基于互相關(guān)原理的變電站蓄電池內(nèi)阻檢測仿真分析

劉源晶

摘 要：變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行離不開可靠的操作電源，目前大多采用蓄電池組作為站內(nèi)備用或不間斷應(yīng)急電源。蓄電池性能關(guān)系到電網(wǎng)安全，因此必須監(jiān)測蓄電池性能，其中內(nèi)阻就是評(píng)估其性能好壞的重要指標(biāo)參數(shù)。本文提出了一種基于互相關(guān)原理的內(nèi)阻檢測方法，并進(jìn)行了仿真分析，仿真結(jié)果表明，該法能有效抑制干擾，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池內(nèi)阻的精確測量。

關(guān)鍵詞：蓄電池；內(nèi)阻；互相關(guān)原理

中圖分類號(hào)：TH74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 引言

蓄電池作為電力控制系統(tǒng)中的后備直流電源，其性能直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定可靠運(yùn)行。長期運(yùn)行的蓄電池可能會(huì)干涸發(fā)熱、漏液、欠充、過放、極板巖化、內(nèi)阻增大，進(jìn)而迅速失效，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)安全，因此，必須監(jiān)測蓄電池性能，而內(nèi)阻就是評(píng)估其性能好壞的重要指標(biāo)參數(shù)。蓄電池內(nèi)阻與蓄電池容量有著密切的關(guān)系，根據(jù)內(nèi)阻的大小可以判斷電池的性能。本文提出一種系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡單、抗干擾能力強(qiáng)，測量精度高的蓄電池內(nèi)阻測試方法。

2 基于互相關(guān)原理的內(nèi)阻測試法原理

互相關(guān)函數(shù)是用于度量兩個(gè)隨機(jī)函數(shù)相關(guān)性的函數(shù)，如果兩個(gè)隨機(jī)函數(shù)是相互獨(dú)立的，互相關(guān)函數(shù)為值等于兩個(gè)隨機(jī)函數(shù)平均值積的常數(shù)，如噪聲和信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)為0；若兩個(gè)隨機(jī)函數(shù)具有相同的頻率時(shí)，可提取有效信號(hào)。如圖1所示是互相關(guān)原理法測內(nèi)阻原理框圖，恒流交流源注入蓄電池后，通過帶通濾波器從蓄電池兩端提取相應(yīng)頻率的電壓信號(hào)Us，經(jīng)電阻Rr檢測電流信號(hào)，并經(jīng)過轉(zhuǎn)化后形成與電流同頻率同相位的方波信號(hào)Ur作為參考信號(hào)。

3 仿真分析

當(dāng)注入電流是頻率為1kHz的正弦電流，參考信號(hào)是頻率為1kHz的標(biāo)準(zhǔn)方波，設(shè)θ為3.6°，其仿真結(jié)果如圖所示，其中，圖2為提取的電壓信號(hào)，圖3為互相關(guān)函數(shù)分離出的直流信號(hào)。

由于實(shí)際檢測中會(huì)有噪音，若假設(shè)檢測到的電壓伴有噪音，如圖2所示中紫色部分，當(dāng)噪音為信號(hào)的30%時(shí)仿真結(jié)果如圖3紫色部分所示。

從圖3比較看，濾波穩(wěn)定后，伴有噪音的信號(hào)與理想信號(hào)得出的直流分量基本相同，即使在噪音為信號(hào)的30%時(shí)，也表現(xiàn)平穩(wěn)，基于互相關(guān)原理的內(nèi)阻測量法能有效的抑制測量過程中的各種噪音，從而提高了檢測精度。

結(jié)論

本文設(shè)計(jì)了基于互相關(guān)基于互相關(guān)原理的內(nèi)阻檢測方法，仿真結(jié)果表明，該法不需要注入大電流，能較強(qiáng)的抑制測量噪音，有效提高測量精度，是一種不損傷蓄電池的可靠內(nèi)阻測量方法。

參考文獻(xiàn)

[1]江莉.閥控式密封鉛酸蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D].武漢理工大學(xué)，2007.