變電站蓄電池在線維護技術(shù)研究

彭淑明 程文星 魯普天

（國網(wǎng)江西省電力公司檢修分公司，江西南昌330096）

0 引言

變電站直流電源系統(tǒng)作為站內(nèi)繼電保護、自動裝置、信號裝置、斷路器的控制電源和事故照明電源，是變電站二次系統(tǒng)的核心設(shè)備，是保證變電站全停時正確隔離故障的關(guān)鍵，所以對蓄電池組的日常檢測和維護管理，保證其不間斷地健康運行，就顯得尤為重要。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，變電站的數(shù)量日漸龐大，變電站運維模式也已經(jīng)調(diào)整為無人值班，運維和檢修人員數(shù)量明顯減少，這對準(zhǔn)確、及時掌握變電站內(nèi)設(shè)備的運行狀況提出了更高的要求，迫切需要引進智能硬件和移動互聯(lián)技術(shù)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程智能在線設(shè)備健康管理。

1 傳統(tǒng)蓄電池維護方式及不足

（1）目前變電站免維護鉛酸蓄電池只是無需加水、加酸、換液等維護，而對電池的狀態(tài)檢測也僅僅是測量蓄電池的浮充電電流等，無法準(zhǔn)確測量出蓄電池的真實容量，無法預(yù)測蓄電池的可使用時間，使得蓄電池的運行存在著很大的安全隱患。（2）按照國家規(guī)定，新安裝或大修后的蓄電池需要定期進行核對性放電實驗，由于缺乏有效的設(shè)備，傳統(tǒng)放電實驗需要將蓄電池脫離運行，接上電阻絲或水組放電，由于負(fù)載體積龐大，搬運不方便，放電時產(chǎn)生巨大的熱能，導(dǎo)致電阻絲發(fā)紅，容易引起安全事故。（3）放電過程中手工測量蓄電池端電壓比較危險，放電過程中如果有事故出現(xiàn)，交流信號消失，蓄電池又不能及時供電，系統(tǒng)可能癱瘓。（4）變電站分布在全國各地，不乏山區(qū)和偏遠(yuǎn)地區(qū)，成千上萬的直流供電系統(tǒng)如果要完成一個完整的檢測流程，會消耗大量的人力、物力、財力、精力。

2 蓄電池智能在線健康管理系統(tǒng)

2.1 蓄電池在線健康管理系統(tǒng)功能單元設(shè)計

蓄電池在線健康管理系統(tǒng)包括如下三個核心功能單元：智能監(jiān)測終端（采集單元）、智能維護終端與在線健康管理系統(tǒng)平臺。其功能特性分別如下：

2.1.1 智能監(jiān)測終端

智能監(jiān)測終端作為在線健康管理系統(tǒng)的關(guān)鍵單元，其主要功能是對電池組的單體電壓、組電壓、電流、電池溫度等信息進行采集和計算，并通過總線將狀態(tài)參數(shù)上傳給服務(wù)器，最終，在線管理系統(tǒng)軟件對各參數(shù)進行綜合分析計算和評判，并結(jié)合智能維護終端提供的電池組參數(shù)信息，綜合計算出各電池及電池組的健康狀況。

2.1.2 智能維護終端

（1）在線放電：直流系統(tǒng)故障狀態(tài)蓄電池供電時間測試。（2）在線充電：自定義多種蓄電池充電管理模式。

（3）電池活化：基于蓄電池真實特性的在線活化技術(shù)。

2.1.3 在線健康管理平臺

2.1.3.1 嚴(yán)格規(guī)范的管理員制度

系統(tǒng)接入省公司“智能運檢管控平臺（孤網(wǎng)運行）”，按平臺管控要求，自動建立維護人員時間段的系統(tǒng)運行狀態(tài)及數(shù)據(jù)、值班時遇到的報警等信息，同時值班人員在值班期間對系統(tǒng)的所有操作都自動記錄在值班日志中。

2.1.3.2 平臺遠(yuǎn)程監(jiān)控

本管理系統(tǒng)平臺依托互聯(lián)網(wǎng)的VPN技術(shù)，把分布各地的設(shè)備資源整合在統(tǒng)一的平臺上，構(gòu)成集中式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系。

2.1.3.3 歷史數(shù)據(jù)存儲

系統(tǒng)提供完備的歷史數(shù)據(jù)存儲，實現(xiàn)分布式、多樣化的存儲手段。

2.1.3.4 智能運維

對異常事件的過程處理及對出現(xiàn)的頻率進行統(tǒng)計分析并提供異常事件報表，是系統(tǒng)智能運維的特色。

2.2 如何實現(xiàn)實時、快捷、安全、有效的維護

2.2.1 實時運行監(jiān)控

系統(tǒng)通過智能監(jiān)測維護裝置，對變電站蓄電池組運行的過程進行遠(yuǎn)程同步監(jiān)控，實時查詢電池組的電流、電壓、溫度、浮充、均充等狀態(tài)，并結(jié)合電力運行的相關(guān)技術(shù)、智能化的運算，同步動態(tài)模擬展示蓄電池的運行工況。

2.2.2 智能一鍵式啟動與運維

運行維護是為了保證電站蓄電池組安全穩(wěn)定運行、可靠供電、各類電力生產(chǎn)工作有序進行而采用的一種有效的管理手段。利用本系統(tǒng)的運行維護技術(shù)，并結(jié)合以下測試方法，可高效準(zhǔn)確地分析剔除出劣化電池。

2.2.2.1 快速測試

通過后臺控制軟件發(fā)送電池測試指令，數(shù)據(jù)監(jiān)測終端及智能維護終端將實時采集各蓄電池單元的電流、電壓等關(guān)鍵參數(shù)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆品?wù)器，云服務(wù)器遠(yuǎn)程批量處理各電池組狀態(tài)信息，30 min即可發(fā)現(xiàn)劣化電池，并分析剔除出來。

2.2.2.2 均充充電測試

在對電池組充電過程中，通過獨立的算法，分析驗證出電池的劣化程度。

2.2.3 蓄電池健康狀態(tài)體檢

系統(tǒng)通過實時、全面、準(zhǔn)確地采集廠站端的數(shù)據(jù)，動態(tài)分析蓄電池運行狀況，輔助系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化，適時啟動在線維護方案，根據(jù)廠站端智能維護終端按照設(shè)定程序的維護動作，蓄電池組的最新運行狀態(tài)、實時準(zhǔn)確地進入后臺管理決策系統(tǒng)，實現(xiàn)在線計量、監(jiān)測、分析等功能。

系統(tǒng)提供了在線監(jiān)測、在線維護、在線活化等多樣的功能，并提供科學(xué)、有效的實時管控手段，是精細(xì)化、智能化、現(xiàn)代化的蓄電池健康管理不可或缺的重要保障。

2.3 蓄電池在線健康管理系統(tǒng)對智能化變電站的現(xiàn)實意義

2.3.1 成本優(yōu)勢

通過使用蓄電池在線健康管理系統(tǒng)技術(shù)，可實現(xiàn)對變電站開閉所蓄電池日常巡檢和定期維護的自動化及后臺數(shù)據(jù)分析的智能化，減輕90%的維護工作量，人工費用和車輛費用也大大減少。

2.3.2 效率優(yōu)勢

通過蓄電池在線健康管理技術(shù)，使得原先可能需要一個運維部門的日常檢修工作，精簡到只需一個人即可完成，進一步提升了工作效率，減輕了運維壓力。

2.3.3 準(zhǔn)確性優(yōu)勢

傳統(tǒng)的蓄電池組容量測試和內(nèi)阻測試，對巡檢維護人員有一定的技術(shù)要求，操作方法和方式的熟練掌握程度直接影響到最終的監(jiān)測結(jié)果；而基于在線健康管理系統(tǒng)，按照標(biāo)準(zhǔn)的測試流程，幾步操作即可準(zhǔn)確完成對各電池組狀態(tài)信息的測試。

2.3.4 專業(yè)性優(yōu)勢

隨著科技的不斷發(fā)展，對蓄電池組參數(shù)監(jiān)測和維護的技術(shù)也會不斷提升，背靠專業(yè)團隊的運營和維護，可享受到最新科技帶來的技術(shù)體驗。

2.3.5 安全優(yōu)勢

蓄電池在線健康管理系統(tǒng)的投入使用，可以遠(yuǎn)程完成蓄電池參數(shù)的檢測，無需人工到現(xiàn)場測量和接線，減少了人員傷害事故發(fā)生的可能性，同時也避免了由于現(xiàn)場檢測造成設(shè)備損壞的可能性。

3 結(jié)語

本蓄電池在線健康管理系統(tǒng)具有功能模塊化、監(jiān)測維護智能化、數(shù)據(jù)分析網(wǎng)絡(luò)化等特點，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對蓄電池組狀態(tài)信息的實時在線監(jiān)測，并且具備對電池組進行遠(yuǎn)程容量測試和內(nèi)阻測試的功能，同時通過對蓄電池組的電壓、電流、溫度、浮充、均充等狀態(tài)參數(shù)信息的大數(shù)據(jù)采集和計算分析，能快速準(zhǔn)確地開出各蓄電池組全面健康體檢報告，使變電站運維管理人員便捷、高效地甄別出各站點直流電源供電系統(tǒng)的健康狀態(tài)，以便及時有效地對其進行檢修和更換處理，保證供電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定。此外，該系統(tǒng)具有時時處處均能訪問的高便利性，使得該系統(tǒng)具備極強的競爭優(yōu)勢，從而為推進智能電網(wǎng)直流電源在線系統(tǒng)的智能化、高效化、無人化提供了有力的技術(shù)和方案支撐。

[1]徐凱.蓄電池在線監(jiān)測技術(shù)在變電站的運用研究[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2015（12）：165.

[2]潘峰.基于Java ME平臺手機界面開發(fā)的研究[D].北京：北京郵電大學(xué)，2011.