CN113471950B - 一种电力厂站用蓄电池组故障自愈***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力厂站用蓄电池组故障自愈***及方法，该***包括阀控铅酸蓄电池组、分段容量转换器、锂电池组、阀控铅酸蓄电池组在线监测装置和自愈***控制装置；阀控铅酸蓄电池组分为若干段，每段包括若干只阀控铅酸蓄电池；每阀控铅酸蓄电池段配置有1个分段容量转换器，分段容量转换器均与锂电池组并联；锂电池组通过降压硅链连接于直流母线；阀控铅酸蓄电池组在线监测装置连接阀控铅酸蓄电池组。本发明当阀控铅酸蓄电池组发生蓄电池内部开路等故障时，能在磷酸铁锂蓄电池组保持直流电源连续供电的同时，自动迅速隔离故障蓄电池，恢复阀控铅酸蓄电池组中剩余电池的供电，实现蓄电池组自身故障修复与直流电源***故障的愈合。

Description

一种电力厂站用蓄电池组故障自愈***及方法

技术领域

本发明涉及发输变电技术领域，具体涉及一种电力厂站用蓄电池组故障自愈***及方法。

背景技术

电力厂站直流电源***承担着发电厂、变电站和换流站内一次、二次设备的低压直流供电任务，是电力厂站正常运行时的辅助***和异常状况下的保安设施。随着电网规模的扩大和运行电压等级的提高，以及电力***综合自动化与智能化技术水平不断提升，电力厂站直流负荷随之增大，且辅机设备及装置种类增多，部分需要连续供电的重要直流负荷对直流电源***供电的可靠性和安全性提出了更高的要求。固定安装的阀控铅酸蓄电池组是厂站直流电源***的核心设备，虽然蓄电池组在平时处于备用状态，但却能够在交流失电或其它事故状态下，保证为电力厂站用直流电源***持续提供满足要求的直流电源，成为电力厂站用事故负荷的唯一能源供给者。而且当出现较大的冲击电流时，由于充电装置的保护特性所限，都是由蓄电池组为负荷提供冲击电流。

根据部分文献资料查找到的数据，初步计算得到在电力厂站直流电源***设备中，充电装置、开关和蓄电池组的可用度最低。其中充电装置、蓄电池组和负荷侧开关的故障率和修复率的变化对电力厂站直流电源***的可用度无影响，蓄电池组的故障率和修复率的变化对整个电力厂站直流电源***的可靠性指标影响最大，所以无论是交流电源中断或是事故状态，还是正常供电状态下，实际是阀控铅酸蓄电池组的状态决定了电力厂站直流电源***的供电可靠性。

近年来推出电力厂站阀控铅酸蓄电池组在线监测***，对蓄电池的单体电压、电池组电压、单体内阻、电池内部温度等重要参数进行在线监测，一旦发现某个蓄电池异常或变化趋势不正常时会立即发出告警，告知运维人员及时处理，但这对于发、输、配、用一次性完成的电力生产来讲，其安全可靠性还远远不够。电力厂站直流电源的蓄电池组是由几十或一百多只单个蓄电池串联组成，任意一只蓄电池出现故障，都会造成整个串联形成的蓄电池组无法正常供电，例如在电网事故或电力厂站***故障等造成交流电源中断时，一只阀控铅酸蓄电池出现电池内部开路故障，则会使电力厂站直流电源的供电中断，将会直接引起电力厂站的事故扩大，甚至产生电网***连锁解列的事故。

阀控铅酸蓄电池内部开路故障，在电力厂站现行的浮充电运行方式下预测非常困难，缺乏有效的预防和治理措施，并且蓄电池内部开路故障发生突然，使人防不胜防，仅一个省级电力公司所辖变电站每年都会出现数起蓄电池内部开路故障，成为长期严重困扰维护人员及管理人员的顽疾。所以，当出现阀控铅酸蓄电池内部开路这些会造成蓄电池组即可丧失供电能力的故障时，不仅需要告警，更需要能有方法和措施使蓄电池组保持连续为重要负荷供电。

发明内容

本发明目的在于提供一种电力厂站用蓄电池组故障自愈***及方法，该***是一种电力厂站直流电源***用阀控铅酸蓄电池组中，在发生个别蓄电池内部开路等故障时，在保持直流电源连续供电的同时，自动迅速隔离故障电池，利用蓄电池组剩余电池的容量持续为直流母线供电，实现蓄电池组自身故障的修复与直流电源***故障的愈合，直至其完成事故保安电源的连续供电功能。

本发明是将电力厂站直流电源***的阀控铅酸蓄电池组，通过阀控铅酸蓄电池组分段容量转换器与专用小容量非浮充磷酸铁锂蓄电池***结合，同时利用已有或新配的阀控铅酸蓄电池组在线监测装置，构成一崭新的蓄电池组故障自愈***。当阀控铅酸蓄电池组发生蓄电池内部开路等故障时，能在小容量磷酸铁锂蓄电池组保持直流电源连续供电的同时，自动迅速隔离故障蓄电池，并恢复蓄电池组中剩余电池的供电，实现蓄电池组自身故障的修复与直流电源***故障的愈合，直至其完成事故保安电源的连续供电功能。

本发明通过下述技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种电力厂站用蓄电池组故障自愈***，该***包括阀控铅酸蓄电池组，所述阀控铅酸蓄电池组连接于电力厂站直流电源***的直流母线上，所述阀控铅酸蓄电池组配备有充电装置；还包括分段容量转换器、非浮充锂电池***(简称锂电池组)、阀控铅酸蓄电池组在线监测装置和自愈***控制装置；

阀控铅酸蓄电池组分为若干段，每段包括若干只阀控铅酸蓄电池；

每个阀控铅酸蓄电池段上配置有1个分段容量转换器，所述分段容量转换器均与锂电池组并联；所述锂电池组通过降压硅链连接于直流母线；

所述阀控铅酸蓄电池组在线监测装置连接所述阀控铅酸蓄电池组，用于监测阀控铅酸蓄电池组的蓄电池状态，包括单只电池故障情况；

所述自愈***控制装置连接阀控铅酸蓄电池组在线监测装置、分段容量转换器和锂电池组，用于当阀控铅酸蓄电池组在线监测装置监测到阀控铅酸蓄电池组出现蓄电池故障时，通过蓄电池单体电压、电池内部温度参数确定故障蓄电池，在电力厂站直流电源在***事故或交流中断等异常状态时，锂电池组无间隔地连续为直流母线供电，确保保证对直流负荷不间断地连续供电，控制启动无故障蓄电池段的分段容量转换器，使正常的蓄电池段继续为直流母线供电，恢复阀控铅酸蓄电池组供电功能。同时自愈***控制装置根据实时的运行状况，还能为锂电池组补充放出的容量，以备好锂电池组容量。实现电力厂站直流电源蓄电池组的故障自愈，同时运维人员可对故障蓄电池进行快速更换维护。

进一步地，还包括一组有防止开路措施的降压硅链，所述降压硅链设于锂电池组与直流母线之间，所述降压硅链一端连接锂电池组、另一端连接直流母线。本发明通过降压硅链，使锂电池组可以向直流母线送电，但直流母线受硅链单向导通特性作用，正常时不向锂电池组充电。

进一步地，所述锂电池组配备有补充充电装置和电池管理***BMS，结合补充充电装置和电池管理***BMS对小容量锂电池组进行维护管理。

进一步地，所述阀控铅酸蓄电池组一般被均匀分为4段，每段包括相等只数的阀控铅酸蓄电池。

进一步地，所述电力厂站直流电源***的标称电压基本分为220V和110V，所述阀控铅酸蓄电池的标称电压基本包括2V、6V和12V；

电力厂站直流电源的***标称电压为220V时，一般对应阀控铅酸蓄电池组中标称电压2V的阀控铅酸蓄电池只数为104只，每段则包括26只阀控铅酸蓄电池；当***标称电压为110V时，一般对应阀控铅酸蓄电池组中标称电压2V的阀控铅酸蓄电池只数为52只，每段则包括13只阀控铅酸蓄电池。

进一步地，所述锂电池组的蓄电池为磷酸铁锂蓄电池组。

第二方面，本发明还提供了一种电力厂站用蓄电池组故障自愈方法，该方法应用于所述的一种电力厂站用蓄电池组故障自愈***，该方法包括：

阀控铅酸蓄电池组正常运行时：

阀控铅酸蓄电池组内所有蓄电池在阀控铅酸蓄电池组在线监测装置的监测下，全部蓄电池以串联方式接至直流母线，充电装置以浮充电的运行方式在为直流母线供电的同时，也为阀控铅酸蓄电池组进行补充充电，以弥补铅酸蓄电池由于自放电造成的容量损失；

当交流电源中断或其它原因造成充电装置停止工作时，阀控铅酸蓄电池组保持其串联方式不间断地向直流母线供电，以保证直流负荷的用电；

阀控铅酸蓄电池组有蓄电池故障时：

当阀控铅酸蓄电池组有个别蓄电池出现故障时，如任意一只阀控铅酸蓄电池内部发生开路故障，遇交流电源中断或其它原因造成充电装置停止工作时，由于蓄电池组串联构成的方式，将中断向直流母线供电，直接造成直流母线和直流负荷的失电(停电)。此时阀控铅酸蓄电池组在线监测装置会发现故障并发出告警信号，但只能靠人工到现场进行处理。但当配置有本发明的一种电力厂站用蓄电池组故障自愈***时，首先，小容量非浮充锂电池组将无缝连接地不间断地向直流母线供电，以保证直流负荷的持续用电；然后，根据阀控铅酸蓄电池组在线监测装置检测到的故障蓄电池位置，启动非故障蓄电池段的分段容量转换器，以并联的方式通过锂电池组向直流母线供电，以保证直流负荷的用电，同时自愈***控制装置根据实时的运行状况，还能为锂电池组补充放出的容量，以备好锂电池组容量，避免发生冲击负荷造成电池容量变换器的保护功能(降压限流)启动，出现直流母线电压跌落，造成直流负荷的供电中断，及可能引起的厂站事故扩大或新的厂站事故；

阀控铅酸蓄电池组故障自愈工作步骤：

首先，通过对阀控铅酸蓄电池组的蓄电池单体电压、组压、单体内阻、电池内部温度等重要参数进行在线监测，根据监测的参数数据，快速甄别技术准确判定故障蓄电池；

其次，采用故障电池的快速隔离与容量转换技术，在交流中断或充电装置停止工作且阀控铅酸蓄电池组故障出现使直流母线电压跌幅超过设定值时，锂电池组将无缝连接地不间断地向直流母线供电，确保对直流负荷不间断地连续供电，同时根据蓄电池组监测装置对故障电池判断，自愈***控制装置使阀控池组中非故障蓄电池恢复放电，保障了直流电源***阀控铅酸蓄电池组的容量供给，实现电力厂站直流电源***的故障蓄电池组自愈功能。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明锂电池组配有专门的补充充电装置，利用降压硅链单向导通性，既隔断了母线电压对其充电，但在母线电压降低后又能不间断供电，补充充电装置在BMS的控制下有限地进行补充充电，使锂电池组始终处于非浮充状态，极大地提高了安全可靠性。

2、本发明设置多段的阀控铅酸蓄电池，每段均配有分段容量转换器，避免了任一台出现故障造成供电再次中断的尴尬状态；而现有技术中通常由一个DC/DC变换器分别接通电池模组，转换过程会造成直流母线电压波动，由于只有一个DC/DC如果出现故障，会造成供电再次中断。

3、本发明当阀控铅酸蓄电池组出现故障，直流母线失电，在分段容量转换器正常供电前，由于有锂电池组直接无间断为直流母线供电，避免了直流供电出现的间断。

4、本发明分段容量转换器与锂电池组并联，无论负荷电流增大，还是出现短路故障，锂电池组都能提供足够的负荷电流和保护装置动作需要的短路电流，不会出现分段容量转换器保护性停机和直流母线失电等故障。

5、本发明是直流电源蓄电池组故障自愈技术，使蓄电池组串接的蓄电池发生个别电池内部开路故障时，在保持直流电源连续供电的同时，自动迅速隔离故障电池，利用蓄电池组剩余电池的容量持续为直流母线供电，实现蓄电池组自身故障的修复与直流电源***故障的愈合，直至其完成事故保安电源的连续供电功能。

6、本发明在保持原有厂站直流电源***主接线和运行模式不变的前提下，通过旁路方式借用已配置的阀控铅酸蓄电池组在线监测装置的部分功能，结合分段容量转换器及非浮充式的小容量铁锂蓄电池组，形成电力厂站直流电源蓄电池组故障自愈***，解决了DC/DC变换器冲击电流输出时自保护造成的直流母线电压降低，提升电力厂站用直流电源***的供电可靠性和安全运行水平。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明一种电力厂站用蓄电池组故障自愈***结构示意图一。

图2为本发明一种电力厂站用蓄电池组故障自愈***结构示意图二。

图3为本发明实施例一种电力厂站用蓄电池组故障自愈***接线图。

附图标记及对应的零部件名称：

1-直流负载；2-充电装置；3-阀控铅酸蓄电池组；4-分段容量转换器；5-降压硅链；6-锂电池组；7-补充充电装置；8-直流电源***的直流母线。

具体实施方式

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所发明的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本发明的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1至图3所示，本发明一种电力厂站用蓄电池组故障自愈***，该***包括阀控铅酸蓄电池组3，所述阀控铅酸蓄电池组3连接于电力厂站直流电源***的直流母线8上，所述阀控铅酸蓄电池组3配备有充电装置2；直流母线8可以挂在直流负载1；还包括分段容量转换器4、锂电池组6、阀控铅酸蓄电池组在线监测装置和自愈***控制装置；

阀控铅酸蓄电池组3分为若干段，每段包括若干只阀控铅酸蓄电池；

每阀控铅酸蓄电池段配置有1个分段容量转换器4，所述分段容量转换器4均直接与小容量锂电池组6并联；所述锂电池组6通过降压硅链连接于直流母线8；

所述阀控铅酸蓄电池组在线监测装置连接所述阀控铅酸蓄电池组3，用于监测阀控铅酸蓄电池组3的电池故障情况；

所述自愈***控制装置连接阀控铅酸蓄电池组在线监测装置、分段容量转换器4和锂电池组6，用于当阀控铅酸蓄电池组在线监测装置监测到阀控铅酸蓄电池组3出现电池开路故障时，锂电池组6自动通过降压硅链无间隔地连续为直流母线8供电，确保电力厂站直流电源在***事故或交流中断等异常状态时，保证对直流负荷不间断地连续供电；与此同时阀控铅酸蓄电池组在线监测装置通过蓄电池单体电压、电池内部温度等重要参数确定故障蓄电池，控制启动分段容量转换器4，使正常的蓄电池继续为直流母线供电，恢复蓄电池组供电功能，同时自愈***控制装置根据实时的运行状况，还能为锂电池组6补充放出的容量，以备好锂电池组6容量，实现电力厂站直流电源蓄电池组的故障自愈，同时运维人员可对故障蓄电池进行快速更换维护。

为了进一步的对本实施例进行说明，还包括一组有防止开路措施的降压硅链5，所述降压硅链5设于锂电池组6与直流母线8之间，所述降压硅链5一端连接锂电池组6、另一端连接直流母线8。本发明通过降压硅链5，使锂电池组6可以向直流母线8送电，但直流母线8受硅链单向导通特性作用，不向锂电池组6充电。

为了进一步的对本实施例进行说明，所述锂电池组6配备有补充充电装置7和电池管理***BMS，补充充电装置7为非浮充锂电池组6的补充充电装置7，结合补充充电装置7和电池管理***BMS对小容量锂电池组6进行维护管理。

为了进一步的对本实施例进行说明，出于安全性和可靠性考虑，所述阀控铅酸蓄电池组3均匀分为4段，当然可以分为更多段，对隔离多只故障蓄电池有利，但分段容量转换器4的提升电压会增高及装配数量和规格都会增多，互换性差及备品多，造成成本增加较多，并且一组蓄电池同时出现2只及以上故障蓄电池的几率太小；且同时为了兼顾220V和110V的电力厂站直流电源***的标称电压，每段阀控铅酸蓄电池组3包括相等只数蓄电池，因此阀控铅酸蓄电池组3不易分为3段。

实施时：本发明是将电力厂站直流电源***的阀控铅酸蓄电池组3，通过阀控铅酸蓄电池组3的分段容量转换器4(可以是双向DC/DC变换器)与专用小容量磷酸铁锂蓄电池组6结合，同时利用已有或新配的阀控铅酸蓄电池组3在线监测装置，构成一崭新的蓄电池组故障自愈***。当阀控铅酸蓄电池组3发生蓄电池内部开路等故障时，能在小容量磷酸铁锂蓄电池组6保持直流电源连续供电的同时，自动迅速隔离故障蓄电池，并恢复蓄电池组中剩余电池的供电，实现蓄电池组自身故障的修复与直流电源***故障的愈合，直至其完成事故保安电源的连续供电功能。

基于电力厂站直流电源***的标称电压基本分为220V和110V两种，110V***较少，同时阀控铅酸蓄电池的标称电压基本为2V、6V和12V，电力厂站基本使用的是2V蓄电池。以2V蓄电池为例，电力厂站直流电源***标称电压220V对应阀控铅酸蓄电池组3中蓄电池只数为104只，电力厂站直流电源***标称电压110V对应阀控铅酸蓄电池组3中蓄电池只数为52只，一般将阀控铅酸蓄电池组3分为4段(可以分为更多段，对隔离多只故障蓄电池有利，但分段容量转换器4的提升电压会增高及装配数量和规格都会增多，互换性差及备品多，造成成本增加较多，并且一组蓄电池同时出现2只及以上故障蓄电池的几率太小)，每段阀控铅酸蓄电池组3的蓄电池只数为26只或13只，在每段配置1个分段容量转换器4，直接与小容量铁锂蓄电池组6并联，有时为了小容量铁锂蓄电池组6的维护或容量需要，采用两组或多组小容量铁锂蓄电池组并联使用。为了使铁锂蓄电池组6隔离来自直流母线的浮充电电压，在直流母线8与铁锂蓄电池组6之间增加了一组降压硅链5，使铁锂蓄电池组6可以向直流母线8送电，但直流母线8受硅链单向导通特性作用，不向铁锂蓄电池组6充电；铁锂蓄电池组6配备有补充充电装置7和电池管理***BMS，它们组成非浮充锂电池组***，对小容量铁锂蓄电池组6进行维护管理，一种电力厂站用蓄电池组故障自愈***构成如图1、图2、图3所示。

在电力厂站直流电源***阀控铅酸蓄电池组3正常时，铁锂蓄电池组处于不离线非浮充的热备用状态。当交流中断或充电装置2停止工作且阀控铅酸蓄电池组3故障出现使直流母线8电压跌幅超过设定值时，处于热备用的铁锂蓄电池组将无间隔地(0ms)连续为直流母线供电，确保对直流负荷不间断地连续供电，同时阀控铅酸蓄电池在线监测装置通过单体电压、电池内部温度等重要参数确定故障电池，启动分段容量转换器4，让正常的蓄电池继续为直流母线供电，恢复蓄电池组供电功能，实现电力厂站直流电源蓄电池组的故障自愈，同时运维人员可对故障蓄电池进行快速更换维护。

相比现有技术，本发明的创新点包括以下几点：

(1)本发明锂电池组配有专门的补充充电装置，利用降压硅链单向导通性，既隔断了母线电压，但在母线电压降低后又能不间断供电，补充充电装置在BMS的控制下有限地进行补充充电，使锂电池组始终处于非浮充状态，极大地提高了安全可靠性；

(2)本发明多段的铅酸蓄电池组均配有分段容量转换器，避免了任一台出现故障造成供电再次中断的尴尬状态；而现有技术中通常由一个DC/DC变换器分别接通电池模组，转换过程会造成直流母线电压波动，由于只有一个DC/DC如果出现故障，会造成供电再次中断。

(3)本发明当阀控铅酸蓄电池组出现故障，直流母线失电，在分段容量转换器正常供电前，由于有锂电池组直接无间断为直流母线供电，避免了直流供电出现的间断；

(4)本发明分段容量转换器与锂电池组并联，无论负荷电流增大，还是出现短路故障，锂电池组都能提供足够的负荷电流和保护装置动作需要的短路电流，不会出现分段容量转换器保护性停机和直流母线失电等故障。

实施例2

如图1至图3所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例提供了一种电力厂站用蓄电池组故障自愈方法，该方法应用于实施例1所述的一种电力厂站用蓄电池组故障自愈***，该方法包括：

阀控铅酸蓄电池组正常运行时：

阀控铅酸蓄电池组3内所有蓄电池在阀控铅酸蓄电池组在线监测装置的监测下，全部蓄电池以串联方式接至直流母线，充电装置2以浮充电的运行方式在为直流母线供电的同时，也为阀控铅酸蓄电池组3进行补充充电，以弥补蓄电池由于自放电造成的容量损失；

当交流电源中断或其它原因造成充电装置2停止工作时，阀控铅酸蓄电池组3保持其串联方式不间断地向直流母线供电，以保证直流负荷的用电；

阀控铅酸蓄电池组有蓄电池故障时：

当阀控铅酸蓄电池组3有个别蓄电池出现故障时，如任意一只蓄电池内部发生开路故障，遇交流电源中断或其它原因造成充电装置2停止工作时，由于蓄电池组串联构成的方式，将中断向直流母线供电，直接造成直流母线和直流负荷的失电(停电)。此时阀控铅酸蓄电池组在线监测装置会发现故障并发出告警信号，但只能靠人工到现场进行处理。但当配置有本发明的一种电力厂站用蓄电池组故障自愈***时，首先，小容量非浮充锂电池组6将无缝连接地不间断地向直流母线8供电，以保证直流负荷的用电；然后，根据阀控铅酸蓄电池组在线监测装置检测到的故障蓄电池位置，启动非故障蓄电池段的分段容量转换器4，以并联的方式通过锂电池组6向直流母线8供电，以保证直流负荷的用电，同时自愈***控制装置根据实时的运行状况，还能为锂电池组6补充放出的容量，以备好锂电池组6容量，避免发生冲击负荷造成电池容量变换器的保护功能(降压限流)启动，出现直流母线8电压跌落，造成直流负荷的供电中断，及可能引起的厂站事故扩大或新的厂站事故；

阀控铅酸蓄电池组故障自愈工作步骤：

首先，通过对阀控铅酸蓄电池组的蓄电池单体电压、组压、单体内阻、电池内部温度等重要参数进行在线监测，根据监测的参数数据，快速甄别技术准确判定故障蓄电池；

其次，采用故障电池的快速隔离与容量转换技术，在交流中断或充电装置停止工作且阀控铅酸蓄电池组3故障出现使直流母线电压跌幅超过设定值时，锂电池组6将无缝连接地不间断地向直流母线8供电，确保对直流负荷不间断地连续供电，同时根据蓄电池组监测装置对故障电池判断，自愈***控制装置使阀控池组中非故障蓄电池恢复放电，保障了直流电源***阀控铅酸蓄电池组的容量供给，实现电力厂站直流电源的故障蓄电池组自愈功能。

本发明是直流电源蓄电池组故障自愈技术，使阀控铅酸蓄电池组串接的蓄电池发生个别电池故障时，在保持直流电源连续供电的同时，自动迅速隔离故障电池，利用阀控铅酸蓄电池组剩余电池的容量持续为直流母线供电，实现阀控铅酸蓄电池组自身故障的修复与直流电源***故障的愈合，直至其完成事故保安电源的连续供电功能。

在保持原有电力厂站直流电源***主接线和运行模式不变的前提下，通过旁路方式借用已配置的阀控铅酸蓄电池组在线监测装置的部分功能，结合分段容量转换器及非浮充式的小容量铁锂蓄电池组，形成厂站直流电源蓄电池组故障自愈***，解决了DC/DC变换器冲击电流输出时自保护造成的直流母线电压降低甚至失电，提升了电力厂站用直流电源***的供电可靠性和安全运行水平。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电力厂站用蓄电池组故障自愈***，该***包括阀控铅酸蓄电池组，所述阀控铅酸蓄电池组连接于电力厂站直流电源***的直流母线上，所述阀控铅酸蓄电池组配备有充电装置；其特征在于，还包括分段容量转换器、锂电池组、阀控铅酸蓄电池组在线监测装置和自愈***控制装置；

阀控铅酸蓄电池组分为若干段，每段包括若干只阀控铅酸蓄电池；

每个阀控铅酸蓄电池段上配置有1个分段容量转换器，所述分段容量转换器均与锂电池组并联；所述锂电池组连接于直流母线；

所述阀控铅酸蓄电池组在线监测装置连接所述阀控铅酸蓄电池组，用于监测阀控铅酸蓄电池组的蓄电池状态，包括单只电池故障情况；

所述自愈***控制装置连接阀控铅酸蓄电池组在线监测装置、分段容量转换器和锂电池组，用于当阀控铅酸蓄电池组在线监测装置监测到阀控铅酸蓄电池组出现蓄电池故障时，通过蓄电池单体电压、电池内部温度参数确定故障蓄电池，在锂电池组无间隔地连续为直流母线供电的状态下，控制启动无故障蓄电池段的分段容量转换器，使正常的蓄电池段继续为直流母线供电，恢复阀控铅酸蓄电池组供电功能；同时自愈***控制装置根据实时的运行状况，为锂电池组补充放出的容量，以备好锂电池组容量；

还包括一组降压硅链，所述降压硅链设于锂电池组与直流母线之间，所述降压硅链一端连接锂电池组、另一端连接直流母线；

所述锂电池组配备有补充充电装置和电池管理***BMS，结合补充充电装置和电池管理***BMS对锂电池组进行维护管理；

所述锂电池组为非浮充式的小容量铁锂蓄电池组；补充充电装置为非浮充锂电池组的补充充电装置；

结合分段容量转换器及锂电池组，形成电力厂站直流电源蓄电池组故障自愈***，解决了DC/DC变换器冲击电流输出时自保护造成的直流母线电压降低。

2.根据权利要求1所述的一种电力厂站用蓄电池组故障自愈***，其特征在于，所述阀控铅酸蓄电池组均匀分为4段，每段包括相等只数的阀控铅酸蓄电池。

3.根据权利要求2所述的一种电力厂站用蓄电池组故障自愈***，其特征在于，所述电力厂站直流电源***的标称电压包括220V和110V，所述阀控铅酸蓄电池的标称电压包括2V、6V和12V；

电力厂站直流电源的***标称电压为220V时，对应阀控铅酸蓄电池组中标称电压2V的阀控铅酸蓄电池只数为104只，每段则包括26只阀控铅酸蓄电池；当***标称电压为110V时，对应阀控铅酸蓄电池组中标称电压2V的阀控铅酸蓄电池只数为52只，每段则包括13只阀控铅酸蓄电池。

4.根据权利要求1所述的一种电力厂站用蓄电池组故障自愈***，其特征在于，所述锂电池组的蓄电池为磷酸铁锂蓄电池组。

5.一种电力厂站用蓄电池组故障自愈方法，其特征在于，该方法应用于如权利要求1至4中任一所述的一种电力厂站用蓄电池组故障自愈***，该方法包括：

阀控蓄电池组正常运行时：

阀控铅酸蓄电池组内所有蓄电池在阀控铅酸蓄电池组在线监测装置的监测下，全部蓄电池以串联方式接至直流母线，充电装置以浮充电的运行方式在为直流母线供电的同时，也为阀控铅酸蓄电池组进行补充充电；

当充电装置停止工作时，阀控铅酸蓄电池组保持其串联方式不间断地向直流母线供电；

阀控铅酸蓄电池组有蓄电池故障时：

当阀控铅酸蓄电池组有个别蓄电池出现其内部开路故障时，首先，非浮充锂电池组将无缝连接地不间断地向直流母线供电；然后，根据阀控铅酸蓄电池组在线监测装置检测到的故障蓄电池位置，启动非故障蓄电池段的分段容量转换器，以并联的方式通过锂电池组向直流母线供电；同时自愈***控制装置根据实时的运行状况，为锂电池组补充放出的容量，以备好锂电池组容量；

阀控铅酸蓄电池组故障自愈工作步骤：

首先，通过对阀控铅酸蓄电池组的蓄电池单体电压、组压、单体内阻、电池内部温度参数进行在线监测，根据监测的参数数据，判定故障蓄电池；

其次，阀控铅酸蓄电池组故障时，锂电池组将无缝连接地不间断地向直流母线供电，保障直流负荷的供电不中断，同时根据蓄电池组监测装置对故障电池判断，自愈***控制装置恢复阀控铅酸蓄电池组中非故障蓄电池的放电。