一种电力变电站蓄电池的自动节能在线运维方法、系统及存储介质与流程

文档序号:39919258发布日期:2024-11-08 20:11阅读:71来源:国知局

本发明属于蓄电池储能节能,尤其涉及一种电力变电站蓄电池的自动节能在线运维方法、系统及存储介质。


背景技术:

1、现有技术中通常只能监测单个蓄电池组,无法对整个变电站的多组蓄电池进行全面监测,无法获取电力系统中其他相关设备的运行状态,无法实现全面的状态监测和分析。此外,设备数据采集和存储功能有限,无法长期高频率记录全面的运行数据,缺乏数据分析和可视化呈现的能力,不利于维护人员进行决策。

2、目前也多为独立的监测模块,与变电站其他监控系统集成程度较低,缺乏与上位机系统的无缝对接,无法实现全面的远程运维管理。另一方面主要侧重于电池电压、电流等基本参数的监测,无法提供深入的电池状态分析和预测,缺乏对电池老化、充放电特性等关键特性的综合评估功能。

3、因此,如何设计一种可以提高安全化水平、数据处理能力以及可靠性等方面,降低切换风险,是当前亟待解决的问题。


技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的缺陷,本发明提供一种电力变电站蓄电池的自动节能在线运维装置,包括:

2、由辅助供电单元将直流母线电压转换成设备所需的12v/5v/3.3v电压,为远程核容主控进行供电,其中,所述辅助供电单元的电源来自于直流母线;

3、通过蓄电池远程平台下发核容指令,所述指令由后台通信单元转发到所述远程核容主控,由所述远程核容主控启动核容前自检工作;

4、所述远程核容主控向蓄电池组边缘计算终端发送获取电池状态指令,所述蓄电池组边缘计算终端驱动电池监控传感器进行内阻图谱测试、温度和电压参数的采集,所述蓄电池边缘计算终端将电池状态反馈给所述远程核容主控,还包括,电流采集单元将获取到的电池组电流状态反馈给所述远程核容主控,电压采集单元将电池组电压和直流母线电压采集后实时发送给所述远程核容主控;

5、由放电保护单元启动自检程序,对肖特基二极管d1和d2的导通压降和常闭接触器kc1的内阻进行自检,所述远程核容主控对核容前的所有状态进行逐项对比判断,符合核容条件时,所述远程核容主控控制放电保护驱动单元驱动所述放电保护单元的常开接触器ko1闭合,再断开常闭接触器kc1,常闭接触器kc1安全断开后,再断开ko1常开接触器;

6、所述远程核容主控控制dc/dc放电单元进行放电,通过dc/dc的隔离降压变换,输出直流电压范围,输出电压的负极与蓄电池组正极连接,输出电压的正极与直流母线连接;

7、所述远程核容主控实时监测蓄电池组对直流用电负荷的放电电流,并控制dc/ac补偿放电单元启动,所述dc/ac补偿放电单元将电池组直流电能转换交流电能为实际交流负荷提供电量,所述远程核容主控实时控制所述dc/ac补偿放电单元的电池端输入电流,保证蓄电池组放电总电流等于直流用电负荷电流与dc/ac电池端输入电流之和;

8、所述远程核容主控判断到达核容中止条件时,停止所述dc/ac补偿放电单元,维持所述dc/dc放电单元对所述直流用电负荷的供电状态,确定所述直流电源工作正常时再停止dc/dc放电单元,控制放电保护单元的常开接触器ko1闭合,常闭接触器kc1闭合、常开接触器ko1断开,系统恢复。

9、其中,动态调整dc/dc放电单元的输出电压,包括:

10、建立dc/dc放电单元的动态模型:包括dc/dc转换器、电池以及负载的模型,所述模型包括dc/dc转换器的输入电压、输出电压和功率流,电池的soc、内阻、容量;

11、利用动态模型结合实时监测的电池和负载状态数据,预测电池的剩余电量、soc、温度以及负载的功率需求;

12、根据预测的电池和负载状态,采用数值优化算法动态调整dc/dc转换器的输出电压,在满足负载供电需求的同时,尽可能降低dc/dc转换器的输出电压;

13、将优化后的电压设定值反馈给dc/dc放电单元,并持续监测系统运行状态,及时更新模型参数和优化决策。

14、其中,采用多频率内阻图谱进行图谱绘制,包括:

15、对电池输入δi激励电流,并变换频率fn,采集电池因电流激励产生的波动电压δv,根据函数f(xn)=fn(δv/δi)计算电池的实部内阻xn,其中,n为频率变量,范围是0.5hz-7.5khz;

16、通过fft傅里叶函数计算出抗性造成电池激励电流δi与波动电压δv产生相位差θ,使用函数f(yn)=tanθ*fn(δv/δi)计算电池的虚部的内阻值yn,其中,n为频率变量范围是0.5hz-7.5khz;

17、通过对应频率下计算出来的电池实部内阻xn和虚部内阻yn的值,绘制纳奎斯特图谱,其中,横坐标为实部内阻,纵坐标为虚部内阻,通过图谱来分析电池的容量及实时温度反馈。

18、其中,电压采集包括:

19、在电池正负极端接入电压测量线,采用高输入阻抗的电压采集电路实时监测电压;

20、采用mcu的内置adc通道或外接专用电压采集芯片采集电压。

21、其中,温度采集包括:

22、在电池表面或内部关键位置贴附温度传感器,并采用温度采集电路对温度传感器输出进行放大、滤波和数字化,通过监测电池温度变化判断电池的工作状态,并进行热管理控制。

23、其中,到达核容中止条件,包括以下至少一项:

24、放电设定时间到,放电设定容量到,放电设定电压下限到,放电设定单节下限电压到等,异常状态如温度超过设定阈值,直流母线电压超设定阈值,蓄电池组电压超设定阈值,设备各单元异常告警。

25、其中,所述肖特基二极管d1与d2并联连接,常开接触器ko1和常闭接触器kc1并联连接。

26、其中,还包括一种电力变电站蓄电池的自动节能在线运维系统的操作方法,包括:

27、实时监测电池的电压、电流、温度状态参数,建立电池组动态等效模型;

28、基于机器学习算法和历史负载数据预测功率需求变化,根据电池组的当前状态和未来负载预测,实时调节控制dc/dc放电单元和dc/ac补偿放电单元的工作状态;

29、持续监测系统运行状况,动态调整优化算法和修正优化策略。

30、通过蓄电池远程平台下发核容指令,由所述远程核容主控启动核容前自检工作;所述远程核容主控向蓄电池组边缘计算终端发送获取电池状态指令;由放电保护单元启动自检程序,所述远程核容主控对核容前的所有状态进行逐项对比判断,符合核容条件时,所述远程核容主控控制放电保护驱动单元驱动所述放电保护单元的常开接触器ko1闭合,再断开常闭接触器kc1,常闭接触器kc1安全断开后,再断开ko1常开接触器;所述远程核容主控控制dc/dc放电单元进行放电;所述远程核容主控实时监测蓄电池组对直流用电负荷的放电电流,并控制dc/ac补偿放电单元启动,所述dc/ac补偿放电单元将电池组直流电能转换交流电能为实际交流负荷提供电量;所述远程核容主控判断到达核容中止条件时,停止所述dc/ac补偿放电单元,维持所述dc/dc放电单元对所述直流用电负荷的供电状态,确定所述直流电源工作正常时再停止dc/dc放电单元,控制放电保护单元的常开接触器ko1闭合,常闭接触器kc1闭合、常开接触器ko1断开,系统恢复。本发明可以有效确保系统各项状态符合核容条件,提高了安全性,实时监测蓄电池组放电电流,并动态控制dc/ac补偿放电单元,可以精确匹配实际负载需求,通过dc/dc和dc/ac补偿放电单元,既能为直流负载供电,也能将电池组电能转换为交流电供给实际负载。

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