一种电力直流电源蓄电池远方核容方法及系统与流程

本发明涉及电源系统蓄电池核容的技术领域，特别涉及一种电力直流电源蓄电池远方核容方法及系统。

背景技术：

电力系统供电变电站除了设置有相应的电力变电设备外，还设有用于为控制保护设备进行供电的直流电源系统以及用于为通信设备进行供电的直流电源系统等，而这些直流电源系统通常都配置有大量的蓄电池，这样使得当市电应故障无法正常供电时，该蓄电池能够作为后备电源为控制保护设备和通信设备等负载进行供电，从而保证电力系统的控制保护设备和通信设备能够持续正常工作，以避免发生重大电力停电事故。通常而言，电力系统供电变电站中用于控制保护设备的直流电源系统一般采用55节2v规格的蓄电池串联成110v的蓄电池组、或者110节2v规格的蓄电池串联成220v的蓄电池组、或者其他规格的蓄电池组合等，而电力系统供电变电站中用于通信设备的直流电源系统一般采用24节2v规格的蓄电池串联成48v的蓄电池组、或者其他规格的蓄电池组合等。

虽然，蓄电池组广泛用作电力系统供电变电站的直流电源系统，但是这类蓄电池组在使用过程中存在不同的风险问题。比如，使用环境条件的变化会对蓄电池组造成损坏，这是有各种蓄电池都分别具有相应的正常工作环境温度和湿度范围，由于电力系统现场条件的制约或者环境条件的改变导致其使用环境达不到相应的正常工作条件要求，特别在温度过高或者温度过低的情况下，蓄电池都可能存在开裂、内阻变大、内部电路开路、工作过热、蓄电性能下降或者供电电压过低等不同的问题；使用环境条件的变化还会使得蓄电池内部材料劣化造成蓄电池损坏，特别是当某节蓄电池内部材料劣化后，其会影响其所在蓄电池组的整体供电性能；此外，蓄电池的充放电次数达到相应的寿命次数或者蓄电池在使用过程中存在过充或者过放(即蓄电池充电时其电压超过上限电压或者蓄电池放电时其电压超过下限电压)等不当使用情况，都会严重损坏蓄电池导致其不能正常工作。为了克服蓄电池组在使用过程中由于上述不同的问题导致蓄电池组容量达不到预期容量的问题，电力公司需要定期核容来检查蓄电池组的容量是否满足要求，一般来说，新蓄电池组前四年中每两年核容一次，四年后每年核容一次。

技术实现要素：

目前对蓄电池进行核容的操作中，电力公司通常是采用放电仪设备在变电站现场进行放电核容操作，其具体为按照蓄电池容量0.1c持续进行电流恒流放电10小时，然后记录相应的电流和电压等参数，以计算蓄电池的容量。由于一般放电仪设备是采用电阻负载发热和风扇制冷散热的，放电仪设备的工作热量会发散在变电站的内部空间中，而放电仪设备的工作热量大，并且工作人员需要在每个变电站现场看守10小时，这极容易发生热事故。此外，上面介绍的核容方法还存在放电仪设备工作热量发散到空气中，这一部分热量没有得到充分利用而导致能量的白白损耗，工作人员需要在每个变电站现场值守10小时，并且变电站的数量巨大，这种核容方式不仅耗费大量的人力时间同时也对工作人员带来极大的工作压力。可见，现有的对变电站中蓄电池的核容方法都是基于人手逐一长时间工作来实现的，这种核容方式不仅花费巨大的人力物力、核容过程中存在巨大的能量浪费，并且其核容效率极其低下，其并不适应日益发展完整的供电网络的建设和维护需求。

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种电力直流电源蓄电池远方核容方法和远方核容系统，该远方核容方法和远方核容系统通过对变电站中的蓄电池组进行远程控制和监测，并且远程获取蓄电池在放电和充电等不同过程中的工作参数以及该不同过程中变电站现场的视频信号和声音信号，再根据上面远程获取的工作参数、视频信号和声音信号来进行相应的核容计算。该远方核容方法和远方核容系统并不需要工作人员亲自在变电站现场进行长时间的值守也能够实时获得蓄电池组相应的核容结果，并且该远方核容方法和远方核容系统还能够有效地利用蓄电池在核容过程中产生的能量。可见，该远方核容方法和远方核容系统不仅核容效率高，操作简单、安全和可靠，并且还充分地进行能量的回收利用，这明显优于现有技术中的核容模式。

本发明提供一种电力直流电源蓄电池远方核容方法，其特征在于，所述远方核容方法包括如下步骤：

步骤(1)，检测和获取蓄电池组的第一参数，同时采集关于所述蓄电池组所处场所的现场视频信号和现场声音信号，将所述第一参数、所述现场视频信号和所述现场声音信号进行传输反馈，并根据所述第一参数、所述现场视频信号和所述现场声音信号判断所述蓄电池组的第一参数正常与否；

步骤(2)，获取对所述第一参数正常与否的判断结果，若异常，则对所述蓄电池组进行修复操作，若正常，则对所述蓄电池组进行放电操作以及判断所述放电操作正常与否；

步骤(3)，获取对所述放电操作正常与否的判断结果，若异常，则执行对所述蓄电池组进行更换操作，若正常，则对所述蓄电池进行充电操作以及判断所述充电操作正常与否；

步骤(4)，获取对所述充电操作正常与否的判断结果，若异常，则执行对所述蓄电池组进行更换操作，并且将所述蓄电池组开关合上和并入其原来运行的直流系统电网，以结束当前对所述蓄电池组的远方核容操作；

进一步，在步骤(1)中，获取蓄电池组的第一参数包括所述蓄电池组的总电压、总电流、单节电池的电压、内阻和温度中的至少一者；或者，所述第一参数、所述现场视频信号和所述现场声音信号是通过内部网络进行传输反馈，并且在所述内部网络发生异常时，所述第一参数、所述现场视频信号和所述现场声音信号则通过4g或5g备用网络进行传输反馈；

进一步，在步骤(2)中，若所述第一参数异常，则对所述蓄电池组进行修复操作并再次重复步骤(1)直到所述第一参数正常为止；若所述第一参数正常，所述放电操作具体包括断开所述蓄电池组对应的开关，使所述蓄电池组脱离母线以及通过双向逆变电源将所述蓄电池组的电量放到电网中，同时获取所述蓄电池组在放电过程中对应的第二参数、放电过程对应的现场视频信号和现场声音信号，并根据所述第二参数、所述放电过程对应的现场视频信号和现场声音信号来判断所述放电操作正常与否；

进一步，在步骤(3)中，若所述放电操作异常，则对所述蓄电池组进行更换操作直到所述放电操作正常为止；若所述放电操作正常，所述充电操作具体包括合上所述蓄电池组对应的开关，使所述蓄电池组接入母线以及通过双向逆变电池将电网中的交流电转换成直流电，并以所述直流电对所述蓄电池组进行充电，同时获取所述蓄电池组在充电过程中对应的第三参数、所述充电过程对应的现场视频信号和现场声音信号，并根据所述第三参数、所述充电过程对应的现场视频信号和现场声音信号来判断所述充电操作正常与否；

进一步，在步骤(4)中，若所述充电操作异常，则对所述蓄电池组进行更换操作直到所述充电操作正常为止；若所述充电操作正常，则确定所述蓄电池组当前的电池容量满足其正常工作的需求；

进一步，所述第二参数、所述放电过程对应的现场视频信号和现场声音信号的传输反馈，或者所述第三参数、所述充电过程对应的现场视频信号和现场声音信号的传输反馈是通过内部网络进行传输反馈，并且在所述内部网络发生异常时，所述传输反馈则通过4g或5g备用网络进行；

本发明还提供一种电力直流电源蓄电池远方核容系统，所述远方核容系统包括远程管理控制单元、内部网络单元、蓄电池组控制单元、并网充放电单元、参数监测单元、视频采集单元、音频采集单元和蓄电池组，其特征在于：

所述参数监测单元用于获取所述蓄电池组的第一参数、所述蓄电池组在放电过程中对应的第二参数、所述蓄电池组在充电过程中对应的第三参数；

所述视频采集单元用于采集在获取所述第一参数的过程中所述蓄电池组所处场所的现场视频信号、所述放电过程中所述蓄电池组所处场所的现场视频信号、所述充电过程中所述蓄电池组所处场所的现场视频信号；

所述音频采集单元用于采集在获取所述第一参数的过程中所述蓄电池组所处场所的现场声音信号、所述放电过程中所述蓄电池组所处场所的现场声音信号、所述充电过程中所述蓄电池组所处场所的现场声音信号；

所述内部网络单元用于传输反馈所述第一参数、所述第二参数、所述第三参数、所有所述现场视频信号、所有所述现场声音信号；

所述并网充放电单元用于对所述蓄电池组执行放电操作或者充电操作；

所述蓄电池组控制单元用于控制所述并网充放电单元和所述参数监测单元的工作状态；

所述远程管理控制单元用于控制所述蓄电池组控制单元、所述视频采集单元、所述音频采集单元的工作状态；

进一步，所述远方核容系统还包括4g或5g备用网络单元，当所述内部网络单元发生异常时，所述4g或5g备用网络单元用于代替所述内部网络单元对所述第一参数、所述第二参数、所述第三参数、所有所述现场视频信号、所有所述现场声音信号进行传输反馈；

进一步，所述远方核容系统还包括电动开关单元，所述电动开关单元用于控制所述蓄电池组与母线之间进行闭合状态或者断开状态的切换；所述并网充放电单元执行所述放电操作具体包括所述蓄电池组控制单元指示所述电动开关单元断开所述蓄电池与所述母线之间的连接，同时所述并网充放电单元通过其内部的双向逆变电源将所述蓄电池组的电量放到电网中；所述并网充放电单元执行所述充电操作具体包括所述蓄电池组控制单元指示所述电动开关单元合上所述蓄电池与所述母线之间的连接，同时所述并网充放电单元通过其内部的双向逆变电源将电网中的交流电转换成直流电，并以所述直流电对所述蓄电池组进行充电；

进一步，所述参数监测单元获取所述蓄电池组的总电压、总电流、单节电池的电压、内阻和温度中的至少一者作为所述第一参数，获取所述蓄电池组在所述放电过程中的总电压、总电流、单节电池的电压和温度中的至少一者作为所述第二参数，获取所述蓄电池组在所述充电过程中的总电压、总电流、单节电池的电压和温度中的至少一者作为所述第三参数。

相比于现有技术，本发明的通过对变电站中的蓄电池组进行远程控制和监测，并且远程获取蓄电池在放电和充电等不同过程中的工作参数以及该不同过程中变电站现场的视频信号和声音信号，再根据上面远程获取的工作参数、视频信号和声音信号来进行相应的核容计算。该远方核容方法和远方核容系统并不需要工作人员亲自在变电站现场进行长时间的值守也能够实时获得蓄电池组相应的核容结果，并且该远方核容方法和远方核容系统还能够有效地利用蓄电池在核容过程中产生的能量。可见，该远方核容方法和远方核容系统不仅核容效率高，操作简单、安全和可靠，并且还充分地进行能量的回收利用，这明显优于现有技术中的核容模式。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种电力直流电源蓄电池远方核容方法的流程示意图；

图2为本发明提供的一种电力直流电源蓄电池远方核容系统的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1，为本发明实施例提供的一种电力直流电源蓄电池远方核容方法的流程示意图。该电力直流电源蓄电池远方核容方法可包括如下步骤：

步骤(1)，检测和获取蓄电池组的第一参数，同时采集关于所述蓄电池组所处场所的现场视频信号和现场声音信号，将所述第一参数、所述现场视频信号和所述现场声音信号进行传输反馈，并根据所述第一参数、所述现场视频信号和所述现场声音信号判断所述蓄电池组的第一参数正常与否。

优选地，在步骤(1)中，获取蓄电池组的第一参数包括该蓄电池组的总电压、总电流、单节电池的电压、内阻和温度中的至少一者；或者，该第一参数、该现场视频信号和该现场声音信号是通过内部网络进行传输反馈，并且在该内部网络发生异常时，该第一参数、该现场视频信号和该现场声音信号则通过4g或5g备用网络进行传输反馈。实际上，在步骤(1)中，通过采集参数数据、视频信号和声音信号等多元信息的方式，使得对蓄电池组状态的监测如同工作人员亲身位于变电站现场一样，通过该视频信号确定现场数据信息的真实可靠性，以避免干扰信号造成的数据失真问题，同时还通过该声音信号确认现场设备的操作是否执行到位以及动作执行的真实可靠性，并且还便于采取相应的远程处理方法避免干扰信号造成现场设备误动作或者不动作问题的出现。此外，该多元信息还可集成在一软件页面上，这样远程控制人员能够在该软件页面上同时获得不同形式的现场监测信息，并且还便于远程控制人员实时地和便捷地控制对应的参参数监测单元、视频采集单元、音频采集单元进行不同工作状态的变换，该多元信息采集的方式能够有效地确定监测参数的真实性、高效地确定现场设备动作执行情况、增加核容方法的可靠性，从而为变电站可能出现的异常应急情况提供相应的决策依据。优选地，通过4g或5g备用网络来在内部网络发生异常的情况下进行数据通讯，能够有效地确保远方核容方法的数据传输顺畅性。

步骤(2)，获取对所述第一参数正常与否的判断结果，若异常，则对所述蓄电池组进行修复操作，若正常，则对所述蓄电池组进行放电操作以及判断所述放电操作正常与否。

优选地，在步骤(2)中，若该第一参数异常，则对该蓄电池组进行修复操作并再次重复步骤(1)直到该第一参数正常为止；若该第一参数正常，该放电操作具体包括断开该蓄电池组对应的开关，使该蓄电池组脱离母线以及通过双向逆变电源将该蓄电池组的电量放到电网中，同时获取该蓄电池组在放电过程中对应的第二参数、放电过程对应的现场视频信号和现场声音信号，并根据该第二参数、该放电过程对应的现场视频信号和现场声音信号来判断该放电操作正常与否。

步骤(3)，获取对所述放电操作正常与否的判断结果，若异常，则执行对所述蓄电池组进行更换操作，若正常，则对所述蓄电池进行充电操作以及判断所述充电操作正常与否。

优选地，在步骤(3)中，若该放电操作异常，则对该蓄电池组进行更换操作直到该放电操作正常为止；若该放电操作正常，该充电操作具体包括合上该蓄电池组对应的开关，使该蓄电池组接入母线以及通过双向逆变电池将电网中的交流电转换成直流电，并以该直流电对该蓄电池组进行充电，同时获取该蓄电池组在充电过程中对应的第三参数、该充电过程对应的现场视频信号和现场声音信号，并根据该第三参数、该充电过程对应的现场视频信号和现场声音信号来判断该充电操作正常与否。可见，该双向逆变电池能够将蓄电池的电量放到电网中，以使电网充分利用电能和实现能源的节约，同时，该双向逆变电池能够把电网的交流电转换成直流电以给蓄电池供电，该双向逆变电池对蓄电池的放电操作和充电操作并不会产生热量，从而防止变电站发生热事故等，并且该操作还可具有智能控制接口，以接受远程监控中心的控制信号，便于进行远程控制操作。

步骤(4)，获取对所述充电操作正常与否的判断结果，若异常，则执行对所述蓄电池组进行更换操作，并且将所述蓄电池组开关合上和并入其原来运行的直流系统电网，以结束当前对所述蓄电池组的远方核容操作。

优选地，在步骤(4)中，若所述充电操作异常，则对所述蓄电池组进行更换操作直到所述充电操作正常为止；若所述充电操作正常，则确定所述蓄电池组当前的电池容量满足其正常工作的需求。

优选地，该第二参数、该放电过程对应的现场视频信号和现场声音信号的传输反馈，或者该第三参数、该充电过程对应的现场视频信号和现场声音信号的传输反馈是通过内部网络进行传输反馈，并且在该内部网络发生异常时，该传输反馈则通过4g或5g备用网络进行。

相应地，参阅图2，为本发明实施例提供的一种电力直流电源蓄电池远方核容系统的结构示意图。优选地，该远方核容系统是用于实施如图1所示的电力直流电源蓄电池远方核容方法的。该远方核容系统可包括远程管理控制单元、内部网络单元、蓄电池组控制单元、并网充放电单元、参数监测单元、视频采集单元、音频采集单元和蓄电池组。

优选地，该参数监测单元用于获取该蓄电池组的第一参数、该蓄电池组在放电过程中对应的第二参数、该蓄电池组在充电过程中对应的第三参数。

优选地，该视频采集单元用于采集在获取该第一参数的过程中该蓄电池组所处场所的现场视频信号、该放电过程中该蓄电池组所处场所的现场视频信号、该充电过程中该蓄电池组所处场所的现场视频信号。

优选地，该音频采集单元用于采集在获取该第一参数的过程中该蓄电池组所处场所的现场声音信号、该放电过程中该蓄电池组所处场所的现场声音信号、该充电过程中该蓄电池组所处场所的现场声音信号。

优选地，该内部网络单元用于传输反馈该第一参数、该第二参数、该第三参数、所有该现场视频信号、所有该现场声音信号。

优选地，该并网充放电单元用于对该蓄电池组执行放电操作或者充电操作。

优选地，该蓄电池组控制单元用于控制该并网充放电单元和该参数监测单元的工作状态。

优选地，该远程管理控制单元用于控制该蓄电池组控制单元、该视频采集单元、该音频采集单元的工作状态。

优选地，该远方核容系统还包括4g或5g备用网络单元，当该内部网络单元发生异常时，该4g或5g备用网络单元用于代替该内部网络单元对该第一参数、该第二参数、该第三参数、所有该现场视频信号、所有该现场声音信号进行传输反馈。

优选地，该远方核容系统还包括电动开关单元，该电动开关单元用于控制所述蓄电池组与母线之间进行闭合状态或者断开状态的切换；该并网充放电单元执行该放电操作具体包括该蓄电池组控制单元指示该电动开关单元断开该蓄电池与该母线之间的连接，同时该并网充放电单元通过其内部的双向逆变电源将该蓄电池组的电量放到电网中；该并网充放电单元执行该充电操作具体包括该蓄电池组控制单元指示该电动开关单元合上该蓄电池与该母线之间的连接，同时该并网充放电单元通过其内部的双向逆变电源将电网中的交流电转换成直流电，并以该直流电对该蓄电池组进行充电。

优选地，该参数监测单元获取该蓄电池组的总电压、总电流、单节电池的电压、内阻和温度中的至少一者作为该第一参数，获取该蓄电池组在该放电过程中的总电压、总电流、单节电池的电压和温度中的至少一者作为该第二参数，获取该蓄电池组在该充电过程中的总电压、总电流、单节电池的电压和温度中的至少一者作为该第三参数；或者，在所述蓄电池组放电完毕或者充电完毕后，同时获取所述蓄电池组中每节电池的电压、内阻或者温度作为相应的监测参数。

优选地，针对从蓄电池组获取的不同参数，还可根据该现场视频信号和现场声音信号判断该不同参数是否正常；其中，在判断该第一参数是否正常时，只需要通过判断该第一参数是都存在超过该蓄电池组对于该第一参数(比如电压和)可接受的最大值或者存在低于该蓄电池组对于该第一参数可接受的最小值、并且该第一参数是否与上一时刻对应的传回值存在较小差异的情况，该判断过程可基于下面方程式来实现

vmin≤vt≤vmaxand|1-vt/vt-1|≤0.1

在上述方程式中，vt为当前时刻传回的第一参数对应的电压值，vt-1为上一时刻传回的第一参数对应的电压值，vmax为蓄电池组可接受的最大电压值，vmin为蓄电池组可接受的最小电压值。

而在判断该第二参数和第三参数是否正常时，需要考虑蓄电池组合充电过程和放电过程中对应参数的变化情况；其中，蓄电池组在充电过程和放电过程中每节电池每次传回的理论电压值的计算过程如下

s＝rt/rs

v＝vt-1+dvt

在上述计算过程中，rt为充电过程或者放电过程开始前对于每节电池的测量内阻值，rs为每节电池的标称内阻值，cs为充电过程或者放电过程开始前每节电池的理论容量，t为本次充电过程或者本次放电过程中电压值数据传回的总次数，δt为相邻两次电流值数据传回的时间间隔，v为当前时刻回传的电压理论值，vt-1为上一时刻回传的电压值，i为该直流蓄电池组的工作电流，s、cs1、cs1、ii、dvt均为中间参数。

当判断确定该第二参数和第三参数异常时，将蓄电池组充电过程和放电过程中计算得到的理论电压值、与传回得到的电压值数据进行对比，由于在电压值数据传回过程中可能存在上一时段出现异常从而导致计算得到的理论电压值与实际电压值存在差异的情况，故还需要通过下面的异常对比公式，判断当前充电过程和放电过程是否正常，若满足下面异常对比公式，则可确定当前充电过程和放电过程为正常，该异常对比公式如下

|vt-(v+vt-1)/2|＜0.1*(v+vt-1)/2

在上述异常对比公式中，v为当前计算得到的理论电压值，vt为当前时刻回传的电压值，vt-1为上一时刻回传的电压值。

上面介绍的判断过程，不仅充分考虑了上一时刻是否对异常情况进行处理，还明确了异常情况判断处理的涉及的具体方法，从而使得不需要人工地对每一时刻进行异常判断，以节约异常判断的时间成本和减少人为主观因素对异常判断的影响。

该远方核容系统中不同内部功能单元的工作过程和作用可参照上述关于远方核容方法提及的工作过程，这里就不再做重复的累述了。

从上述实施例可以看出，该通过对变电站中的蓄电池组进行远程控制和监测，并且远程获取蓄电池在放电和充电等不同过程中的工作参数以及该不同过程中变电站现场的视频信号和声音信号，再根据上面远程获取的工作参数、视频信号和声音信号来进行相应的核容计算。该远方核容方法和远方核容系统并不需要工作人员亲自在变电站现场进行长时间的值守也能够实时获得蓄电池组相应的核容结果，并且该远方核容方法和远方核容系统还能够有效地利用蓄电池在核容过程中产生的能量。可见，该远方核容方法和远方核容系统不仅核容效率高，操作简单、安全和可靠，并且还充分地进行能量的回收利用，这明显优于现有技术中的核容模式。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。