通信蓄電池遠程在線充放電系統(tǒng)的研究

王 翊

（廣東電網有限責任公司佛山供電局，廣東 佛山 528000）

0 引 言

在當前我國社會經濟發(fā)展過程中，電力系統(tǒng)管網已經在我國各個城市地區(qū)得到了充分全面的應用。在當前社會環(huán)境中，人們的工作生活已經離不開電力能源，同時電力能源在很大程度上也決定了網絡系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。在此背景下，相關技術人員就應該做好通信蓄電池的有效管理，同時還要構建在線充放電系統(tǒng)，能夠對電池組進行全方位的實時監(jiān)控與管理，并切實降低電池保養(yǎng)與維護所消耗的成本。但由于通信蓄電池遠程在線充放電系統(tǒng)相對比較復雜，同時還具有較強的專業(yè)性，因此有必要對其進行全方位的探討。

1 通信蓄電池遠程在線充放電系統(tǒng)的整體設計分析

1.1 系統(tǒng)功能與目標

結合當前我國人工監(jiān)測系統(tǒng)存在的各類問題與缺陷，本次所設計的遠程在線充放電系統(tǒng)應該有效規(guī)避這類問題。第一，遠程系統(tǒng)自身能夠通過互聯(lián)網來完成電池具體情況的有效監(jiān)控，明確電池內部的電壓、電阻及充電時效等各類參數(shù)信息，給后續(xù)系統(tǒng)運作提供基礎的數(shù)據支撐。第二，系統(tǒng)還應該能夠對電池進行靈活調控。當系統(tǒng)甄別出電池存在質量問題時，應該能夠對電池內部進行均衡與活化處理。如果室外環(huán)境比較惡劣，系統(tǒng)還應該能夠靈活調整電池內外溫度。第三，整個系統(tǒng)還應該具備一套相對完善的輔助系統(tǒng)，保證充放電的安全性與穩(wěn)定性[1]。

1.2 系統(tǒng)整體建設

在傳統(tǒng)電池組系統(tǒng)管理中，一般都設立了各個獨立實體，并進行有效的人工調度。而遠程在線操控系統(tǒng)則主要分為網絡信號傳輸通道和廠站終端。其中前者主要用于協(xié)調蓄電池站與終端的各類通信工作，后者則是遠程控制體系的主體單位。為了切實提高各項通信數(shù)據傳輸?shù)姆€(wěn)定性與可靠性，大部分遠程控制項目都會使用SDH 等光傳輸網絡來構建信息傳輸橋梁[2]。

2 通信蓄電池遠程在線充放電系統(tǒng)功能的實現(xiàn)

2.1 電池在線監(jiān)測功能

在遠程在線充放電系統(tǒng)設計時，電池在線監(jiān)測功能的實現(xiàn)應該先完成蓄電池相關信息的綜合統(tǒng)計，并能夠對電池組進行實時監(jiān)測。即互聯(lián)網終端體系中必須要先構建電池在線監(jiān)測模塊。在具體監(jiān)測時，應該充分重視電池的內阻情況，并實現(xiàn)內阻的實時監(jiān)測。當蓄電池內阻出現(xiàn)異常情況時，應該及時對電池進行均衡與活化處理。要想達到這種效果，相關技術人員就應該在電源母線中連接電池組，保證整體電池系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。

2.2 遠程充放電技術

人工充放電模式的實時性存在顯著的不足，因此在遠程在線充放電系統(tǒng)中也應該進行相應的彌補。在系統(tǒng)設計過程中，相關人員如果能夠靈活使用互聯(lián)網高效傳輸通道，就可以實現(xiàn)各個模塊的自動化與智能化，從而針對電池組內部功能與各個構件進行智能監(jiān)管，同時也可以處理各類突發(fā)情況。例如，當系統(tǒng)模塊檢測到電池組存在隱患時，智能系統(tǒng)就可以將這些問題盡快反饋到主機中并進行儲存和預處理。等到系統(tǒng)中心模塊發(fā)出相關命令后，智能模塊就可以全面執(zhí)行命令。通過這些智能模塊，就可以實現(xiàn)整個系統(tǒng)對于電池組的遠程充放電管理，提高了整體系統(tǒng)運作的高效性[3]。

2.3 電池無隙跨接功能

當使用互聯(lián)網遠程在線系統(tǒng)對電池充放電進行全面管理時，也有可能會出現(xiàn)電池失效的情況，最終使得終端能夠接受的數(shù)據信息顯著降低。綜合來看，影響電池組充電效率的因素有很多，但單個電池出現(xiàn)問題時很難對整個電池組產生致命影響。但電池放電過程則有所不同，如果單個電池出現(xiàn)失效，整個電池組就很有可能會集體停止運作，造成大面積的電池組癱瘓。因此，在遠程在線放電系統(tǒng)模塊中，相關人員應該綜合考慮單個電池失效的情況，形成忽略失效電池的無隙跨接技術。在引入這項技術以后，整個電池組的安全性將得到充分的保障，同時可以較好執(zhí)行互聯(lián)網系統(tǒng)終端的放電命令，并且也可以給后續(xù)進行蓄電池組搶修與維護爭取相應的時間。

3 通信蓄電池遠程在線充放電系統(tǒng)的整體設計

3.1 系統(tǒng)整體構架

在進行通信蓄電池遠程在線充放電系統(tǒng)設計時，整體框架可以分為主站、終端及傳輸通道三個模塊。其中，主站主要用于采集和處理各個廠站所提供的電池終端信息，同時還要對通信蓄電池組的運行現(xiàn)狀進行實時全面的監(jiān)測與統(tǒng)一管理。終端模塊則需要進行蓄電池組各類參數(shù)數(shù)據的有效采集與整合，同時還包括了其他各類子系統(tǒng)，具體有通信電源系統(tǒng)、交直流系統(tǒng)等。傳輸通道則是主站與終端之間的傳輸網絡，通常會使用SDH 等光傳輸網絡，以提高整體傳輸體系的通暢性。

3.2 分項功能的實現(xiàn)

通信蓄電池遠程在線充放電系統(tǒng)的設計應該重視各個分項功能的實現(xiàn)，結合系統(tǒng)的具體運作要求，分項功能主要可以分為五大塊。

第一，電池在線監(jiān)測模塊。在具體系統(tǒng)設計時，需要各個設計人員能夠立足于蓄電池充電電流不確定進行全面分析，避免對后續(xù)恒流源計量基準的精確性產生負面影響。在具體數(shù)據采集與后續(xù)計算時，設計人員可以考慮將整個放電電流拆分為兩個不一樣的數(shù)值，最終布設整體為二次放電，將之前的差模干擾轉變?yōu)楹罄m(xù)的共模干擾，提高電池內阻等信息測量的精準性。

第二，活化與均衡功能模塊。對于各個通信蓄電池，具體活化方式可以考慮布設為復合脈沖諧振法。這種方法主要是通過使用差異化的復合脈沖電壓來沖擊電池硫酸鉛粗晶粒，最終能夠提供一定的干擾性，避免蓄電池硫化過程。但在具體實的時，技術人員也應該選擇合理的脈沖頻率，同時還要有效控制電流值，盡可能使用較小密度的電流進行充電。電池組的均衡過程則主要是指電池自身內部狀態(tài)的均衡。當前我國很多通信蓄電池都屬于鉛酸電池，而通過這種均衡工作就可以顯著提高電池的壽命。

第三，電池遠程放電功能模塊。在這個模塊建設過程中，需要引入蓄電池核容實驗。在具體設計時，需要針對各個恒流源布設相應的智能模塊，能夠有效控制各個恒流源的電流方向與大小。在這個過程中，最好能夠針對單節(jié)或者單組電池開展這類實驗，以實現(xiàn)較好的放電功能，同時也提高了各個電池組的運行穩(wěn)定性。

第四，電池工作環(huán)境監(jiān)控模塊。這個模塊主要是監(jiān)控蓄電池的工作環(huán)境溫度。通過相關研究可知，在25 ℃的基本環(huán)境中，外界溫度提高1 ℃時，蓄電池充放電的電容量就會直接降低5%；而外界溫度降低1 ℃時，蓄電池充放電電容就會降低1%。因此，在現(xiàn)場環(huán)境中，每個通信蓄電池中都應該布設終端智能管理模塊，并引入內外部溫度傳感器和濕度傳感器。通過這些傳感器，就能夠收集蓄電池內外部工作溫度與濕度信息，并將這些信息上傳到網絡服務器中，最終傳入主站進行綜合處理與分析，實現(xiàn)對蓄電池工作環(huán)境的有效監(jiān)控。

第五，蓄電池無隙跨接功能模塊。在系統(tǒng)設計過程中，主要是在失效電池附近回路中附加一個新的電流通道，以實現(xiàn)對失效電池通道的分流。當某一節(jié)蓄電池突然失效時，新的電流通道就會無隙跨接代替這個失效電池的通道，避免對整個系統(tǒng)產生負面影響，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.3 輔助安全管理設計

系統(tǒng)的輔助安全管理主要是各類軟件工程，能夠立足于系統(tǒng)配置的模型數(shù)據庫和歷史信息進行綜合分析，并能夠協(xié)調直交流系統(tǒng)、UPS 系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及故障預警系統(tǒng)等各個模塊，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的統(tǒng)一有效管理[4]。

4 結 論

隨著我國各個城市現(xiàn)代化進程的不斷加快，城市通信管網的整體數(shù)量也在不斷擴充。在這種大趨勢下，傳統(tǒng)人工模式下的充放電管理已經很難滿足實際需求，必須要側重發(fā)展遠程在線充放電系統(tǒng)體系。