CN107991622B - 风光柴储混合直流电源中蓄电池寿命检测报警***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种风光柴储混合直流电源中蓄电池寿命检测报警方法，记录蓄电池一次完整充电过程的总充电电量；记录蓄电池前2Q次充电过程，将每次充电过程充入的总充电电量进行排序，取中间Q个值并求这Q个值的算术平均值作为蓄电池满容量P’；检测蓄电池第2Q次以后每次充电过程的总充电电量，除以P’，得到蓄电池该次充电过程充入的总充电电量占满容量的百分比值Y，当有若干次Y小于预设的容量阈值时，判断蓄电池寿命已到，发出报警。本发明通过检测蓄电池在充电过程中充入电量，估算出蓄电池的当前可用容量以及蓄电池的寿命，能在蓄电池投入运行的过程中实现其容量检测和报警。

Description

风光柴储混合直流电源中蓄电池寿命检测报警***及方法
技术领域
本发明属于风光柴储直流微网***领域，尤其涉及一种风光柴储混合直流电源中蓄电池寿命检测报警***及方法。
背景技术
随着可再生能源技术的不断发展，对于风、光等自然能源的开发利用已日趋成熟。基于风光柴储的直流微网***的应用也越来越多。柴油发电机作为后备电源，会在可再生能源不足且蓄电池电量过低时启动，为蓄电池充电，同时维持负荷供电。在蓄电池不断地充放电过程中，其容量会逐渐降低，其寿命也相应减短。
对于风光柴储直流微网而言，蓄电池作为储能单元，能通过充放电来维持母线电压的稳定。因此，蓄电池的寿命检测以及警报工作对于***能够稳定运行起到了至关重要的作用。
核对性放电实验是检测铅酸蓄电池容量的比较常用和可靠的方法。但是，这种方法仍然具有众多的缺陷，因为使用核对性放电实验会导致蓄电池不断重复放电，导致蓄电池的寿命相应降低。对于其他的铅酸蓄电池容量检测方法，比如对蓄电池进行恒流放电，通过静置后的电池回升电压来计算蓄电池的可放电容量，并估算电池健康状态，但是这需要单独的进行蓄电池放电实验来实现，过程较为繁琐。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种风光柴储混合直流电源中蓄电池寿命检测报警***及方法，克服为检测铅酸蓄电池容量而不断对其进行放电导致其寿命缩短的缺陷。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种风光柴储混合直流电源中蓄电池寿命检测报警方法，其特征在于：它包括以下步骤：
S1、记录蓄电池一次完整充电过程的总充电电量：从柴油发电机启动开始充电时刻起，以时间间隔Δt依次记录充电过程的电流值*电压值Pt1、Pt2、Pt3…Ptn，直至蓄电池充满电、柴油发电机停机，充电过程充入的总充电电量记为PN＝Pt1+Pt2+Pt3+…+Ptn；
S2、记录蓄电池前2Q次充电过程，将每次充电过程充入的总充电电量进行排序，取中间Q个值并求这Q个值的算术平均值作为蓄电池满容量P’；
S3、检测蓄电池第2Q次以后每次充电过程的总充电电量，除以P’，得到蓄电池该次充电过程充入的总充电电量占满容量的百分比值Y，当有若干次Y小于预设的容量阈值时，判断蓄电池寿命已到，发出报警。
按上述方法，发出报警的方式为：将报警信息通过GPRS网络发送给远端维护人员。
按上述方法，所述的Q为10。
按上述方法，所述的容量阈值为80％。
按上述方法，在判断若干次Y小于预设的容量阈值时，为累积a次或连续b次。
一种风光柴储混合直流电源中蓄电池寿命检测报警***，其特征在于：它包括电流采样电路、电压采样电路、中央控制器和存储器，其中电流采样电路和电压采样电路的输入端分别与蓄电池连接用于采集蓄电池的充电电流值及电压值，电流采样电路和电压采样电路的输出端均与中央控制器连接，存储器中存有计算机程序可供中央控制器调用以执行所述的风光柴储混合直流电源中蓄电池寿命检测报警方法。
按上述***，本***还包括GPRS模块，与中央控制器连接，用于将报警信息通过GPRS 网络发送给远端维护人员。
本发明的有益效果为：通过检测蓄电池在充电过程中充入的电量，估算出蓄电池的当前有效容量以及蓄电池的寿命，能在蓄电池投入运行的过程中实现其容量检测，同时还实现了蓄电池的寿命报警功能，由此避免了通过放电来检测蓄电池容量从而导致蓄电池寿命降低的问题。
附图说明
图1为本发明一实施例的***原理框图。
图2为本发明一实施例的电流采样电路图。
图3为本发明一实施例的电压采样电路图。
图4为本发明一实施例的方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。
本发明提供一种风光柴储混合直流电源中蓄电池寿命检测报警方法，如图4所示，它包括以下步骤：
S1、记录蓄电池一次充电过程的总充电电量：从柴油发电机启动开始充电时刻起，以时间间隔Δt依次记录充电过程的电流值*电压值Pt1、Pt2、Pt3…Ptn，直至蓄电池充满电、柴油发电机停机，充电过程充入的总充电电量记为PN＝Pt1+Pt2+Pt3+…+Ptn；
S2、记录蓄电池前2Q(；例如Q＝10)次充电过程，将每次充电过程充入的总充电电量进行排序，取中间Q个值并求这Q个值的算术平均值作为蓄电池满容量P’；
S3、检测蓄电池第2Q次以后每次充电过程的总充电电量，除以P’，得到蓄电池该次充电过程充入的总充电电量占满容量的百分比值Y，当有若干次(例如累计5次或连续3次)小于预设的容量阈值(例如80％)时，判断蓄电池寿命已到，发出报警。
本实施例中，发出报警的方式为：将报警信息通过GPRS网络以手机报的形式发送给远端维护人员。
一种风光柴储混合直流电源中蓄电池寿命检测报警***，如图1、图2和图3所示，它包括电流采样电路、电压采样电路、中央控制器和存储器，其中电流采样电路和电压采样电路的输入端分别与蓄电池连接用于采集蓄电池的充电电流值及电池电压值，电流采样电路和电压采样电路的输出端均与中央控制器连接，存储器中存有计算机程序可供中央控制器调用以执行所述的风光柴储混合直流电源中蓄电池寿命检测报警方法。本***还包括GPRS模块，与中央控制器连接，用于将报警信息通过GPRS网络发送给远端维护人员。
中央控制器在上电工作时，会对***硬件及数据进行初始化，控制器将实时监控柴油发电机是否启动为蓄电池充电。当柴油发电机启动时，表明此时可再生能源供电不足，且蓄电池电量低至警戒值，发电机将为蓄电池充电，可将此时视为蓄电池的充电起点。此时，控制器的ADC采样电路将投入工作，对蓄电池的充电电流及电压进行采样转换，然后以时间间隔Δt依次记录充电过程的电流值*电压值Pt1、Pt2、Pt3…Ptn，直至蓄电池充满电、柴油发电机停机，充电过程充入总电量记为PN＝Pt1+Pt2+Pt3+…+Ptn；
本实施例一方法控制流程如下：
步骤一、相关设备初始化：主要包括控制器初始化，充电次数统计值N及警报计数值i 初始化；GPRS模块初始化，检查GPRS工作状态、读取本地SIM***、拨号入网。
步骤二、控制器将实时监控柴油发电机是否启动为蓄电池充电。当柴油发电机启动时，控制器的ADC采样电路将投入工作，对蓄电池的充电电流及电压进行采样，然后以时间间隔Δt依次记录充电过程的电流值*电压值Pt1、Pt2、Pt3…Ptn，直至蓄电池充满电、柴油发电机停机，充电过程充入总充电电量记为P＝Pt1+Pt2+Pt3+…+Ptn；
步骤三、记录蓄电池前2Q(此处Q＝10)次充电过程，将每次充电过程充入的总充电电量进行排序，取中间Q个值并求这Q个值的算术平均值作为蓄电池满容量P’。
步骤四、将之后每次充电过程中所记录总充电电量与P’相除，即可得到该次充电结束后的蓄电池容量百分比值Y。
步骤五、当Y若干次(累计5次或连续3次)小于预设的容量阈值(此处设为80％)时，判断蓄电池寿命达到警报值，将警报信息发送给GPRS模块，通过相应指令，基于GPRS网络，将其以短信息的形式发送给远端维护人员，提醒相关人员前来维护更换蓄电池。
要理解本文所述的实施例可以由硬件、软件、固件、中间件、微代码或其任意组合来实现。对于硬件实现方式，处理单元可以在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微处理器、微控制器、被设计以执行本文所述功能的其它电子单元、或其组合内实现。当以软件、固件、中间件或微代码、程序代码或代码段来实现实施例时，可以将它们存储在诸如存储组件的机器可读介质中。
实施例中计算蓄电池电量时使用的电压电流值也可以通过网络通信方式获得。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种风光柴储混合直流电源中蓄电池寿命检测及报警方法，其特征在于：它包括以下步骤：
S1、记录蓄电池一次完整充电过程的总充电电量：从柴油发电机启动开始充电时刻起，以时间间隔Δt依次记录充电过程的电流值*电压值Pt1、Pt2、Pt3…Ptn，直至蓄电池充满电、柴油发电机停机，充电过程充入的总充电电量记为P＝Pt1+Pt2+Pt3+…+Ptn；
S2、记录蓄电池前2Q次充电过程，将每次充电过程充入的总充电电量进行排序，取中间Q个值并求这Q个值的算术平均值作为蓄电池满容量P’；
S3、检测蓄电池第2Q次以后每次充电过程的总充电电量，除以P’，得到蓄电池该次充电过程充入的总充电电量占蓄电池满容量的百分比值Y，当有若干次Y小于预设的容量阈值时，判断蓄电池寿命已到，发出报警；
发出报警的方式为：将报警信息通过GPRS网络发送给远端维护人员；
在判断若干次Y小于预设的容量阈值时，为累积a次或连续b次。
2.根据权利要求1所述的风光柴储混合直流电源中蓄电池寿命检测报警方法，其特征在于：所述的Q为10。
3.根据权利要求1所述的风光柴储混合直流电源中蓄电池寿命检测报警方法，其特征在于：所述的容量阈值为80％。
4.一种风光柴储混合直流电源中蓄电池寿命检测报警***，其特征在于：它包括电流采样电路、电压采样电路、中央控制器和存储器，其中电流采样电路和电压采样电路的输入端分别与蓄电池连接用于采集蓄电池的充电电流值及电池电压值，电流采样电路和电压采样电路的输出端与中央控制器连接，存储器中存有计算机程序可供中央控制器调用以执行权利要求1所述的风光柴储混合直流电源中蓄电池寿命检测报警方法。
5.根据权利要求4所述的***，其特征在于：本***还包括GPRS模块，与中央控制器连接，用于将报警信息通过GPRS网络发送给远端维护人员。
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