冉利利、景宁、郭海龙、许文、吴俭民
国网甘肃省电力公司兰州供电公司
摘要：文章从蓄电池智能在线养护系统的网络结构分析入手，分别从功能作用和应用效果两个方面，对蓄电池智能在线养护系统进行论述。结果表明，通过智能在线养护系统的应用，能够对蓄电池进行在线维护，确保了蓄电池的运行可靠性。
关键词：蓄电池；智能在线养护系统；功能
1蓄电池智能在线养护系统的网络结构
蓄电池是一种能够将化学能转换为电能的装置，其用途非常广泛。在电力系统中，蓄电池可以作为变电站的备用电源使用，当主电源发生故障后，蓄电池可以快速启动，为保护装置、自动装置、通信装置等设备进行供电，确保这些设备能够稳定运行。除此之外，蓄电池还可作为应急抢修任务中照明系统的主要动力来源，是电力二次系统不断电的重要保障。如果蓄电池出现故障，则会对电网的运行安全性和稳定性造成严重影响。为避免这一问题的发生，应开发一套智能在线维护系统，通过该系统对蓄电池进行在线维护，防止蓄电池故障。该系统由以下几个部分组成：在线监测除硫一体仪、智能充放电系统、服务器以及网管平台等[1]。该系统的网络结构如图1所示。
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图1 蓄电池智能在线养护系统的网络结构示意图
2蓄电池智能在线养护系统的功能与应用
2.1系统构成部分的功能作用
2.1.1在线监测除硫一体仪
这是该系统较为重要的组成部分之一，由网络结构可知，它安装于蓄电池所在的站点，具体的功能和作用如下：
①除硫一体仪能够对蓄电池运行过程中的各项参数进行实时采集。如，站点当前的供电状态、电池组正负极之间的电压、蓄电池内部各个单体的电压、充电或是放电电流以及所处的环境温度等。
②除硫一体仪能够与服务器端进行数据通讯，可将采集到的蓄电池运行参数，传给服务器端，并对服务器端发出的控制指令进行接收；借助连接线，可以向蓄电池输出除硫脉冲和均衡充电电压，由此可实现在线除硫养护和均衡充电功能。
③除硫一体仪能够与远程智能充放电系统进行通讯，可以完成对蓄电池供电能力的测试控制[2]。
2.1.2远程智能充放电系统
远程智能充放电系统能够对站点内的蓄电池测试过程进行启停控制，可与除硫一体仪进行数据通讯，经相关接口能够对数据进行上传，并对服务器端下发的指令进行接收。
2.1.3服务器
服务器设置在核心监控机房内，能够与除硫一体仪进行数据通讯，不但可以对蓄电池的各项运行参数进行实时采集，并发送给服务器端，而且还能对服务器端下发的查询与控制指令进行接收，从而使数据互传得以实现。
2.1.4网管平台
①网管平台与短信告警发布平台全部安装在服务器内，网关平台能够对各站点上传的数据进行采集，并在WEB界面上进行显示。同时，还能对分析计算后的数据进行存储。通过对采集到的数据进行分析处理，可实现如下功能：蓄电池运行参数实时查看、站点隐患智能分析与维护指导、电池均匀性变化分析、下发蓄电池供电能力测试指令以及测试全过程监测等等[3]。由此可以给维护人员开展蓄电池维护工作提供指导，有助于维护效率的提升。
②短信告警发布平台通过短信发送模块来实现相关功能，该模块内置于主站的运行保护模块当中，与服务器的USB接口相连接。当站点因故障停电或是蓄电池运行参数发生异常，短信告警发布平台则会生成告警信息，经发送模块及时将该信息发给维护人员，接到信息后，维护人员便可在第一时间对故障问题进行排除。
2.2系统应用效果
2.2.1在线除硫
本次设计的系统，采用的是当前较为先进的正向尖脉冲在线修复技术进行在线除硫。所有形成晶体的分子结构基本上都有一个谐振频率，若是能够从中找出谐振点，并借助相应的能量，就能够将之击碎。相关研究结果表明：晶体的谐振频率主要与晶体本身的大小有关，即晶体越大，谐振频率就越低，反之则越高。本次设计的系统可以实现在线除硫，当正向尖峰脉冲输出到蓄电池组后，这个脉冲会与蓄电池中的硫酸铅晶体产生谐振，大的硫酸铅晶体会被振碎，变成小的硫酸铅晶体，变小后的硫酸铅晶体则会被慢慢溶解掉，这样一来，原本覆盖在电池极板上硫酸铅晶体会逐步消失，从而达到除硫效果。本次设计的系统采用在线除硫技术，能够对蓄电池进行养护，可使蓄电池的容量得到修复或提升，有助于蓄电池使用寿命的延长。
2.2.2均衡充电
蓄电池易受本身物理性能、所处运行环境、充放电方式以及监控管理机制等因素的影响，缩短蓄电池使用寿命。在上述影响因素中，蓄电池物理性能是影响使用寿命长短的最大因素。从当前直流电源管理系统来看，大部分系统采用整体管理蓄电池组的运行模式，通过采集蓄电池组电压、温度等数据，对蓄电池组运行状态进行监测。在这一过程中，数据采集与监测无法获得蓄电池组内单体电池的相关数据，由于单体电池本身物理性能存在一定差异性，所以会直接影响蓄电池组的使用寿命。为消除单体电池差异性的影响，应采用均衡充电方式，减少单体电池之间的容量差异，延长蓄电池组使用寿命。
蓄电池组由多节单体电池串联而成，单体电池的最小容量决定了蓄电池组的真实容量。在充电状态下，蓄电池组内多节单体电池会处于同一条件进行统一充电，但是由于单体电池内阻存在着一定差异，因此会造成蓄电池组不均匀充电。该系统采用主动均衡充电方式，轮循对多节单体电池施加标准浮充电压值，调节多节单体电池内阻差异，补充个别单体电池的能量不足，提高电池电压[4]。在蓄电池组外部电压恒定的状态下，会降低过充电池电压，使蓄电池组经过长期使用和调整达到组内单体电池物理性能均匀，从而有助于提高蓄电池组的整体性能。
2.2.3远程容量测试
由于蓄电池的应用场合有所不同，所以本次系统设计中，对蓄电池远程容量的测试给出两种方法，具体如下：
①第一种方法是借助模拟站点交流停电的方式，对蓄电池的远程容量进行测试。该方法的适用范围如下：48V直流供电系统中使用的蓄电池。由于这种情况下电池带的负载均为长期运行，故此负载电流具有持续、稳定的特点。常规的测试方法只能对蓄电池的实际容量进行测定，而想要获得蓄电池对站点内设备的具体供电时长，需要依托站点内的负载进行换算，这样一来可能会产生误差。以远程在线的方式对蓄电池的容量进行测试，不但可以简化测试过程，而且还能避免误差的产生，测试结果更加准确。
②第二种方法是使电池暂时脱离原供电系统，对放电容量进行测试后，并回供电系统。这种测试方法适用于以下情况：变电站继电保护、UPS蓄电池以及合闸用蓄电池等。该方法主要是通过容量测试、交流检测与控制等模块予以实现。
3结论
蓄电池智能在线养护系统的应用除能够使电网的运行风险大幅度降低之外，还可以防止蓄电池故障损坏，充放电效率显著提高，维护人员的工作强度随之降低。由此可见，该系统具有良好的推广使用价值。
参考文献
[1]王仙,俞璇,张光莹,杨博皓,卢马鸿.通信电源智能管理及蓄电池在线监测维护系统研究与应用[J].通信电源技术,2020(2):71-73.
[2]谭乾.基于三阶段在线除硫养护技术的电力蓄电池智能在线维护系统[J].电子测试,2015(2):98-100.