张利娟 张志荣

摘要：随着电网的发展，蓄电池作为变电站直流设备供电电源，直接关系到变电站正常运行和供电安全。但是变电站交直流一体化电源系统在实际运用中，蓄电池容易出现老化失容、热失衡等问题，如果不能及时发现和维护，就会对供电安全和稳定造成不利影响。为了提升对变电站蓄电池的运维管理，解决传统监测系统的检测功能不足，以及安装接线烦冗等问题，本文提出一套智能的专家型的电池管理诊断系统，以满足当前变电站中对蓄电池的监测与维护管理要求。

关键词：蓄电池;在线维护;监控管理;变电站

引言

蓄电池组在变电站直流供电系统中发挥着重要作用，其稳定性、可靠性对于变电站电力设备的安全运行有非常重要意义。实现电力设备智能感知是建设电力物联网的重要一环，然而现行大部分蓄电池在线监测装置只能监测电压、温度等单一数据，缺乏统一的数据处理和诊断分析，有时甚至处于脱机状态，导致蓄电池组黑箱运行。基于此，本文中介绍一种智能蓄电池管理系统，既能够弥补传统电磁监测系统功能不足，又能够对蓄电池状态、内阻和故障进行分析，使蓄电池使用寿命得到延长，并确保供电安全和稳定。

1变电站蓄电池传统监测现状

目前在变电站直流电源系统中，大部分使用维护工作量比较小、可靠性较高的蓄电池，如阀控式铅酸蓄电池。实际使用过程中也会受到充电不足、不及时放电等因素影响，导致蓄电池出现硫化情况。对于变电站维护人员来说，定期人工维护只能通过手持或者传统在线监测设备检测电压值、电流值、温度值等进行参考判断，不能有效解决运行风险。在很多变电站，特别是地理位置相对偏僻的站点，使用的是以电压监测功能为主的较为简单的电池监测系统，通过下载本地存储数据，从电压异常或者温度异常来做简单判断，并未分析异常的本质。没有有效的运维管理，使得电池使用寿命大打折扣。长期维护实践表明，有些电池是可以通过维护修复来继续使用的，而不是粗暴的整组更换了之，造成不必要的浪费。

2蓄电池在线监测系统特点

蓄电池在线监测系统得到的监测数据具有高度精细化，影响蓄电池稳定运行不仅仅电池本身状态，还涉及直流系统的其他相关设备。为实现精细化运维，本系统监测数据包括蓄电池组端电压、组端电流、单体电压、单体内阻、单体容量、蓄电池组正负极温度、环境温度、纹波系数;以及充电装置输出电压、电流、充电装置输入电压、稳压精度、稳流精度、纹波系数、均流系数;直流母线电压、电流;馈电屏馈线支路对地电阻、对地电压等等。

系统能够全面显示状态异常及告警信息，如蓄电池组电压异常（充电过压、欠压或放电欠压）、单只蓄电池电压异常、蓄电池温度异常、环境温度异常、蓄电池组输出断路器脱扣、流馈线断路器脱扣总告警、馈线开关状态、直流母线电压异常（过压、欠压）、直流母线绝缘异常（绝缘电阻降低或接地）、交流进线电源异常、交流母线电压异常、交流输入电源异常（过压、欠压、缺相、零线故障）、高频整流模块异常（输入输出保护告警或故障）、直流馈线断路器脱扣总告警、馈线开关状态;支路绝缘异常、监控装置故障等等。通过此在线监测系统能够精准定位故障，排除隐患，保障安全基于多频点交流放电法检测技术，检测单体电池电压、极柱温度、内阻（极化内阻和欧姆内阻）、极化电容等，异常情况系统报警;快速定位故障与落后电池，预留维护准备时间。

3智慧云蓄电池管理系统应用

3.1系统开发

蓄电池智能在线维护监控管理系统开展的功能主要表现为：对脉冲除硫、均衡维护、监测保护等蓄电池维护技术进行应用，可确保蓄电池各节电池充电更加均衡，蓄电池使用寿命也会得到延长，同时整组电池供电能力也会得到显著提高;在工作机制方面采用多路输出方法，既能够避免对站点其他设备正常运行构成威胁，又能够确保蓄电池维护效率和效果;对蓄电池网络监控功能和在线维护功能有效结合起来，达到网络监控维护一体化效果;对蓄电池智能維护监控平台进行开发和建立，不但对蓄电池信息进行网络化管理，还能够对蓄电池在线维护情况和效果进行详细分析，针对存在的问题也能够及时发现和快速处理。

3.2系统构成

蓄电池智能在线维护监控管理系统主要由在线维护仪、服务器、网管平台3部分构成，具体表现为：①蓄电池在线维护仪。主要安装在蓄电池所在变电站站点，通过对站点供电状态、电池组端压等参数采集，然后将这些参数传送到给服务器端，再通过接收服务器发送各项指令对充电电压和除硫脉冲进行输出，以达到在线除硫维护和均衡充电目的;②服务器。该项系统服务器主要使用外网设备，通过将其与蓄电池在线维护仪发送模块相互连接起来，既能够实现电池运行参数及时采集和发送，又能够通过服务器传送控制指令，进而达到数据双向传输效果;③网管平台。主要安装在服务器当中，并负责界面显示、数据分析等工作，可以实现蓄电池各项参数实时查看、问题分析、维护指导等功能。

3.3系统硬件及功能

①在线维护功能实现。由于该项系统硬件设备主要为蓄电池在线维护仪，并且应用于单体电池为2V的蓄电池组，通过将输出线与电池组单体电池正负极柱进行分别连接，进而发挥脉冲除硫、均衡维护和检测保护作用。其中在脉冲除硫环节主要是对电池特性进行恢复，而均衡维护环节则是阻止电池再次出现硫化状态，而通过检测保护就能够使蓄电池始终处于安全运行状态当中，电池组整体性能也就会得到显著提高。

②电池数据采集功能实现。对蓄电池总电压进行采集主要通过输出接口得以实现，通过设备内部温度传感器则可对蓄电池温度进行采集，然后结合所采集的蓄电池供电状态信息就能够对电池电流变化情况加以掌握，并对站点是否处于停电状态进行综合判断。

③设备级联功能实现。由于单台蓄电池只能够对24节电池进行管控，一旦超出管控数量就需要对设备级联接口进行拓展，如某变电站蓄电池为2V/108节，这时候就可通过1号设备对前24节电池进行管理和控制，2号设备对其余12节电池进行管控，在完成类推后通过级联接口对电池参数进行采集，然后汇集到1号设备，最后通过GPRS/3G模块就能够将这些汇总信息传送到系统服务器端，见图1。

3.4系统软件及功能

在系统服务器中涉及的软件有操作系统、采集软件、数据库和维护系统。其中操作系统是服务器各项软件正常运行的重要保障;采集软件则可对各站点上传数据进行接收，同时下发服务器相关控制指令;通过数据库软件则可对所接收信息进行储存;维护系统可对站点上传数据进行显示、分析和统计，以达到蓄电池运行状况实时了解目的，针对蓄电池存在的运行问题也能够及时发现。实际操作时，可利用双服务器网络结构（见图2），并在每台服务器中安装上述软件，通过广域网静态IP地址，服务器可以与外界进行有效连接，蓄电池也可通过GPRS/3G模块，实现与服务器正常通信，而维护人员也能够利用本地浏览器，对所在辖区蓄电池组开展实时查看和运行维护工作。

4结束语

智慧云蓄电池管理系统在变电站中的应用，对整个变电站直流电源系统功能定位及运维需求获得更详细的产品需求性理解和技术思考，蓄电池管理系统可作技术的部分拓展，渗透到变电站站用交直流一体化成套系统设备和服务，分散产品市场风险，提高服务竞争力。