CN108718104A - 一种电力变电站蓄电池的自动节能在线维护设备及*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电力变电站蓄电池的自动节能在线维护设备，包括MCU电路单元，驱动控制电路，以及全在线充放电与控制电路单元，所述全在线充放电与控制电路单元包括控制输入端和A、B、C三个接线端，以及大功率二极管D1，该大功率二极管D1的负极接A端，正极接B端，且A端连接通信电源的正极，B端连接蓄电池组的正极，C端连接蓄电池组的负极；其控制输入端接在驱动电路的输出端上，驱动控制电路的输入端与MCU电路单元连接；其输出端与全在线充放电与控制电路单元的控制输入端连接。有效地解决了离线放电操作、供电及恢复在线全过程维护测试安全隐患问题，具有节能、操作简便、在线供电安全、测试结束自动进行在线充电及恢复等电位连接等优点。

Description

一种电力变电站蓄电池的自动节能在线维护设备及***

技术领域

本发明涉及电力变电站内的电源维护设备，特别涉及一种电力变电站蓄电池的自动节能在线维护设备及***。

背景技术

电力行业现有变电基站48V通信电源后备蓄电池组，因其变电站数量，分布广阔，规模大的缘故，其维护工作劳动强度高、成本高、风险大、维护工作任务繁重，以及浪费能源问题，致使大部分的电池容量放电测试维护工作未能落实到位，导致对变电站后备蓄电池组的实际容量不了解，应急保障供电时长不清楚，常因市电中断不能有效地进行应急发电调度管理，往往导致变电站通信中断事故的发生，蓄电池被提前报废，这些问题一直困扰着整个电力行业中通信电源维护管理工作者和具体维护工作人员。

为实现电力变电站48V通信电源后备蓄电池组的全在线无人值守智能化监控管理，由远程监控自动完成在线蓄电池充放电的容量测试，及时掌控现网所有在线电池组容量及保障供电时长的数据，降低维护人员的劳动强度，减少维护成本开支、提高变电站通信电源运行质量和整体维护工作效率，提升变电站安全运营的综合维护管理水平，采取科学有效的维护管理技术，延长蓄电池组使用寿命，实现电力变电站全网在线蓄电池组充放电容量自动检测及***自动维护管理。

传统的蓄电池组放电采用的是离线假负载放电的方法，其电池的电量全部消耗到假负载上，完全转化为热量耗散出来，将提供环境温度。而基站一般都配备空调来维持机房的恒温，因此要消耗而外的空调电力来降温。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种电力变电站蓄电池的自动节能在线维护设备及***，与传统使用智能化假负载进行离线测试对比，有效地解决了离线放电操作、供电及恢复在线全过程维护测试安全隐患问题，具有节能、操作简便安全、在线供电安全、测试结束自动进行在线充电及恢复等电位连接等优点。

本发明自动节能在线维护设备是这样实现的：一种电力变电站蓄电池的自动节能在线维护设备，电力变电站包括用电负载、通信电源和蓄电池组，所述通信电源和蓄电池组为用电负载供电，所述自动节能在线维护设备包括MCU电路单元，驱动控制电路，以及全在线充放电与控制电路单元，所述全在线充放电与控制电路单元包括控制输入端和A、B、C三个接线端，以及大功率二极管D1，该大功率二极管D1的负极接A端，正极接B端，且A端连接通信电源的正极，B端连接蓄电池组的正极，C端连接蓄电池组的负极；其控制输入端接在驱动电路的输出端上，所述驱动控制电路的输入端与所述MCU电路单元连接；其输出端与全在线充放电与控制电路单元的控制输入端连接；

蓄电池组处于在线升压放电时，所述MCU电路单元通过所述驱动控制电路控制所述全在线充放电与控制电路单元工作在升压模式，从而使所述蓄电池组进行升压并超过所述通信电源的端电压时，所述蓄电池组对用电负载进行放电；

蓄电池组处于在线限流充电时：所述MCU电路单元通过所述驱动控制电路控制所述全在线充放电与控制电路单元工作在降压模式，使所述通信电源对所述蓄电池组进行限流充电，直至限流充电电流逐渐下降到所设定的阀值，再使所述蓄电池组恢复到等电位在线连接状态。

进一步的，所述全在线充放电与控制电路单元还包括第一开关K1、第二开关K2、PWM脉冲电路Q1、二级管D3、PWM脉冲电路Q2、二级管D4、电感L1和分流器F1；所述大功率二级管D1和第一开关K1并联后负极连接在A端，正极连接在B端，所述二级管D3与所述PWM脉冲电路Q1并联后极负连接A端，正极通过电感L1连接分流器F1的IOB端；所述二级管D4与所述PWM脉冲电路Q2并联后极正级通过第二开关K2连接C端，负极通过电感L1连接分流器F1的IOB端，所述分流器F1的IOA端连接B端；

当所述MCU电路单元通过所述驱动控制电路控制第一开关K1断开，第二开关K2闭合时，所述全在线充放电与控制电路单元工作在升压模式，MCU电路单元根据B端的电池放电测试电流，通过驱动控制电路来实时动态调整所述PWM脉冲电路Q2的驱动脉宽，从而实现蓄电池组的升压；

所述MCU电路单元通过所述驱动控制电路保持第一开关K1断开，第二开关K2闭合，且关闭所述PWM脉冲电路Q2的脉冲，启动所述PWM脉冲电路Q1的脉冲并进行实时脉宽调整，使所述全在线充放电与控制电路单元工作在降压模式，则所述通信电源对所述蓄电池组进行限流充电，直至限流充电电流逐渐下降到所设定的阀值，所述MCU电路单元通过所述驱动控制电路控制第一开关K1闭合，关闭所述PWM脉冲电路Q1的脉冲，最后断开第二开关K2，使所述蓄电池组恢复到与所述通信电源等电位连接状态。

进一步，所述实时动态调整所述PWM脉冲电路Q2的驱动脉宽是：当***需要加大输出电压和输出电流的时候，则加大PWM脉冲电路Q2的脉宽；反之，则减小；且在实际恒流控制过程中，当实际放电电流值和设定放电电流值相差小于某一阀值时停止调整；

所述PWM脉冲电路Q1的实时脉宽调整是：当***需要增大充电电流时，则加大PWM脉冲电路Q1的脉宽，反之则减小；且在实际恒流控制过程中，当实际充电电流值和设定充电电流值相差小于某一阀值时停止调整。

进一步的，所述驱动控制电路包括PWM控制芯片、第一隔离差分电路、第二隔离差分电路、切换开关K3、第一PWM转直流信号电路、第二PWM转直流信号电路和切换开关K4；还包括三个电压反馈环路的输入端，即VA端、VB端、VC端，两个电流反馈环路输入端，即IA端和IB端，一电压环路的工作基准输入端，即PA端，以及一电流环路的工作基准输入端，即PB端，还包括第一PWM输出端和第二PWM输出端；

所述PWM控制芯片依次通过第一隔离差分电路、切换开关K3分别连接VA端和VB端，还通过第一隔离差分电路连接VC端；且该VA端、VB端、VC端分别连接所述A端、B端、C端；

所述PWM控制芯片通过第二隔离差分电路分别连接IA端和IB端；且该IA端和IB端分别连接所述分流器F1的IOA端和IOB端；

所述PWM控制芯片通过第一PWM转直流信号电路连接PA端，并通过第二PWM转直流信号电路连接PB端；且该PA端和PB端直接接在所述MCU电路单元的两个PWM输出端口上；

所述PWM控制芯片通过所述切换开关K4分别连接第一PWM输出端和第二PWM输出端，且该第一PWM输出端连接所述PWM脉冲电路Q1的G端，该第二PWM输出端7连接所述PWM脉冲电路Q2的G端。

进一步的，所述大功率二极管D1由一个或两个大功率二极管并联而成。

进一步的，本发明还包括单体采集单元，所述单体采集单元包括复数个单体模块和一单体汇集模块，复数个所述单体模块均连接所述单体汇集模块，复数个所述单体模块一一对应蓄电池组的单体电池的正负极，。

进一步的，本发明还包括端电压采集电路和电流采集电路，所述端电压采集电路并接在蓄电池组的两端，所述电流采集电路串接在蓄电池组的一端，且所述端电压采集电路和所述电流采集电路均与所述MCU电路单元连接。

进一步的，本发明还包括数据存储和人机交互电路，所述数据存储和人机交互电路与所述MCU电路单元连接。

进一步的，本发明还包括工作电源电路，所述工作电源电路与所述MCU电路单元连接。

进一步的，本发明还包括后台RS485及其扩展电路，所述后台RS485及其扩展电路与所述MCU电路单元连接。

本发明自动节能在线维护***是这样实现的：一种电力变电站蓄电池的自动节能在线维护***，包括本发明所述自动节能在线维护设备，还包括后台监控网管中心，该后台监控网管中心通过以太网连接所述MCU电路单元。

本发明具有如下优点：

(1)本发明以在线通信电源及后备蓄电池组两端的电压为该测试设备的输入工作电源，满足蓄电池放电特性、相关通信电源运行维护规程标准及蓄电池组维护测试要求，放电检测全在线式并维护了放电安全节能。

(2)本发明通过大功率二极管的无缝连接技术与被测试的电池组进行串接，保证被测的蓄电池组始终处于安全在线状态，不影响对通信***设备的正常安全供电，实现被测的蓄电池组以测试设备设定的放电参数在线对实际负荷放电。

(3)本发明具有蓄电池组对通信设备负荷安全节能放电功能，适用于现网不同的各种通信设备负荷供电电源后备蓄电池组进行在线恒流放电测试

(4)本发明完成放电容量测试之后，由在线整流器输出工作电源通过测试设备自动控制进行在线限流充电，并完成等电位安全连接。

(5)本发明采用单体采集单元，以有线电压测试管理方式维护检测，操作简便，提高***维护工作安全。

(6)本发明输出具有稳压限流、稳流限压控制保护功能，以及输出过电流、过电压保护及过压关机保护功能，具备通信后备电池组在线放电容量检测和安全供电保护特点。

(7)本发明还具备和分布式一拖一单体模块进行联合采集电池单体电压、内阻、以及负极柱温度数据的能力。并实时将这些数据上传至后台网管监控中心。同时在***对蓄电池组进行充放电测试过程中，也将实时存储于与本地存储器中

(8)本发明通过使用蓄电池组安全高效升压技术，让蓄电池组全部代替或部分代替开关电源对现场实际用电负载进行供电，其过程并不产生明显的热量，将电池组的电量直接供给用电负载，节省了电力消耗，同时也节省了空调的用电量，与传统的假负载耗能的放电测试方式相比，节省了2倍的能量，从而达到节能减排的目的。以一组48V500AH的蓄电池组来计算：使用本***在线节能放电测试方法则可以节省约48*500*2＝48000WH，约24度工业用电。如果有10000个站点，都放电一次就可以节省480000度工业用电，换算成碳排放量则可以减少排放：78.5*4800＝376.8吨。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明自动节能在线维护设备的原理结构框图。

图2为本发明自动节能在线维护设备中全在线充放电与控制电路单元的原理结构框图。

图3为本发明自动节能在线维护设备中驱动控制电路的原理结构框图。

图4为本发明自动节能在线维护设备的原理结构框图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明的自动节能在线维护设备100所涉及的电力变电站包括蓄电池组200、通信电源300和用电负载400，所述通信电源300和蓄电池组200为用电负载400供电，适用于现网各种通信设备负荷，图1中通信电源300以48V为例，但本发明不限于此。

本发明的自动节能在线维护设备100包括MCU电路单元1，驱动控制电路2，以及全在线充放电与控制电路单元3，所述全在线充放电与控制电路单元3包括控制输入端O和A、B、C三个接线端，以及大功率二极管D1，该大功率二极管D1的负极接A端，正极接B端，且A端连接通信电源的正极，B端连接蓄电池组200的正极，C端连接蓄电池组200的负极；其控制输入端O接在驱动电路2的输出端上，所述驱动控制电路2的输入端与所述MCU电路单元1连接；其输出端与全在线充放电与控制电路单元3的控制输入端O连接。这样，当蓄电池组200处于在线测试工作状态时，其大功率二极管D1连接于蓄电池组200与通信电源300的***设备的直流配电屏之间，保证被测的蓄电池组200始终处于安全在线状态，从而实现了节能减排的目的，又不影响对用电负载的正常安全供电。

蓄电池组200的在线升压放电过程是：在所述MCU电路单元1的控制下，所述驱动控制电路2控制所述全在线充放电与控制电路单元3工作在升压模式，使所述蓄电池组200的升压，当所升的电压超过所述通信电源300的端电压时，所述蓄电池组200实现对用电负载400进行放电；

蓄电池组200的在线限流充电过程是：当在线升压放电结束后，所述蓄电池组200的端电压低于所述通信电源300的电压，在所述MCU电路单元1的控制下，所述驱动控制电路2控制所述全在线充放电与控制电路单元3工作在降压模式，使所述通信电源300对所述蓄电池组200进行限流充电，当所述蓄电池组200的端电压接近所述通信电源300的端电压时，限流充电电流将逐渐下降到所设定的阀值，所述全在线充放电与控制电路单元3使所述蓄电池组200恢复到等电位在线连接状态。

其中，

所述MCU电路单元1实际为MCU及其配套电路，以MCU的***程序指令为控制模式，以控制所有与其相连及相关的所有***电路或模块；

所述全在线充放电与控制电路单元3的大功率二极管D1由一个或两个大功率二极管并联而成。请参阅图2所示，所述全在线充放电与控制电路单元3还包括第一开关K1、第二开关K2、PWM脉冲电路Q1、二级管D3、PWM脉冲电路Q2、二级管D4、电感L1和分流器F1；所述大功率二级管D1和第一开关K1并联后负极连接在A端，正极连接在B端，所述二级管D3与所述PWM脉冲电路Q1并联后负极连接A端，正极通过电感L1连接分流器F1的IOB端；所述二级管D4与所述PWM脉冲电路Q2并联后极正级通过第二开关K2连接C端，负极通过电感L1连接分流器F1的IOB端，所述分流器F1的IOA端连接B端。

其中第一开关K1为常闭接触器，第二开关K2为常开接触器，默认情况下，第一开关K1闭合，第二开关K2断开，蓄电池组200处于与通信电源300等电位连接状态。当第一开关K1断开，第二开关K2闭合的时候，蓄电池组200进入在线测试回路状态，当蓄电池组200测试完毕，限流充电结束后，第一开关K1闭合，第二开关K2断开，蓄电池组200将恢复到默认的等电位在线连接状态。另外，PWM脉冲电路Q1和PWM脉冲电路Q2为矩形脉冲电路，其脉冲宽度可由驱动控制电路2进行调整；且二级管D3与PWM脉冲电路Q1的配合使用，以及二级管D4与PWM脉冲电路Q2的配合使用均是为了吸收续流，电感L1则是为了防止PWM脉冲电路Q1和PWM脉冲电路Q2短路，并配合完成整个电路的功率或能量的转换。

如图2所示，则蓄电池组的在线升压放电过程具体是：在所述MCU电路单元1的控制下，所述驱动控制电路2控制第一开关K1断开，第二开关K2闭合，蓄电池组200进入在线测试回路状态，所述驱动控制电路2控制所述全在线充放电与控制电路单元3中的PWM脉冲电路Q2进行BOOST升压，同时保持PWM脉冲电路Q1的PWM脉冲处于关闭状态，此时全在线充放电与控制电路单元3工作在BOOST升压模式，MCU电路单元1根据B端的电池放电测试电流，通过驱动控制电路2来实时动态调整所述PWM脉冲电路Q2的驱动脉宽，从而实现蓄电池组200的升压；所述PWM脉冲电路Q2的驱动脉宽的实时动态调整规律是：当***需要加大输出电压和输出电流的时候，则加大PWM脉冲电路Q2的脉宽；反之，则减小；且在实际恒流控制过程中，当实际放电电流值和设定放电电流值相差小于某一阀值时，停止调整，否则，继续调整。其中，该阀值也称为防震荡缓冲区，一般为0.5-0.8A之间。当所升的电压小幅度超过(小幅度超过为升压上限减实时蓄电池组的端电压，升压上限在54-56.4V之间连续可调)通信电源300的电压时，蓄电池组200将实现对用电负载400进行放电。放电电流大小取决于用电负载400和MCU电路单元1所设定的预放电电流大小。随着放电过程的进行，蓄电池组200的端电压持续下降，驱动控制电路2具备硬件电流环路和电压环路监测能力，能动态实时调整驱动PWM脉冲电路Q2的PWM脉宽参数，使整个升压放电过程安全可控，最终完成整个深度在线节能放电的过程。所谓深度是以蓄电池组200标称容量0.1C的放电电流一直放电到蓄电池组的放电组端电压下限或单体电池电压下限，以2V单体电池组成的48V蓄电池组为例，蓄电池组的放电组端下限为43.5V，单体电池电压下限为1.8V；而对于驱动电路2而言，MCU电路单元1则是给一个DA(数字信号转模拟信号)的基准，包括电压基准和电流限流基准。

当蓄电池组200在线升压放电过程结束后，蓄电池组200的端电压与通信电源300相比低很多，需要通过全在线充放电与控制电路单元3的限流充电电路对蓄电池组200进行充电，避免直接将亏电的蓄电池组200直接并接到通信电源300而造成的大电流冲击。

如图2所示，蓄电池组的在线限流充电过程具体是：在所述MCU电路单元1的控制下，所述驱动控制电路2控制第一开关K1断开，第二开关K2闭合，且关闭所述PWM脉冲电路Q2的脉冲，启动所述PWM脉冲电路Q1的脉冲并进行实时脉宽调整，使所述全在线充放电与控制电路单元3工作在降压模式，使所述通信电源300对所述蓄电池组200进行限流充电，等到蓄电池组200的端电压接近通信电源300的端电压时，限流充电电流将逐渐下降，直至下降到所设定的阀值(该阀值一般是蓄电池组编程容量的2％，比如500AH的蓄电池一般设置为10A)，MCU电路单元1通过驱动控制电路2控制第一开关K1闭合，然后关闭所述PWM脉冲电路Q1和PWM脉冲电路Q2的PWM脉宽控制，最后断开第二开关K2，所述蓄电池组200恢复到与所述通信电源300等电位连接状态，这样就完成了一次完整的节能充放电测试过程，整个过程都由MCU电路单元1控制，达到无人值守自动维护测试蓄电池组的目的。其中，所述PWM脉冲电路Q1的实时脉宽调整是：当***需要增大充电电流时，则加大PWM脉冲电路Q1的脉宽，反之则减小；且在实际恒流控制过程中，当实际充电电流值和设定充电电流值相差小于某一阀值时停止调整，否则，继续调整。该阀值也称为防震荡缓冲区，一般为0.5-0.8A之间。

所述驱动控制电路2为驱动控制全在线充放电与控制电路单元3对蓄电池组200在线充放电测试的重要电路单元，如图3所示，所述驱动控制电路2包括PWM控制芯片21、第一隔离差分电路22、第二隔离差分电路23、切换开关K3、第一PWM转直流信号电路24、第二PWM转直流信号电路25和切换开关K4；还包括三个电压反馈环路的输入端，即VA端、VB端、VC端，两个电流反馈环路输入端，即IA端和IB端，一电压环路的工作基准输入端，即PA端，以及一电流环路的工作基准输入端，即PB端，还包括第一PWM输出端26和第二PWM输出端27；

所述PWM控制芯片依次通过第一隔离差分电路22、切换开关K3分别连接VA端和VB端，还通过第一隔离差分电路22连接VC端；且该VA端、VB端、VC端分别连接所述A端、B端、C端；

所述PWM控制芯片21通过第二隔离差分电路23分别连接IA端和IB端；且该IA端和IB端分别连接所述分流器F1的IOA端和IOB端；

所述PWM控制芯片21通过第一PWM转直流信号电路24连接PA端，并通过第二PWM转直流信号电路25连接PB端；且该PA端和PB端直接接在所述MCU电路单元1的两个PWM输出端口上；这样MCU电路单元1通过输出不同的PWM脉宽值，就可以设定电压反馈环路和电流反馈环路的工作基准，达到控制全在线充放电电路的boost升压放电和buck降压充电的输出电压和电流的目的。

所述PWM控制芯片21通过所述切换开关K4分别连接第一PWM输出端26和第二PWM输出端27，且该第一PWM输出端26连接所述PWM脉冲电路Q1的G端，该第二PWM输出端27连接所述PWM脉冲电路Q2的G端。

其中，主要图2和如图3所示：

(1)MCU电路单元1控制驱动控制电路2进行升压放电控制过程如下：切换开关K3投切到VA端，切换开关K4投切到第一PWM输出端26，此时驱动控制电路2工作在boost升压放电控制模式，实时反馈A端和C端之间的电压信号FV，经过第一隔离差分电路22处理后送入PWM控制芯片21。IA端和IB端通过连接分流器F1来实时反馈放电电流信号FA，经过第二隔离差分电路23处理后送入PWM控制芯片21。这样就构成了电压反馈环路和电流反馈环路。而PA端和PB端则输入MCU电路单元1送来的两路PWM信号，分别通过第一PWM转直流信号电路24和第二PWM转直流信号电路25转换成模拟电压信号由CV端和CA端送入PWM控制芯片21。在PWM控制芯片21内部，CV端的电压反馈环路信号FV进行比较，如果CV端的电压大于FV的电压，则PWM控制芯片21将加大PWM脉冲电路Q2输出PWM脉宽，反之则减小。同理，在PWM控制芯片21内部，CA端的电压和电压反馈环路信号FA进行比较，如果CA端的电压大于FA，则PWM控制芯片21将加大PWM脉冲电路Q2输出PWM脉宽，反之则减小。这样以达到MCU电路单元1通过驱动控制电路2控制全在线充放电与控制电路单元3输出合适的电压和电流值，达到对蓄电池组200进行升压放电的过程和目的。

(2)MCU电路单元1控制驱动控制电路2进行降压充电控制过程如下：将切换开关K3投切到VB端，切换开关K4投切到第二PWM输出端27，此时驱动控制电路2工作在buck降压充电控制模式，实时反馈B端和C端之间的电压信号FV，经过第一隔离差分电路22处理后送入PWM控制芯片21。IA端和IB端通过连接分流器F1来实时反馈放电电流信号FA，经过第二隔离差分电路23处理后送入PWM控制芯片21。这样就构成了电压反馈环路和电流反馈环路。而PA端和PB端则输入MCU电路单元1送来的两路PWM信号，分别通过第一PWM转直流信号电路24和第二PWM转直流信号电路25转换成模拟电压信号并由CV端和CA端送入PWM控制芯片21。在PWM控制芯片21内部，CV端的电压与电压反馈环路信号FV进行比较，如果CV端的电压大于FV，则PWM控制芯片21将加大PWM脉冲电路Q1输出的PWM脉宽，反之则减小。同理，在PWM控制芯片21内部，CA端的电压和电压反馈环路信号FA进行比较，如果CA端的电压大于FA，则PWM控制芯片21将加大PWM脉冲电路Q1输出PWM脉宽，反之则减小。这样以达到MCU电路单元1通过驱动控制电路2控制全在线充放电与控制电路单元3输出合适的电压和电流值，达到降压给蓄电池组200充电的过程和目的。

本发明还包括单体采集单元4，如图4所示，所述单体采集单元4包括复数个单体模块41和一单体汇集模块42，复数个所述单体模块41均连接所述单体汇集模块42，复数个所述单体模块41一对应蓄电池组200的单体电池的正负极，用来实时检测单体电池的电压、内阻和极柱温度等数据。这些单体模块41再通过RS485总线，将数据汇总到单体汇集模块42，单体汇集模块42将汇总后的数据通过RS485总线传输到MCU电路单元1中。这样MCU电路单元1就有了单体电池的相关数据，再配合蓄电池组的组端电压，电流等数据，组合成完整的数据包，最后通过以太网络传输到后台监控网管中心。这样，本发明自动节能在线维护设备100的MCU电路单元1与后台监控网管中心连接形成自动节能在线维护***。

再如图1所示，本发明还包括端电压采集电路51和电流采集电路52，所述端电压采集电路51并接在蓄电池组200的两端，所述电流采集电路52串接在蓄电池组200的一端，且所述端电压采集电路51和所述电流采集电路52均与所述MCU电路单元1连接。端电压采集电路51和电流采集电路52为全蓄电池组放电测试设备100检测在线被测蓄电池组200的在线电压、组端电压、充电电流和放电电流。一方面可将这些实时在线监控数据远程传输到后台监控网管中心，供用户实时查看和预警；另一方面将作为***充放电过程中，控制稳流充放电和充放电停止条件判断提供依据。例如放电测试过程中根据实时测量的电流大小和设定的电流大小进行比较，实现稳流的控制；或者例如根据最低单体电池电压值和设定单体电池电压下限阀值比较，***才能判定是否终止放电测试等。

此外，本发明还包括数据存储和人机交互电路6，工作电源电路7，以及后台RS485及其扩展电路8，所述数据存储和人机交互电路6、所述工作电源电路7以及后台RS485及其扩展电路8均与所述MCU电路单元1连接。数据存储和人机交互电路6为设备提供良好的数据存储和人机交互方式，所述工作电源电路7为所述整个设备提供工作电源，所述后台RS485及其扩展电路用于连接后台监控网管中心及单体汇集模块42。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种电力变电站蓄电池的自动节能在线维护设备，电力变电站包括用电负载、通信电源和蓄电池组，所述通信电源和蓄电池组为用电负载供电，其特征在于：所述自动节能在线维护设备包括MCU电路单元，驱动控制电路，以及全在线充放电与控制电路单元，所述全在线充放电与控制电路单元包括控制输入端和A、B、C三个接线端，以及大功率二极管D1，该大功率二极管D1的负极接A端，正极接B端，且A端连接通信电源的正极，B端连接蓄电池组的正极，C端连接蓄电池组的负极；所述驱动控制电路的输入端与所述MCU电路单元连接；其输出端与全在线充放电与控制电路单元的控制输入端连接；

蓄电池组处于在线升压放电时，所述MCU电路单元通过所述驱动控制电路控制所述全在线充放电与控制电路单元工作在升压模式，从而使所述蓄电池组进行升压并超过所述通信电源的端电压时，所述蓄电池组对用电负载进行放电；

蓄电池组处于在线限流充电时，所述MCU电路单元通过所述驱动控制电路控制所述全在线充放电与控制电路单元工作在降压模式，使所述通信电源对所述蓄电池组进行限流充电，直至限流充电电流逐渐下降到所设定的阀值，再使所述蓄电池组恢复到等电位在线连接状态。

2.根据权利要求1所述的一种电力变电站蓄电池的自动节能在线维护设备，其特征在于：所述全在线充放电与控制电路单元还包括第一开关K1、第二开关K2、PWM脉冲电路Q1、二级管D3、PWM脉冲电路Q2、二级管D4、电感L1和分流器F1；所述大功率二级管D1和第一开关K1并联后负极连接在A端，正极连接在B端，所述二级管D3与所述PWM脉冲电路Q1并联后极负连接A端，正极通过电感L1连接分流器F1的IOB端；所述二级管D4与所述PWM脉冲电路Q2并联后极正级通过第二开关K2连接C端，负极通过电感L1连接分流器F1的IOB端，所述分流器F1的IOA端连接B端；

当所述MCU电路单元通过所述驱动控制电路控制第一开关K1断开，第二开关K2闭合时，所述全在线充放电与控制电路单元工作在升压模式，MCU电路单元根据B端的电池放电测试电流，通过驱动控制电路来实时动态调整所述PWM脉冲电路Q2的驱动脉宽，从而实现蓄电池组的升压；

所述MCU电路单元通过所述驱动控制电路保持第一开关K1断开，第二开关K2闭合，且关闭所述PWM脉冲电路Q2的脉冲，启动所述PWM脉冲电路Q1的脉冲并进行实时脉宽调整，使所述全在线充放电与控制电路单元工作在降压模式，则所述通信电源对所述蓄电池组进行限流充电，直至限流充电电流逐渐下降到所设定的阀值，所述MCU电路单元通过所述驱动控制电路控制第一开关K1闭合，关闭所述PWM脉冲电路Q1的脉冲，最后断开第二开关K2，使所述蓄电池组恢复到与所述通信电源等电位连接状态。

3.根据权利要求2所述的一种电力变电站蓄电池的自动节能在线维护设备，其特征在于：

所述实时动态调整所述PWM脉冲电路Q2的驱动脉宽是：当***需要加大输出电压和输出电流的时候，则加大PWM脉冲电路Q2的脉宽；反之，则减小；且在实际恒流控制过程中，当实际放电电流值和设定放电电流值相差小于某一阀值时停止调整；

所述PWM脉冲电路Q1的实时脉宽调整是：当***需要增大充电电流时，则加大PWM脉冲电路Q1的脉宽，反之则减小；且在实际恒流控制过程中，当实际充电电流值和设定充电电流值相差小于某一阀值时停止调整。

4.根据权利要求2所述的一种电力变电站蓄电池的自动节能在线维护设备，其特征在于：所述驱动控制电路包括PWM控制芯片、第一隔离差分电路、第二隔离差分电路、切换开关K3、第一PWM转直流信号电路、第二PWM转直流信号电路和切换开关K4；还包括三个电压反馈环路的输入端，即VA端、VB端、VC端，两个电流反馈环路输入端，即IA端和IB端，一电压环路的工作基准输入端，即PA端，以及一电流环路的工作基准输入端，即PB端，还包括第一PWM输出端和第二PWM输出端；

所述PWM控制芯片依次通过第一隔离差分电路、切换开关K3分别连接VA端和VB端，还通过第一隔离差分电路连接VC端；且该VA端、VB端、VC端分别连接所述A端、B端、C端；

所述PWM控制芯片通过第二隔离差分电路分别连接IA端和IB端；且该IA端和IB端分别连接所述分流器F1的IOA端和IOB端；

所述PWM控制芯片通过第一PWM转直流信号电路连接PA端，并通过第二PWM转直流信号电路连接PB端；且该PA端和PB端直接接在所述MCU电路单元的两个PWM输出端口上；

所述PWM控制芯片通过所述切换开关K4分别连接第一PWM输出端和第二PWM输出端，且该第一PWM输出端连接所述PWM脉冲电路Q1的G端，该第二PWM输出端连接所述PWM脉冲电路Q2的G端。

5.根据权利要求1或2所述的一种电力变电站蓄电池的自动节能在线维护设备，其特征在于：所述大功率二极管D1由一个或两个大功率二极管并联而成。

6.根据权利要求1或2所述的一种电力变电站蓄电池的自动节能在线维护设备，其特征在于：还包括单体采集单元、端电压采集电路和电流采集电路；

所述单体采集单元包括复数个单体模块和一单体汇集模块，复数个所述单体模块均连接所述单体汇集模块，复数个所述单体模块一一对应蓄电池组的单体电池的正负极；

所述端电压采集电路并接在蓄电池组的两端，所述电流采集电路串接在蓄电池组的一端，且所述端电压采集电路和所述电流采集电路均与所述MCU电路单元连接。

7.根据权利要求1或2所述的一种电力变电站蓄电池的自动节能在线维护设备，其特征在于：还包括数据存储和人机交互电路，所述数据存储和人机交互电路与所述MCU电路单元连接。

8.根据权利要求1或2所述的一种电力变电站蓄电池的自动节能在线维护设备，其特征在于：还包括工作电源电路，所述工作电源电路与所述MCU电路单元连接。

9.根据权利要求1或2所述的一种电力变电站蓄电池的自动节能在线维护设备，其特征在于：还包括后台RS485及其扩展电路，所述后台RS485及其扩展电路与所述MCU电路单元连接。

10.一种电力变电站蓄电池的自动节能在线维护***，其特征在于：包括如权利要求1至6任一项的所述自动节能在线维护设备，还包括后台监控网管中心，该后台监控网管中心通过以太网连接所述MCU电路单元。