一种基于LAN的变电站蓄电池在线除硫养护方法与流程

本发明涉及变电站设备在线监测技术领域，具体涉及一种基于LAN的变电站蓄电池在线除硫养护方法。

背景技术：

铅酸蓄电池目前已被广泛应用于电力系统。由于蓄电池平时都是并联在整流设备上并处于浮充状态中，时间一长，蓄电池就会出现活化物资脱落、电解液干涸、极板变形、极板腐蚀及硫化等异常情况，从而导致蓄电池容量降低甚至失效，一旦市电中断，极有可能酿成电力供电中断等重大事故。虽然大部分厂家声称其蓄电池的设计寿命在5年以上，但是，在实际使用中许多电池寿命只有2～3年时间，条件恶劣者1～2年后便会出现容量明显下降现象。

通常造成蓄电池劣化的一个主要原因就是由于蓄电池组中各单节电池均匀性的差异，导致充电时各单体电池不均匀(放电后的电池如不能及时充饱就会产生“硫化”)，蓄电池组中未充满的一节或某几节单体电池因充不饱而“硫化”，“硫化”的蓄电池内阻增大，这便使其与组内的其它各节电池的差异更大，进而导致电池内“硫化”加重，形成恶性循环，使电池在充放电使用过程中容量累积性下降，这是铅酸蓄电池劣化速度加快的主要原因。

目前，对于变电站蓄电池组除硫化大多是定期举行检修维护，出去平日的日常维护外增加了工作人员的负担，而且人工使用除硫化仪器，需要对每个蓄电池进行检测，判断蓄电池的硫化程度后才能除硫化，使得整个工作的时间大大增加，这样一些硫化较为严重蓄电池不能及时除硫，使得整个变电站的工作效率大大降低。

这些损坏较大的蓄电池在工作数年之后就要更换。这项工作本身的成本花费很高而且还需要大量人力。更为严重的是，在处置这项蓄电池过程中会对环境造成破坏。如何延长蓄电池供电时间和使用寿命，提高资源的利用率，是我们关注的焦点，虽然并不是所有的落后电池都可以修复，但铅酸蓄电池的修复技术带来的效益是毋庸置疑的。许多蓄电池由于硫酸化作用而过早地出现使用寿命终止的迹象。实际上，被废弃的电池中有90％是可以利用蓄电池修复系统进行修复的。

公开号为102709611A的发明公开了一种通信基站蓄电池组精细维护方法，该方法包括步骤：监测蓄电池的实际容量；将蓄电池的实际容量与阈值容量进行比较；当蓄电池的实际容量大于该阈值容量时，进行蓄电池在线容量配组；以及当蓄电池的实际容量小于或等于该阈值容量时，进行蓄电池更换。本发明还公开了一种通信基站蓄电池组后备电源系统，其利用本发明的通信基站蓄电池组精细维护方法对蓄电池进行精细维护，但是该发明自动化程度较低，对于现在大多数的无人变电站来说不适用。

网络不仅改变了设备连接形式，而且可以通过设备信息的集中和融合提高了设备的智能化。在构造网络互连环境下，本发明进一步研究网络环境下蓄电池监控数据的加工处理，以实现蓄电池监测软计算模型的动态进化。本发明采取了监测装置与维护、保养互动的设计方案，在互动过程中采集蓄电池各项参数，采用计算机进行数据处理的优势，对电池劣化指标和剩余容量进行在线动态计算评估。

技术实现要素：

本发明所要解决的问题是提供一种基于LAN的变电站蓄电池在线除硫养护方法，该系统运用了互联网技术和物联网技术将无人值守变电站内的蓄电池组连接起来，将各个蓄电池组监测信息进行汇总并传输至总控中心，使得变电站集蓄电池除硫养护、在线内阻测试技术、远程监控、分析于一体，智能化程度高，且网络传输速度很快，信号稳定，一有告警信息及时传送，故障及时处理，避免动力事故的发生，提高网络质量。

一种基于LAN的变电站蓄电池在线除硫养护方法，采集蓄电池的电流、电压、内阻，反馈至控制单元，当蓄电池出现内阻增大或容量未充满但电压已经升至满值时对蓄电池进行充电处理，若电池仍未恢复性能，便启动在线除硫，当蓄电池硫化解决后，再转入正常充电功能，所述控制单元将采集到的蓄电池信息以及蓄电池除硫信息发送至基站，所述基站进行存储，每一个变电站建立一个后台服务器，再通过建立一个星形结构的局域网，将变电站内多数的基站接受到的信息传递至后台服务器，所述后台服务器对数据进行整理，绘制图形以及表格进行存储，所述后台服务器通过互联网将数据传递至总控中心，实时接收蓄电池电阻、电压、电流以及除硫维护信息，总控中心将接收到的信息进行存储和整理，对于即将报废的电池进行预警处理，发出地理坐标且通知运维人员进行更换，形成一种单独为蓄电池性能检测的私有物联网，所述总控中心对所述后台服务器传输来的数据信息进行处理，对运维人员进行调度，以此对无人值守变电站蓄电池进行自动化管理，所述总控中心包括工控机，所述工控机设置通信单元、数据库和信息监控单元，所述数据库支持数据管理、数据查询和数据显示，所述信息监控单元设置报警信息和预警提示，工控机作为整个系统的高层管理设备，通过VB软件编制程序，结合SQL Server 2000数据库管理软件，完成对蓄电池各项数据以及除硫工作的监测，将数据显示出来并且用图片展示出来，实现无人值守变电站远程智能监控，通过对传输来的数据可对出现故障的蓄电池进行报警，以及对即将损坏的蓄电池进行预警。

一种用于上述方法的基于LAN的变电站蓄电池在线除硫养护系统，包括监测单元、控制单元、充电除硫单元、蓄电池、基站、后台服务器和总控中心，所述监测单元对所述蓄电池进行电阻、电压、电流信息采集，所述控制单元与所述监测单元和充电除硫单元连接，所述充电除硫单元与所述蓄电池连接，所述控制单元通过RS485通讯接口与所述基站连接，所述基站通过星形局域网与所述后台服务器连接，所述后台服务器通过有线光纤与所述总控中心连接。

所述控制单元包括单片机、继电器、A/D转换器，所述单片机与所述继电器连接，所述单片机与所述A/D转换器连接。

所述基站包括计算机和网络适配器。

所述后台服务器包括一台服务器，所述服务器与所述基站之间建立星形局域网连接。

所述通信单元通过2G、3G、4G网络中的一种与运维人员携带的远程通讯装置连接。

本发明的有益效果是：本发明的保护方法，首先采集蓄电池的电流、电压、内阻，反馈至控制单元，当蓄电池出现内阻增大或容量未充满但电压已经升至满值时对蓄电池进行充电处理，若电池仍未恢复性能，便启动在线除硫，当蓄电池硫化解决后，再转入正常充电功能，所述控制单元将采集到的蓄电池信息以及蓄电池除硫信息发送至基站，所述基站进行存储，每一个变电站建立一个后台服务器，再通过建立一个星形结构的局域网，将变电站内多数的基站接受到的信息传递至后台服务器，所述后台服务器对数据进行整理，绘制图形以及表格进行存储。可以实现对蓄电池电流、电压、内阻的信息监测，并通过充电来检测蓄电池是否存在硫化现象，若存在便可自动控制对蓄电池进行除硫工作，且通过将控制单元的数据传输至基站，实现数字化、图形化监控，基站通过星形局域网与后台服务器展开连接，星形局域网模式对数据传输速度快，并且网络构形简单、建网容易、便于后台服务器对基站控制和管理。

所述后台服务器通过互联网将数据传递至总控中心，实时接收蓄电池电阻、电压、电流以及除硫维护信息，总控中心将接收到的信息进行存储和整理，对于即将报废的电池进行预警处理，发出地理坐标且通知运维人员进行更换，形成一种单独为蓄电池性能检测的私有物联网，所述总控中心对所述后台服务器传输来的数据信息进行处理，对运维人员进行调度，以此对无人值守变电站蓄电池进行自动化管理。将数据发送至总控中心，实现无人值守变电站远程智能监控，通过对传输来的数据可对出现故障的蓄电池进行报警，以及对即将损坏的蓄电池进行预警，并通知运维人员损坏蓄电池的地点，及时更换蓄电池，且形成一个私有物联网模式，使得蓄电池在线除硫系统更加智能化、自动化，对大范围的无人值守变电站实现远程在线综合监控，不受时间、地域影响，数据传输稳定及时。

本发明系统包括监测单元、控制单元、充电除硫单元、蓄电池、基站、后台服务器和总控中心，所述监测单元对所述蓄电池进行电阻、电压、电流信息采集，所述控制单元与所述监测单元和充电除硫单元连接，所述充电除硫单元与所述蓄电池连接，所述控制单元通过RS485通信接口与所述基站连接，所述基站通过星形局域网与所述后台服务器连接，所述后台服务器通过有线光纤与所述总控中心连接。本发明通过监测单元对蓄电池电阻、电压、电流信息采集，反馈至控制单元，控制单元控制充电除硫单元对蓄电池进行充电，检测容量、电压是否提升，电阻是否增大，若还未到达满值但是电压已经满值且电阻也增大，则说明蓄电池发生了硫化现象，启动充电除硫单元的除硫功能对蓄电池进行除硫，当蓄电池性能基本恢复后，停止对蓄电池除硫，且控制单元接收的信息通过RS485通信接口传输至基站，基站通过总控模式来对控制单元实现控制，其传输速度快、抗干扰能力强、传输距离远，且一个基站最多实现与一百二十八个控制单元连接，再将基站获取的信息传输至后台服务器，实现对整个无人值守变电站所有蓄电池的性能监测，并将所有数据汇总至后台服务器，再通过后台服务器将数据传输至总控中心，实现无人值守变电站远程智能监控，通过对传输来的数据可对出现故障的蓄电池进行报警，以及对即将损坏的蓄电池进行预警，并通知运维人员损坏蓄电池的地点，及时更换蓄电池，且形成一个私有物联网模式，使得蓄电池在线除硫系统更加智能化、自动化，对大范围的无人值守变电站实现远程在线综合监控，不受时间、地域影响，数据传输稳定及时。

所述控制单元包括单片机、继电器、A/D转换器，所述单片机与所述继电器连接，所述单片机与所述A/D转换器连接。转换器将监测单元监测到的模拟量转换为数字量，传入单片机内，单片机控制继电器进而控制充电除硫单元对蓄电池完成充电或者除硫工作。

所述基站包括计算机和网络适配器，计算机通过网络适配器与后台服务器连接，计算机对蓄电池各项数据进行存储，再将其传输至后台服务器。

所述后台服务器包括一台服务器，所述服务器与所述基站之间建立星形局域网连接。所述服务器获取无人值守的变电站内所有基站的蓄电池监测以及除硫信息，星形局域网模式对数据传输速度快，并且网络构形简单、建网容易、便于后台服务器对基站控制和管理。

所述总控中心包括工控机，所述工控机设置通信单元、数据库和信息监控单元，所述数据库支持数据管理、数据查询和数据显示，所述信息监控单元设置报警信息和预警提示。工控机作为整个系统的高层管理设备，通过VB软件编制程序，结合SQL Server 2000数据库管理软件，完成对蓄电池各项数据以及除硫工作的监测，将数据显示出来并且用图片展示出来，实现无人值守变电站远程智能监控，通过对传输来的数据可对出现故障的蓄电池进行报警，以及对即将损坏的蓄电池进行预警。

所述通信单元通过2G、3G、4G网络中的一种与运维人员携带的远程通讯装置连接。运维人员携带远程通讯装置，总控中心通过通信单元远程发送事故信息至远程通讯装置，通知运维人员需要更换蓄电池以及需要更换的蓄电池信息，形成一个私有物联网模式，使得蓄电池在线除硫系统更加智能化、自动化，对大范围的无人值守变电站实现远程在线综合监控，不受时间、地域影响，数据传输稳定及时。

本发明利用局域网网速较高，可以保障信号传播的快速性，并且在变电站内建立一个小型局域网，设备成本较低；可以减少工作人员的负担，可以避免定期举行的检测维修，只需在总控中心就能实现所有蓄电池组的除硫养护；建立一个私有物联网模式，使得蓄电池在线除硫系统更加智能化、自动化，对大范围的无人值守变电站实现远程在线综合监控，不受时间、地域影响，数据传输稳定及时；避免蓄电池的烧坏和爆炸的风险，大大节约人工维护成本，提高劳动效率，同时对蓄电池及时到位进行维护，延长蓄电池使用寿命，降低电池使用总量，也减少了报废电池对环境的破坏，带来巨大的带来节能环保效益、安全效益和经济效益。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步描述：

图1是本发明基于LAN的变电站蓄电池在线除硫养护方法及系统的系统结构图；

图2是本发明基站与后台服务器连接的系统结构图；

图3是本发明总控中心与后台服务器的系统结构图。

具体实施方式

实施例一

如图1、图2和图3所示：本发明提供了一种基于LAN的变电站蓄电池在线除硫养护方法，采集蓄电池7的电流、电压、内阻，反馈至控制单元1，当蓄电池7出现内阻增大或容量未充满但电压已经升至满值时对蓄电池进行充电处理，若蓄电池7仍未恢复性能，便启动在线除硫，当蓄电池7硫化解决后，再转入正常充电功能，所述控制单元1将采集到的蓄电池7性能信息以及蓄电池7除硫信息发送至基站2，所述基站2进行存储，每一个变电站建立一个后台服务器3，再通过建立一个星形结构的局域网，将变电站内多数的基站2接受到的信息传递至后台服务器3，所述后台服务器3对数据进行整理，绘制图形以及表格进行存储。可以实现对蓄电池7电流、电压、内阻的信息监测，并通过充电来检测蓄电池是否存在硫化现象，若存在便可自动控制对蓄电池7进行除硫工作，且通过将控制单元1的数据传输至基站2，实现数字化、图形化监控，基站2通过星形局域网与后台服务器3展开连接，星形局域网模式对数据传输速度快，并且网络构形简单、建网容易、便于后台服务器3对基站2控制和管理。

所述后台服务器3通过互联网将数据传递至总控中心4，实时接收蓄电池7电阻、电压、电流以及除硫维护信息，总控中心4将接收到的信息进行存储和整理，对于即将报废的电池进行预警处理，发出地理坐标且通知运维人员进行更换，形成一种单独为蓄电池性能检测的私有物联网，所述总控中心4对所述后台服务器3传输来的数据信息进行处理，对运维人员进行调度，以此对无人值守变电站蓄电池进行自动化管理。将数据发送至总控中心4，实现无人值守变电站远程智能监控，通过对传输来的数据可对出现故障的蓄电池进行报警，以及对即将损坏的蓄电池进行预警，并通知运维人员损坏蓄电池的信息，及时更换蓄电池，且形成一个私有物联网模式，使得蓄电池在线除硫系统更加智能化、自动化，对大范围的无人值守变电站实现远程在线综合监控，不受时间、地域影响，数据传输稳定及时。

实施例二

如图1、图2和图3所示：本发明还提供了一种用于上述方法的基于LAN的变电站蓄电池在线除硫养护系统，包括监测单元5、控制单元1、充电除硫单元6、蓄电池7、基站2、后台服务器3和总控中心4，所述监测单元5对所述蓄电池7进行电阻、电压、电流信息采集，所述控制单元1与所述监测单元5和充电除硫单元6连接，所述充电除硫单元6与所述蓄电池7连接，所述控制单元1通过RS485通信接口与所述基站2连接，所述基站2通过星形局域网与所述后台服务器3连接，所述后台服务器3通过有线光纤与所述总控中心4连接。本发明通过监测单元5对蓄电池7电阻、电压、电流信息采集，反馈至控制单元1，控制单元1控制充电除硫单元6对蓄电池7进行充电，检测容量、电压是否提升，电阻是否增大，若容量还未到达满值但是电压已经满值且电阻也增大，则说明蓄电池7发生了硫化现象，启动充电除硫单元6的除硫功能对蓄电池7进行除硫，当蓄电池7性能基本恢复后，停止对蓄电池7除硫，且控制单元1接收的信息通过RS485通讯接口传输至基站2，基站2通过总控模式来对控制单元1实现控制，其传输速度快、抗干扰能力强、传输距离远，且一个基站最多实现与一百二十八个控制单元连接，再将基站2获取的信息传输至后台服务器3，实现对整个无人值守变电站所有蓄电池的性能监测，并将所有数据汇总至后台服务器3，再通过后台服务器3将数据传输至总控中心4，实现无人值守变电站远程智能监控，通过对传输来的数据可对出现故障的蓄电池进行报警，以及对即将损坏的蓄电池进行预警，并通知运维人员损坏蓄电池的地点，及时更换蓄电池，且形成一个私有物联网模式，使得蓄电池在线除硫系统更加智能化、自动化，对大范围的无人值守变电站实现远程在线综合监控，不受时间、地域影响，数据传输稳定及时。

所述控制单元1包括单片机10、继电器9、A/D转换器8，所述单片机10与所述继电器9连接，所述单片机10与所述A/D转换器8连接。转换器将监测单元5监测到的模拟量转换为数字量，传入单片机10内，单片机10控制继电器9进而控制充电除硫单元6对蓄电池7完成充电或者除硫工作。

所述基站2包括计算机17和网络适配器11，计算机17通过网络适配器11与后台服务器3连接，计算机17对蓄电池7各项数据进行存储，再将其传输至后台服务器3。

所述后台服务器3包括一台服务器12，所述服务器12与所述基站2之间建立星形局域网连接。所述服务器12获取无人值守的变电站内所有基站2的蓄电池7监测以及除硫信息，星形局域网模式对数据传输速度快，并且网络构形简单、建网容易、便于后台服务器3对基站2控制和管理。

所述总控中心4包括工控机13，所述工控机13设置通信单元16、数据库14和信息监控单元15，所述数据库14支持数据管理、数据查询和数据显示，所述信息监控单元15设置报警信息和预警提示。工控机13作为整个系统的高层管理设备，通过VB软件编制程序，结合SQL Server 2000数据库管理软件，完成对蓄电池各项数据以及除硫工作的监测，将数据显示出来并且用图片展示出来，实现无人值守变电站远程智能监控，通过对传输来的数据可对出现故障的蓄电池进行报警，以及对即将损坏的蓄电池进行预警。

所述通信单元15通过2G、3G、4G网络中的一种与运维人员携带的远程通讯装置连接。运维人员携带远程通讯装置，总控中心4通过通信单元15远程发送事故信息至远程通讯装置，通知运维人员需要更换蓄电池以及需要更换的蓄电池信息，形成一个私有物联网模式，使得蓄电池在线除硫系统更加智能化、自动化，对大范围的无人值守变电站实现远程在线综合监控，不受时间、地域影响，数据传输稳定及时。