中的pwm1和pwm2)实现控制，进而控制各个负载上工作电流的大小，因此工作过程中会产生一定的反峰电压及谐波电流，且pwm控制的电流越大，反峰电压越高，谐波成分越多。需要说明的是，精调负载电路中的负载和第二开关的数量相同且一一对应，其数量至少为两个，具体数量不做限制，可根据实际需求进行设置。
如假定放电电压为200v，每个直流负载的放电电流为4a，若直流负载组数为10个，则放电电压为200v时的最大放电电流为40a，放电功率为8kw。若设定的放电电流为30a，则需投入工作的直流负载数量为30/4＝7个余2a。值得注意的是，定值负载的放电电流必须小于设定的放电电流值并最大。此时定值负载的放电电流小于30a，启动控制模块调整精调负载的放电电流补足2a。
π型滤波电路包括：第一电容c1、第二电容c2和扼流圈l，第一电容与定值负载电路的各个负载并联，第二电容与精调负载电路的各个负载并联，第一电容的两端连接至扼流圈的第一端，第二电容的两端连接至扼流圈的第二端。扼流圈结合π型滤波电路过滤由于pwm控制带来的反峰以及谐波，避免了反峰及谐波对蓄电池组造成的损害。
负载为ptc或为电阻，也可以为ptc与电阻的组合。从结构上来看，如果定值负载使用ptc，由于ptc本身具有体积小，重量轻及高散热效率等优点，能够缩小放电机的体积。且由pwm对放电电流进行精调，降低了ptc对温度调控的要求，具有更高的可靠性。
控制模块可通过现有的电路及集成芯片实现，为本领域技术人员的公知技术，此处不做详细介绍。
以上是对本发明提供的一种纯直流蓄电池放电机的结构和连接关系进行的详细说明，以下将对该放电机的控制过程进行具体介绍，包括：
第一步：控制模块根据设定的蓄电池组电压及恒定电流值，选择一定数量的开关器件导通，使定值负载电路的电流占恒定电流的最高比例。
第二步：恒定电流与定值负载的电流之间的差值，由控制模块控制pwm控制信号的脉冲宽度调整精调负载电路的电流，使恒定电流等于定值负载电路的电流与精调负载电路的电流之和。
第三步：随着蓄电池总电压下降，定值负载电路的电流减小，精调负载电路的电流需增大，使pwm控制信号的脉冲宽度逐步增大使精调负载电路的电流增大实现恒流放电，当定值负载电路的电流与精调负载电路的电流之间的比例超过限定值或pwm控制信号的脉冲宽度超过限定值，控制模块重新调整定值负载投入工作的数量，并调节pwm控信号的脉冲宽度重新调整精调负载电路的电流大小以补足不足电流，如此循环，直至放电终止。
本发明的纯直流蓄电池放电机的实现方法控制定值负载的放电电流与精调负载的放电电流的比例在一定范围内，如使定值负载的放电电流占总放电电流的90％或以上，使精调负载的放电电流占总放电电流的10％或以下，能够极大的降低了需要过滤的反峰及谐波的实现难度，通过扼流圈及π型滤波电路即可过滤及抑制由pwm控制产生的反峰及谐波，实现蓄电池的纯直流放电，降低放电机成本。从实际数据来看，该电路实现的蓄电池放电电流精度达到0.1％，远高于目前国内蓄电池放电机3％或者以上的电流稳定度。而且，蓄电池端的反峰电压低于0.5v，保证了蓄电池放电过程的安全性以及科学性。
请参阅图2，根据本发明还涉及一种纯直流蓄电池放电机的控制方法，应用于如以上所述的纯直流蓄电池放电机，包括：
201、蓄电池组开始放电时，获取蓄电池组进行放电的预设恒定电流；
202、在定值负载电路中，导通部分第一开关，使得定值负载电路的第一等效电流小于预设恒定电流；
203、在精调负载电路中，通过pwm控制信号导通各个第二开关，使得精调负载电路的第二等效电流等于预设恒定电流与第一电流之差；
204、在蓄电池在放电过程中，确定蓄电池两端的电压下降后，调节pwm控制信号的脉冲宽度以使得蓄电池组恒流放电。
可选的，本发明提供的一种纯直流蓄电池放电机的控制方法还包括：
当pwm控制信号的脉冲宽度等于预设幅值时，增加第一开关的导通个数，并重新调节pwm控制信号的脉冲宽度，使得第一等效电流与第二等效电流之和等于预设恒定电流。
可选的，本发明提供的一种纯直流蓄电池放电机的控制方法还包括：
当第二等效电流与第一等效电流之比大于预设比值时，增加第一开关的导通个数，并重新调节pwm控制信号的脉冲宽度，使得第一等效电流与第二等效电流之和等于预设恒定电流。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。