同步蓄电池管理系统和方法与流程

1.本发明属于变电站技术领域，具体涉及一种同步蓄电池管理系统和方法。


背景技术：

2.发电厂和变电站中的电力操作电源现今采用的都是直流电源，而直流屏就是用来供应这种直流电源的。它主要由电源进线系统、电源双路互投系统和蓄电池等几大部分组成。
3.站用直流电源的蓄电池是多只蓄电池串联使用的，新安装的蓄电池内阻、电压几乎一致，但是即使是微弱的差距，在长期的运行后，刚开始内阻较大的一只或几只，随着时间的推移，差距会越来越大，内阻不断的增加，端电压升高，内部的结晶增多，极板变形，造成蓄电池的失效。由于蓄电池组串联在一起，一旦其中一只蓄电池失效，根据水桶效应，整组蓄电池也将失效。
4.蓄电池的运行需要是同一批次，同期出厂的蓄电池，因此在直流电源运行规范中，新旧蓄电池，不同品牌的蓄电池，都不可以混用，因此，当前进行蓄电池更换，都是同一品牌，同一批次的产品，但是即使如此，由于使用中的蓄电池处于浮充状态，而备品蓄电池一直处于储存状态，经过一段时间，运行中的蓄电池与备品蓄电池必然存在很大的差异，此时如果将备品蓄电池直接替换掉失效的蓄电池，其内阻值以及蓄电池内部的结构完全不同，短时间内可以满足要求，但是长时间后也会逐渐产生差异，对剩余的电池十分不利。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明旨在解决当前进行蓄电池更换时运行中的蓄电池与备品蓄电池存在很大的差异导致整组蓄电池容易因为某一只蓄电池的失效而失效。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
7.本发明提供了一种同步蓄电池管理系统，包括：
8.信息采集单元，用于采集运行中的蓄电池组的状态信息；
9.状态控制单元，用于根据状态信息发出温湿度调节指令和状态调节指令；
10.温湿度调节单元，用于根据温湿度调节指令调节存储备用蓄电池的储存室的温湿度；
11.备用蓄电池状态调节单元，用于根据状态调节指令调节备用蓄电池的状态。
12.进一步地，信息采集单元具体包括：信号采集器、无线发射器和无线接收器；
13.信号采集器用于采集运行中的蓄电池组的状态信息；
14.无线发射器将状态信息单向无线传输至无线接收器；
15.无线接收器将状态信息发送至状态控制单元。
16.进一步地，运行中的蓄电池组的状态信息具体包括：
17.运行中的蓄电池组的环境温湿度信息、运行中的蓄电池组的充电机运行参数信息和运行中的蓄电池组的放电电流信息。
18.进一步地，状态控制单元具体用于：
19.根据运行中的蓄电池组的充电机运行参数信息发出备用蓄电池充电指令；
20.根据运行中的蓄电池组的放电电流信息发出备用蓄电池放电指令；
21.备用蓄电池充电指令和备用蓄电池放电指令均为状态调节指令。
22.进一步地，备用蓄电池状态调节单元具体包括：充电机和放电器；
23.充电机用于根据备用蓄电池充电指令对备用蓄电池进行充电；
24.放电器用于根据备用蓄电池放电指令对备用蓄电池进行放电；
25.充电机和放电器用于通过充电和放电操作将备用蓄电池的状态调节至与运行中的蓄电池组一致。
26.第二方面，本发明提供了一种同步蓄电池管理方法，包括如下步骤：
27.采集运行中的蓄电池组的状态信息；
28.根据状态信息调节存储备用蓄电池的储存室的温湿度和备用蓄电池的状态。
29.进一步地，采集运行中的蓄电池组的状态信息之后还包括：
30.将运行中的蓄电池组的状态信息进行单向无线传输。
31.进一步地，运行中的蓄电池组的状态信息具体包括：
32.运行中的蓄电池组的环境温湿度信息、运行中的蓄电池组的充电机运行参数信息和运行中的蓄电池组的放电电流信息。
33.进一步地，备用蓄电池的状态具体包括：
34.备用蓄电池的充电状态和备用蓄电池的放电状态。
35.综上，本发明提供了一种同步蓄电池管理系统和方法，其中本发明提供的管理系统包括信息采集单元，状态控制单元、温湿度调节单元和备用蓄电池状态调节单元，其中状态控制单元根据信息采集单元采集得到的状态信息向温湿度调节单元和备用蓄电池状态调节单元发出指令，以便调节备用蓄电池的环境温湿度和状态与运行中的蓄电池组一致，从而保证备用蓄电池的运行外部环境，充放电电压电流等完全与运行中的蓄电池数据保持一致，便于随时进行失效蓄电池的替换，此时备用蓄电池因为与站点中运行的蓄电池组经历完全同步，因此在替换之后，其内部状态及内阻等参数高度一致，有效的保障了整组蓄电池的功效。
附图说明
36.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。
37.图1为本发明实施例提供的同步蓄电池管理系统的原理示意图；
38.图2为本发明实施例提供的同步蓄电池管理系统的系统安装图；
39.图3为本发明实施例提供的同步蓄电池管理方法的流程示意图。
具体实施方式
40.为使得本发明的目的、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。
41.直流电源屏：发电厂和变电站中的电力操作电源现今采用的都是直流电源，而直流屏就是用来供应这种直流电源的，它为控制负荷和动力负荷以及直流事故照明负荷等提供电源，是当代电力系统控制、保护的基础，也因此应用了大量的先进的科学技术。它主要由电源进线系统(交流进线)、电源双路互投系统、充电机控制系统、充电机、直流分配系统、绝缘监测系统、综合控制器(系统监视控制系统，为直流屏的大脑)、闪光系统、通讯系统、蓄电池这几大部分组成。
42.站用直流电源的蓄电池是多只蓄电池串联使用的，新安装的蓄电池内阻、电压几乎一致，但是即使是微弱的差距，在长期的运行后，刚开始内阻较大的一只或几只，随着时间的推移，差距会越来越大，内阻不断的增加，端电压升高，内部的结晶增多，极板变形，造成蓄电池的失效，由于蓄电池组串联在一起，一旦其中一只蓄电池失效，根据水桶效应，整组蓄电池也将失效。
43.在早期直流电源系统中，由于合闸需要较大的功率，直流电源系统分为合闸与控制母线，合闸母线并联的蓄电池数量多，而控制母线通过硅链进行降压，因此如果系统存在个别蓄电池失效，一般采用拆除的方式，但是蓄电池的数量是有限的，拆出超过蓄电池数量的3％以后，蓄电池组的电压值将无法满足后端电气元器件的使用了，这样虽然延缓了整组电池的使用寿命，但是具有一定的局限性，且不利于蓄电池组的稳定。随着断路器技术的不断变换，合闸所需的功率在降低，因此，当前新型的断路器均无需直流屏再配置合闸母线，这样依靠减小蓄电池数量来恢复整组蓄电池的功能已经无法操作。
44.蓄电池的运行需要是同一批次，同期出厂的蓄电池，因此在直流电源运行规范中，新旧蓄电池，不同品牌的蓄电池，都不可以混用，因此，当前进行蓄电池更换，都是同一品牌，同一批次的产品，但是即使如此，由于使用中的蓄电池处于浮充状态，而备品蓄电池一直处于储存状态，经过一段时间，运行中的蓄电池与备品蓄电池必然存在很大的差异，此时如果将备品蓄电池直接替换掉失效的蓄电池，其内阻值以及蓄电池内部的结构完全不同，短时间内可以满足要求，同本段开头所述，也会逐渐产生差异，对剩余的电池十分不利。
45.基于此，本发明提供了一种同步蓄电池管理系统和方法。
46.以下是对本发明的一种同步蓄电池管理系统的实施例进行的详细介绍。
47.请参阅图1和图2，本实施例提供一种同步蓄电池管理系统，包括：信息采集单元、状态控制单元、温湿度调节单元和备用蓄电池状态调节单元。
48.在本实施例中，信息采集单元用于采集运行中的蓄电池组的状态信息。
49.如图1所示，左侧方框内的温湿度传感器指的是站用直流电源系统蓄电池室的温湿度，目的是为储存室内的备用蓄电池提供温湿度的依据，储存室内的温度随蓄电池室的温湿度的变化而变化，始终保持同步，确保备用蓄电池与运行中的蓄电池保持在同一个外界环境下运行。
50.正常运行的蓄电池一共分为三个状态，分别是浮充、均充、放电状态，其中阀控式铅酸蓄电池浮充电压是2.25v，均充电压是2.35v，二者的判定均可以依靠充电机的参数来
实现，如果当站用交流电源失电或者进行蓄电池例行维护时，蓄电池将会放电，其放电的时间及电流，均可以通过蓄电池电流参数，充电机状态来进行计算，例如当充电机停机时，此时蓄电池必定处于放电状态，其放电电流的大小可以采集蓄电池的电流值来进行计算。
51.具体的，信息采集单元具体包括信号采集器、无线发射器和无线接收器。
52.当信号采集器采集运行中的蓄电池组的状态信息后，由无线发射器和无线接收器组成单向传输通道进行信号传输。保证整个信号通过信号采集器采集之后传输到无线发射端，无线发射端是单向通道，只能对外发射信号，不能接收信号，因此不会对现有的直流电源系统造成影响，完全不影响现有直流电源系统的运行。
53.在本实施例中，状态控制单元用于根据状态信息发出温湿度调节指令和状态调节指令。
54.需要说明的是，状态控制单元采用控制器完成具体控制动作。当其接收到信号之后，将运行中的直流电源系统及蓄电池的状态进行数据处理分析，然后执行对环境温湿度的控制。
55.执行的另外因素是蓄电池组的充放电状态，即根据运行中的蓄电池组的充放电状态对备用蓄电池的状态进行调整。
56.在本实施例中，温湿度调节单元用于根据温湿度调节指令调节存储备用蓄电池的储存室的温湿度。
57.需要说明的时候，温湿度调节单元具体为储存室空调，其与控制器相连接。针对蓄电池室的温湿度来调节储存室的空调，使运行中的蓄电池与备用蓄电池处在完全相同的外部环境中，消除外部环境对备用蓄电池的影响。
58.在本实施例中，备用蓄电池状态调节单元用于根据状态调节指令调节备用蓄电池的状态。
59.需要说明的是，备用蓄电池状态调节单元具体包括充电机和放电器。当当运行中的蓄电池处于均充或者浮充状态时，控制器将对充电机的电压进行调节，与运行中的蓄电池一样，保持相同的充电电压，并断开放电器的连接；当运行中的蓄电池处于放电状态时，控制器将断开蓄电池与充电机的连接，并调节放电器的功率，与运行中蓄电池的放电电流保持一致。
60.基于上述系统设置，以下对该同步蓄电池管理系统的系统安装方式进行详细介绍。
61.如图2，左侧代表了各站点的安装方式，每一个分散的站点(即a站直流电源系统蓄电池组、b站直流电源系统蓄电池组、
……
、n站直流电源系统蓄电池组)各配置一套信号采集与无线发射器，此装置用于当前各站点的运行参数，储存室是备用蓄电池管理的中心，所有的不同站点的蓄电池均在此集中管理，控制器根据不同站点的地址数据，来判定控制其对应的备用蓄电池，在这种管理下，即使经过长时间的运行，其备用蓄电池的运行外部环境，充放电电压电流等完全与运行中的蓄电池数据保持一致，那么就可以随时进行失效蓄电池的替换，此时备用蓄电池因为与站点中运行的蓄电池组经历完全同步，因此在替换之后，其内部状态及内阻等参数高度一致，有效的保障了整组蓄电池的功效。
62.本实施例提供了一种同步蓄电池管理系统，其中提供的管理系统包括信息采集单元，状态控制单元、温湿度调节单元和备用蓄电池状态调节单元，其中状态控制单元根据信
息采集单元采集得到的状态信息向温湿度调节单元和备用蓄电池状态调节单元发出指令，以便调节备用蓄电池的环境温湿度和状态与运行中的蓄电池组一致，从而保证备用蓄电池的运行外部环境，充放电电压电流等完全与运行中的蓄电池数据保持一致，便于随时进行失效蓄电池的替换，此时备用蓄电池因为与站点中运行的蓄电池组经历完全同步，因此在替换之后，其内部状态及内阻等参数高度一致，有效的保障了整组蓄电池的功效。
63.以上是对本发明的同步蓄电池管理系统的实施例进行的详细介绍，以下将对本发明的同步蓄电池管理方法的实施例进行详细的介绍。
64.请参阅图3，本实施例提供同步蓄电池管理方法，包括：
65.s101：采集运行中的蓄电池组的状态信息。
66.需要说明的是，采集运行中的蓄电池组的状态信息之后还包括将运行中的蓄电池组的状态信息进行单向无线传输。
67.运行中的蓄电池组的状态信息具体包括运行中的蓄电池组的环境温湿度信息、运行中的蓄电池组的充电机运行参数信息和运行中的蓄电池组的放电电流信息。
68.s102：根据状态信息调节存储备用蓄电池的储存室的温湿度和备用蓄电池的状态。
69.需要说明的是备用蓄电池的状态具体包括备用蓄电池的充电状态和备用蓄电池的放电状态。
70.本实施例提供一种同步蓄电池管理方法，本实施例提供的方法为采集正常使用蓄电池的数据，如果蓄电池处于充电状态，那么备用蓄电池就处于充电状态，如果是放电状态，那么备用蓄电池也处于放电状态，其放电的电流，时间等参数完全保持一致，这样虽然备用的蓄电池与正常使用的蓄电池处于不同的空间，但是实际上其运行的时间、周围的温湿度环境、充放电的状态等完全一致，那么这样备用蓄电池就会与使用中的蓄电池处于相同的使用状态，由于正常使用的蓄电池其失效原因是与其串联的蓄电池有关，而备用的蓄电池均是独立运行的，那么其就不会受到串联蓄电池的影响，其运行轨迹均是正常的，一旦串联的蓄电池中有部分电池失效，就可以直接用管理平台上的电池进行替换，这样可以恢复到蓄电池此时较好的水平，有利于蓄电池的最大化利用。
71.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。