CN212518452U - 一种基于馈网逆变的蓄电池远程放电*** - Google Patents

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杨忠亮
王汝钢
黄世回
张素平
沈嘉棋
李祖选
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Abstract

本实用新型公开了一种基于馈网逆变的蓄电池远程放电***，包括单向放电隔离保护装置、馈网逆变装置、放电切换装置、控制器和电池监测终端；在直流电源为双电双充的***中，每个蓄电池分别连接各自的馈网逆变装置、电池监测终端，通过单向放电隔离保护装置与直流母线连接；控制器通过开关量输出控制可控母联开关，实现备用电池组与放电组的蓄电池之间直流母线的通断；控制器通过开关量控制接在每个蓄电池与对应的馈网逆变装置之间的放电切换装置的开关，使得放电蓄电池组与馈网逆变器相连通，然后控制器按照远端设置的放电命令，控制馈网逆变负载运行。本实用新型可以解决传统放电方式劳动强度大、时间长、效率低、费用高且安全性差等技术问题。

Description

一种基于馈网逆变的蓄电池远程放电***
技术领域
本实用新型属于变电站直流***的监测技术领域。
背景技术
在变电站内，直流***为站内的控制、保护、信号等回路提供直流电源，是电网安全稳定运行的重中之重，而蓄电池组则是直流***的核心设备，在交流失电的情况下，能够保障直流***不间断供电。因此，蓄电池被称为是变电站的“心脏”。
目前蓄电池组的放电方法主要有以下几种：
1、携带放电测试仪(假负载)人工上站放电(传统的电池放电测试方法)
这是传统的电池放电测试方法，需要运维人员携带放电测试仪(假负载)上站，断开第1组电池熔丝，将电池组与母线脱离，接入放电测试仪，对电池进行放电测试，放电过程中定期记录单体电池电压。测试结束后再拆下放电测试仪，合上电池熔丝对放过电的电池组进行充电。第2天再对另一组电池进行放电测试。这种方法的特点是：劳动强度大、时间长、效率低、费用高。
2、人工上站调低充电机充电电压
运维人员上站，将充电机充电电压调低，利用直流负载对电池放电，放电过程中定期记录单体电池电压。放电结束后再将充电机充电电压调回正常值对电池充电。这种方法的特点是：劳动强度中等、时间长、效率低、费用高。
3、放电测试仪(假负载)远程放电
该方法类似传统的电池放电测试方法，放电测试仪增加远动功能。电池熔丝用直流接触器代替并进行远控。这种方法的特点是：设备费用高，安全性差。
4、电池回路串联升压、降压DC/DC模块
该方法在电池回路中串联升压、降压DC/DC模块。当需要电池放电时，DC/DC模块升压，当电池组电压+DC/DC模块输出电压大于充电机输出电压时，电池将对直流负荷放电。放电结束后，将DC/DC模块输出电压降为零，充电机对电池组充电。这种方法的特点是：设备费用高，安全性差。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种基于馈网逆变的蓄电池远程放电***，以解决传统放电方式劳动强度大、时间长、效率低、费用高且安全性差等技术问题，并实现了蓄电池不脱离母线的在线式放电，充分保障供电安全。
为了实现上述发明目的，本实用新型所采用的的技术方案如下：
一种基于馈网逆变的蓄电池远程放电***，包括单向放电隔离保护装置、馈网逆变装置、放电切换装置、可控母联开关、控制器和电池监测终端；在直流电源为双电双充的***中，每个蓄电池分别连接各自的作为放电负载的馈网逆变装置，该馈网逆变装置将蓄电池直流电能按照设定的放电电流逆变输出回馈交流电线路；每个蓄电池各自连接的采集蓄电池实时运行的电压、内阻、温度实时参数的电池监测终端，通过数据链路与数据服务器连接；控制逆变器启停与输出功率，将蓄电池直流电能按照设定的放电电流逆变输出回馈交流电线路的控制器与馈网逆变器的RS485/232通讯连接；每个蓄电池都通过单向放电隔离保护装置与接入开关串联电路与直流母线连接，在两个蓄电池之间的直流母线上，串接有并联的可控母联开关和手动母线开关；充电机一端通过另一个接入开关与直流母线连接，另一端与交流输入连接；控制器通过开关量输出控制可控母联开关，实现备用电池组直流母线与放电组的蓄电池直流母线的通断；控制器通过开关量控制接在每个蓄电池与对应的馈网逆变装置之间的放电切换装置的开关，使得放电蓄电池组与馈网逆变器相连通，然后控制器按照远端设置的放电命令，控制馈网逆变负载运行；当充电机输出电压高于蓄电池电压时候，充电机通过直流母线流向蓄电池的电流被阻断，在放电过程中，当交流停电，充电机输出失压，馈网逆变器自动停止放电，此时单向放电隔离保护装置正向导通，蓄电池向直流母线供电。
在直流电源为单电单充的***中，该***为单组蓄电池***，包括单向放电隔离保护装置、馈网逆变装置、放电切换装置、控制器和电池监测终端；充电机输出失压，馈网逆变器自动停止放电，此时单向放电隔离保护装置正向导通，蓄电池向直流母线无缝供电，随后，控制机通过开关量输出控制单向放电隔离保护装置的旁路开关导通，蓄电池组持续向母线供电。
本实用新型的优点：基于馈网逆变的蓄电池远程放电***具有远程自动控制放电测试的功能，使实现测试过程劳动强度大大降低、时间缩短、效率高、节省费用且安全性好，实现了蓄电池不脱离母线的在线式放电，充分保障供电安全。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
本实用新型所述的一种基于馈网逆变的蓄电池远程放电***参见图1所示。一种基于馈网逆变的蓄电池远程放电***，包括单向放电隔离保护装置、馈网逆变装置、放电切换装置、可控母联开关、控制器和电池监测终端；在直流电源为双电双充的***中，每个蓄电池分别连接各自的作为放电负载的馈网逆变装置，该馈网逆变装置将蓄电池直流电能按照设定的放电电流逆变输出回馈交流电线路；每个蓄电池各自连接的采集蓄电池实时运行的电压、内阻、温度实时参数的电池监测终端，通过数据链路与数据服务器连接；控制逆变器启停与输出功率，将蓄电池直流电能按照设定的放电电流逆变输出回馈交流电线路的控制器与馈网逆变器的RS485/232通讯连接；每个蓄电池都通过单向放电隔离保护装置与接入开关串联电路与直流母线连接，在两个蓄电池之间的直流母线上，串接有并联的可控母联开关和手动母线开关；充电机一端通过另一个接入开关与直流母线连接，另一端与交流输入连接；控制器通过开关量输出控制可控母联开关，实现备用电池组直流母线与放电组的蓄电池直流母线的通断；控制器通过开关量控制接在每个蓄电池与对应的馈网逆变装置之间的放电切换装置的开关，使得放电蓄电池组与馈网逆变器相连通，然后控制器按照远端设置的放电命令，控制馈网逆变负载运行；当充电机输出电压高于蓄电池电压时候，充电机通过直流母线流向蓄电池的电流被阻断，在放电过程中，当交流停电，充电机输出失压，馈网逆变器自动停止放电，此时单向放电隔离保护装置正向导通，蓄电池向直流母线供电。
对于双电双充***，放电时，充电机、蓄电池都保持与直流母联联通，不脱离母线，首先控制器通过开关量输出控制可控母联开关的闭合，第二组备用蓄电池***在线，保证母线不失压，然后控制器通过开关量控制输出控制放电切换装置的开关，使得放电蓄电池组与馈网逆变器相连通，然后控制器按照远端设置的放电命令，控制馈网逆变负载运行。通过在蓄电池与直流母线之间串接单向放电隔离保护装置，使得蓄电池放电时，当充电机输出电压高于蓄电池电压时候，充电机通过直流母线流向蓄电池的电流被阻断，即蓄电池放电时充电机不会对蓄电池补电；在放电过程中，当交流停电，充电机输出失压，馈网逆变器自动停止放电，此时单向放电隔离保护装置正向导通，蓄电池可以向直流母线供电。
在直流电源为单电单充的***中，该***为单组蓄电池***，包括单向放电隔离保护装置、馈网逆变装置、放电切换装置、控制器和电池监测终端；对于单组蓄电池***，则不需要母联开关控制，当放电过程出现交流停电，充电机输出失压，馈网逆变器自动停止放电，此时单向放电隔离保护装置正向导通，蓄电池向直流母线无缝供电，随后，控制机通过开关量输出控制单向放电隔离保护装置的旁路开关导通，蓄电池组持续向母线供电，实现蓄电池不脱离母线的在线式放电，充分保障供电安全。
图1所示为双电双充***，结合图1说明本实用新型的工作原理：
本实用新型的控制器是放电***的核心控制设备，通过LAN或者GPRS接收远程终端指令，控制其它部件协调工作，并将数据及状态传回终端，当***要启动对蓄电池放电操作时，控制器通过开关量输出接口控制可控母联装置内部开关闭合，控制放电保护装置，断开内部旁路开关K1，启用单相隔离原件，阻断充电机经过母线流向蓄电池的电流，使在蓄电池放电过程中充电机不会对蓄电池补电；控制器通过开关量输出接口，控制放电测的放电切换装置，使得内部常开切换开关K5闭合，电池组1与馈网逆变器接通。
馈网逆变装置为放电负载，当蓄电池放电时，控制器通过RS232/485接口控制馈网逆变装置以要求的放电电流放电(默认放电电流为I10)，馈网逆变装置平时处于低功耗等待状态，当蓄电池放电时它的能效达到90％以上，实现能量馈网转换。
放电切换装置为蓄电池放电开关切换开关，平时处于常开状态，当某组蓄电池放电时，控制器通过开关量接口控制放电切换开关闭合，连接该蓄电池组与逆变器的直流通道，形成放电回路，使蓄电池对馈网逆变装置进行放电。
对于双电双充直流***，可控母联开关，平时处于常开状态，在放电前被闭合，备用组电池母线接入放电组母线，保障放电侧母线不失压，放电后恢复常开状态。
电池监测终端安装在蓄电池上，实时监控蓄电池的单体电压、电池温度，电池内阻，放电电流等信息，为放电***提供运行参数，以判断放电是否可以继续进行。监测终端通过PLC电力线载波通信方式与控制器通讯，控制器定时向监测终端索取监测数据。
远程放电当达到以下条件时，***自动停止放电：
交流停电：第一种情况馈网逆变器自动停止逆变；
第二种情况，当控制器从逆变装置读取到交流停电状态时，此时逆变器还没有终止逆变，则控制器向逆变器发送关闭逆变命令，***自动停止放电；
单体电压低于下限值：默认2V电池为1.8V，12V电池为10.8V；
总电压低于下限值：默认电池节数*(1.8V/10.8V)；
电池温度高于上限值：默认40℃；
放电设置时间超设定时间，默认10小时；
单体电池内阻超出蓄电池标准内阻3倍以上。

Claims (2)

1.一种基于馈网逆变的蓄电池远程放电***，其特征在于，包括单向放电隔离保护装置、馈网逆变装置、放电切换装置、可控母联开关、控制器和电池监测终端；在直流电源为双电双充的***中，每个蓄电池分别连接各自的作为放电负载的馈网逆变装置，该馈网逆变装置将蓄电池直流电能按照设定的放电电流逆变输出回馈交流电线路；每个蓄电池各自连接的采集蓄电池实时运行的电压、内阻、温度实时参数的电池监测终端，通过数据链路与数据服务器连接；控制逆变器启停与输出功率，将蓄电池直流电能按照设定的放电电流逆变输出回馈交流电线路的控制器与馈网逆变器的RS485/232通讯连接；每个蓄电池都通过单向放电隔离保护装置与接入开关串联电路与直流母线连接，在两个蓄电池之间的直流母线上，串接有并联的可控母联开关和手动母线开关；充电机一端通过另一个接入开关与直流母线连接，另一端与交流输入连接；控制器通过开关量输出控制可控母联开关，实现备用电池组直流母线与放电组的蓄电池直流母线的通断；控制器通过开关量控制接在每个蓄电池与对应的馈网逆变装置之间的放电切换装置的开关，使得放电蓄电池组与馈网逆变器相连通，然后控制器按照远端设置的放电命令，控制馈网逆变负载运行；当充电机输出电压高于蓄电池电压时候，充电机通过直流母线流向蓄电池的电流被阻断，在放电过程中，当交流停电，充电机输出失压，馈网逆变器自动停止放电，此时单向放电隔离保护装置正向导通，蓄电池向直流母线供电。
2.根据权利要求1所述的一种基于馈网逆变的蓄电池远程放电***，其特征在于，在直流电源为单电单充的***中，该***为单组蓄电池***，包括单向放电隔离保护装置、馈网逆变装置、放电切换装置、控制器和电池监测终端；充电机输出失压，馈网逆变器自动停止放电，此时单向放电隔离保护装置正向导通，蓄电池向直流母线无缝供电，随后，控制机通过开关量输出控制单向放电隔离保护装置的旁路开关导通，蓄电池组持续向母线供电。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113489091A (zh) * 2021-06-25 2021-10-08 海南电网有限责任公司电力科学研究院 一种蓄电池组的分布式管控***及方法

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