CN110932350A - 一种蓄电池组在线放电***及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蓄电池组在线放电***和控制方法，所述***包括：逆变器，用于将蓄电池组的电能逆变为交流电并并入电网；放电控制开关，用于将蓄电池组接入逆变器进行放电；蓄电池组控制开关，用于控制蓄电池组从直流***中下电或上电；控制器，用于控制所述逆变器、放电控制开关和蓄电池组控制开关的工作状态。本发明应用逆变电源技术实现电能转换，把蓄电池组储备的直流电源能量回馈到电网，能量可以得到充分利用，不产生浪费的同时减少了热量的产生，保证过程安全可控；同时通过控制器实现对蓄电池组核容过程的自动化控制。本发明广泛应用于电源技术领域中。
Description
技术领域
本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种蓄电池组在线放电***及控制方法。
背景技术
站用直流电源***是二次设备的主要电源***，直流电源的特点是稳定、可靠；直流电源的可靠性在于直流***后备电源的蓄电池组。为保证蓄电池组的运行质量，电力检修单位需要对蓄电池组进行大量检修工作，包括月度电压核实测量、内阻测量、定期均充、定期核容放电等。现有的站用直流电源***一般采用双母线直流电源电路，参照图3，其设置有两个充电机和两个蓄电池组，两段独立的直流***是可以互为备用的，在单个充电机和/或蓄电池组出现故障时，另一个充电机和/或蓄电池组可以作为备用接入电路。双母线直流***还设置有第一充电机下电开关S11、第一蓄电池组控制开关S12、第一充电开关S13、第二充电机下电开关S21、第二蓄电池组控制开关S22、第二充电开关S23和母联开关S31，正常运行时，第一充电机下电开关S11、第一蓄电池组控制开关S12、第二充电机下电开关S21和第二蓄电池组控制开关S22处于闭合状态，第一充电开关S13、第二充电开关S23和母联开关S31处于断开状态。以第一蓄电池组和第一充电机为例，双母线直流***进行核容放电时，需要执行以下步骤：闭合母联开关S31；断开第一充电机下电开关S11和第一蓄电池组控制开关S12；接入放电仪对蓄电池组进行放电；完成放电后，退出放电仪，蓄电池组静滞短时间；闭合第一充电开关S13，让第一充电机给第一蓄电池组进行均充；均充完成后，断开第一充电开关S13，再闭合第一充电机下电开关S11和第一蓄电池组控制开关S12，最后断开母联开关S31，恢复***运行。由于使用放电仪作为负载来接收蓄电池组的电能，放电仪工作过程中会产生大量热量，散热不好时存在发生火灾的隐患；所以核容过程需要维护人员现场进行操作，耗费大量的人力物力。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种蓄电池组在线放电***及控制方法，以实现蓄电池组核容放电的自动控制，并且减少安全隐患和节省电能。
本发明所采用的第一技术方案是：
一种蓄电池组在线放电***，包括：
逆变器，用于将蓄电池组的电能逆变为交流电并并入电网；
放电控制开关，用于将蓄电池组接入逆变器进行放电；
蓄电池组控制开关，用于控制蓄电池组从直流***中下电或上电；
控制器，用于控制所述逆变器、放电控制开关和蓄电池组控制开关的工作状态。
进一步，所述蓄电池组控制开关包括：
第一蓄电池组控制开关，用于控制第一蓄电池组从直流***中下电或上电；
第二蓄电池组控制开关，用于控制第二蓄电池组从直流***中下电或上电；
当第一蓄电池组控制开关处于断开状态时，第二蓄电池组控制开关的工作状态将会被锁定在闭合状态，当第二蓄电池组控制开关处于断开状态时，第一蓄电池组控制开关的工作状态将会被锁定在闭合状态。
进一步，所述放电控制开关包括：
第一放电控制开关，用于将第一蓄电池组接入所述逆变器进行放电；
第二放电控制开关，用于将第二蓄电池组接入所述逆变器进行放电；
当第一放电控制开关处于闭合状态时，第二放电控制开关的工作状态将会被锁定在断开状态，当第二放电控制开关处于闭合状态时，第一放电控制开关的工作状态将会被锁定在断开状态。
进一步，还包括隔离电源，所述隔离电源用于对蓄电池组进行电源隔离。
进一步，所述逆变器为有源逆变器。
进一步，所述控制器设有远程控制接口。
本发明所采用的第二技术方案是：
一种蓄电池组在线放电控制方法，应用于蓄电池在线放电电路，包括以下步骤：
控制蓄电池组控制开关断开，使蓄电池组停止为直流***供电；
控制放电控制开关闭合，使蓄电池组接入逆变器；
将接入逆变器的蓄电池组的电能转换为交流电并并入电网。
本发明所采用的第三技术方案是：
一种蓄电池组在线放电控制方法，应用于蓄电池在线放电电路，包括以下步骤：
控制第一蓄电池组控制开关断开，使第一蓄电池组停止为直流***供电；
控制第二蓄电池组控制开关闭合，使第二蓄电池组为直流***供电；
控制第一放电控制开关闭合，第二放电控制开关断开，使第一蓄电池组接入逆变器，第二蓄电池组不与第一蓄电池组形成环路；
将第一蓄电池组的电能转换为交流电并并入电网。
进一步，还包括以下步骤：
控制第一蓄电池组控制开关闭合，对第一蓄电池组进行均衡充电。
本发明所采用的第四技术方案是：
一种蓄电池组在线放电***，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载所述程序以执行所述的蓄电池组在线放电控制方法。
与现有技术相比较，本发明应用逆变电源技术实现电能转换，把蓄电池组储备的直流电源能量回馈到电网，能量可以得到充分利用，不产生浪费的同时减少了热量的产生，保证过程安全可控；同时通过控制器实现对蓄电池组核容过程的自动化控制。
附图说明
图1为本发明实施例一种蓄电池组在线放电***的应用电路图；
图2为本发明实施例一种蓄电池组在线放电控制方法的步骤框图；
图3为本发明实施例一种双母线直流电源电路图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。
如图1所示，本发明实施例提供了一种蓄电池组在线放电***，包括：
逆变器，用于将蓄电池组的电能逆变为交流电并并入电网；
放电控制开关，用于将蓄电池组接入逆变器进行放电；
蓄电池组控制开关，用于控制蓄电池组从直流***中下电或上电；
控制器，用于控制所述逆变器、放电控制开关和蓄电池组控制开关的工作状态。
具体地，参照图3，双母线直流电源电路是目前站用直流电源***采用的电源电路，需要定期对电路中的蓄电池进行核容放电，核容放电过程全程需要人员监护。
核容放电，核对性充放电中的放电环节，对浮充电运行的蓄电池，经过一定时间要使其极板的物质进行一次较大的充放电反应，以检查蓄电池容量，并可以发现老化电池，及时进行处理，以保证电池的正常运行。
放电控制开关和蓄电池组控制开关可以通过电控开关实现，控制器用于控制蓄电池组在线放电***中开关和设备的工作状态，实现蓄电池组核容放电的自动化。
参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述蓄电池组控制开关包括：
第一蓄电池组控制开关ZK12，用于控制第一蓄电池组从直流***中下电或上电；
第二蓄电池组控制开关ZK22，用于控制第二蓄电池组从直流***中下电或上电
当第一蓄电池组控制开关ZK12处于断开状态时，第二蓄电池组控制开关ZK22的工作状态将会被锁定在闭合状态，当第二蓄电池组控制开关ZK22处于断开状态时，第一蓄电池组控制开关ZK12的工作状态将会被锁定在闭合状态。
具体地，为保证直流电源***的安全运行，蓄电池组放电时各放电控制开关需具备互锁功能。第一蓄电池组控制开关ZK12和第二蓄电池组控制开关ZK22设有断开状态互锁，同时只能断开一把刀闸，防止直流***无蓄电池组，***无后备电源。
参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述放电控制开关包括：
第一放电控制开关ZK41，用于将第一蓄电池组接入所述逆变器进行放电；
第二放电控制开关ZK42，用于将第二蓄电池组接入所述逆变器进行放电；
当第一放电控制开关ZK41处于闭合状态时，第二放电控制开关ZK42的工作状态将会被锁定在断开状态，当第二放电控制开关ZK42处于闭合状态时，第一放电控制开关ZK41的工作状态将会被锁定在断开状态。
具体地，第一放电控制开关ZK41和第二放电控制开关ZK42设有闭合状态互锁，同时只能闭合一把刀闸，防止直流***形成环网。
参照图1，进一步作为优选的实施方式，还包括隔离电源DD01，所述隔离电源用于对蓄电池组进行电源隔离。
具体地，在原有方案中，执行电源隔离的部件为母联开关ZK31。作为直流***母联刀闸，正常情况下是断开状态，只有检修电源***时合闸，左侧直流***和右侧直流才能构建互为备用关系，具备互为备用关系才能退出***内其中一部分电源进行检修。母联开关ZK31为手动操作刀闸，为防止***短路带来的故障扩大化，部分电网公司严禁把母联开关ZK31改为电动刀闸开关；远程在线放电不能操作母联开关ZK31，***不能构建互为备用关系。所以本实施例中通过隔离电源DD01构建了两套独立直流电源***互为备用的桥梁，在这个桥梁保障下，能够对一组蓄电池组进行在线放电。
隔离电源，在工业控制设备中，有时候要求两个***之间的电源地线隔离，如隔离地线噪声、隔离高共模电压等，采用带变压器的直流变换器，将两个电源之间隔开，使他们相互独立。在本实施例中，通过DC/DC隔离逆变电源技术，解决直流***后备电源问题，避免交流失电导致直流母线失压的严重事故发生。
隔离电源DD01是双向DC/DC电源变送模块，作用是依据设置参数实现两边电能传输，接口即是输入也是输出，输出只有降压效果。正常电源比标称电压高约5％，电源输出控制电压低于标称电压的5％，当某一边电压下降值达到标称电压的5％后，模块自动从高压侧变压输出到低压侧，保证低压侧电源可靠供电。双母线直流电源电路的母线电压正常运行时是标称电压的1.05倍；如果某一段电源异常，电压下降，连接到该段直流***的DC/DC装置端口作为输出、另一段的端口则为输入，异常电源段直流***有DC/DC装置作为电源补充输出，保证负荷正常运行。
参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述逆变器DA01为有源逆变器。
具体地，有源逆变是指在逆变电路中，把直流电经过直交变换，向交流电源反馈能量的变换电路。在本实施例中，通过DC/AC有源逆变并网技术，解决了蓄电池组核容过程能量转换问题，减少了核容放电过程的热量产生，杜绝火灾发生，同时，逆变输出电源接入电网实现重复利用。
逆变器DA01是逆变电源，在变电站110V或220V***条件下，逆变电源转换效率大于90％。电源模块10％的工作耗散能量很小，加上电源模块设计均设计有散热器，所以小热量在散热器的耗散下不会发生热失控事件。通过使用有源逆变器，解决了传统方式核容放电时放电仪产生大量热量带来的安全隐患问题。
进一步作为优选的实施方式，所述控制器设有远程控制接口。
具体地，所述远程控制接口可以通过蓝牙模块或者Wifi模块实现，用于对控制器进行远程无线操作，提高核容放电的智能化。
本发明实施例还提供了一种蓄电池组在线放电控制方法，应用于蓄电池在线放电电路，参照图2，包括以下步骤：
S201、控制蓄电池组控制开关断开，使蓄电池组停止为直流***供电；
S202、控制放电控制开关闭合，使蓄电池组接入逆变器；
S203、将接入逆变器的蓄电池组的电能转换为交流电并并入电网。
具体地，断开蓄电池组控制开关可以避免直流***影响放电过程；通过逆变器进行电能转换不仅实现了能量的循环利用，还解决了传统核容放电的产热问题，实现了核容过程安全可控。
本发明实施例还提供了一种蓄电池组在线放电控制方法，应用于蓄电池在线放电电路，包括以下步骤：
控制第一蓄电池组控制开关断开，使第一蓄电池组停止为直流***供电；
控制第二蓄电池组控制开关闭合，使第二蓄电池组为直流***供电；
控制第一放电控制开关闭合，第二放电控制开关断开，使第一蓄电池组接入逆变器，第二蓄电池组不与第一蓄电池组形成环路；
将第一蓄电池组的电能转换为交流电并并入电网。
具体地，参照图1，通过在第一蓄电池组控制开关ZK12和第二蓄电池组控制开关ZK22上设计断开互锁，同时刻只能断开一个开关，保证了同一时刻至少有一侧的蓄电池处于工作状态。通过第一放电控制开关ZK41和第二放电控制开关ZK42设置闭合状态互锁，同时只能闭合一把刀闸，防止直流***形成环网。
进一步作为优选的实施方式，还包括以下步骤：
控制第一蓄电池组控制开关闭合，对第一蓄电池组进行均衡充电。
具体地，为确保蓄电池组中所有电池的电压、比重达到均匀一致，我们采用恒压限流充电方式，这种恒压限流充电方式就是均衡充电；放空的蓄电池组均衡充电时直接闭合蓄电池组控制开关，充电电流是受集中监控控制，不会失控。
本发明实施例还提供了一种蓄电池组在线放电***，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载所述程序以执行所述的蓄电池组在线放电控制方法。
本发明应用逆变电源技术实现电能转换，把蓄电池储备的直流电源能量回馈到交流电网，能量可以充分利用不产生浪费同时过程减少了热量的产生，保证过程安全可靠；构建两套独立电源间的隔离备用通道，实现在不改变传统运行模式下的实现两套独立***互为备用。通过该方法的转化实施，能够把蓄电池组核容工作从人工操作转化为远程控制，可大大减少人工成本。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。
Claims (10)
1.一种蓄电池组在线放电***，其特征在于，包括：
逆变器，用于将蓄电池组的电能逆变为交流电并并入电网；
放电控制开关，用于将蓄电池组接入逆变器进行放电；
蓄电池组控制开关，用于控制蓄电池组从直流***中下电或上电；
控制器，用于控制所述逆变器、放电控制开关和蓄电池组控制开关的工作状态。
2.根据权利要求1所述的蓄电池组在线放电***，其特征在于，所述蓄电池组控制开关包括：
第一蓄电池组控制开关，用于控制第一蓄电池组从直流***中下电或上电；
第二蓄电池组控制开关，用于控制第二蓄电池组从直流***中下电或上电；
当第一蓄电池组控制开关处于断开状态时，第二蓄电池组控制开关的工作状态将会被锁定在闭合状态，当第二蓄电池组控制开关处于断开状态时，第一蓄电池组控制开关的工作状态将会被锁定在闭合状态。
3.根据权利要求1所述的蓄电池组在线放电***，其特征在于，所述放电控制开关包括：
第一放电控制开关，用于将第一蓄电池组接入所述逆变器进行放电；
第二放电控制开关，用于将第二蓄电池组接入所述逆变器进行放电；
当第一放电控制开关处于闭合状态时，第二放电控制开关的工作状态将会被锁定在断开状态，当第二放电控制开关处于闭合状态时，第一放电控制开关的工作状态将会被锁定在断开状态。
4.根据权利要求1所述的蓄电池组在线放电***，其特征在于，还包括隔离电源，所述隔离电源用于对蓄电池组进行电源隔离。
5.根据权利要求1所述的蓄电池组在线放电***，其特征在于，所述逆变器为有源逆变器。
6.根据权利要求1所述的蓄电池组在线放电***，其特征在于，所述控制器设有远程控制接口。
7.一种蓄电池组在线放电控制方法，应用于如权利要求1-6任一项所述的蓄电池组在线放电***，其特征在于，包括以下步骤：
控制蓄电池组控制开关断开，使蓄电池组停止为直流***供电；
控制放电控制开关闭合，使蓄电池组接入逆变器；
将接入逆变器的蓄电池组的电能转换为交流电并并入电网。
8.一种蓄电池组在线放电控制方法，应用于如权利要求1-6任一项所述的蓄电池组在线放电***，其特征在于，包括以下步骤：
控制第一蓄电池组控制开关断开，使第一蓄电池组停止为直流***供电；
控制第二蓄电池组控制开关闭合，使第二蓄电池组为直流***供电；
控制第一放电控制开关闭合，第二放电控制开关断开，使第一蓄电池组接入逆变器，第二蓄电池组不与第一蓄电池组形成环路；
将第一蓄电池组的电能转换为交流电并并入电网。
9.根据权利要求8所述的蓄电池组在线放电控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：
控制第一蓄电池组控制开关闭合，对第一蓄电池组进行均衡充电。
10.一种蓄电池组在线放电***，其特征在于，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载所述程序以执行如权利要求7-9任一项所述的蓄电池组在线放电控制方法。
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