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节能视角下的蓄电池远程智能运维系统及其价值探讨

发表时间：2021/6/10 来源：《探索科学》2021年4月作者：吴涵，罗云月，曹雪，尹云鹏

[导读] 通过调查研究不难看出，变电站蓄电池的维护技术有待完善，当前存在维护工作效率低下、能耗过大的问题，针对不同的单元功能进行分析，有利于工作人员全面了解智能系统的自身价值。原有的蓄电池维护技术已经落后，职能系统的出现及运用可以有效实现节能目标。

国网湖北省电力有限公司随州供电公司吴涵，罗云月，曹雪，尹云鹏 441300

摘要：通过调查研究不难看出，变电站蓄电池的维护技术有待完善，当前存在维护工作效率低下、能耗过大的问题，针对不同的单元功能进行分析，有利于工作人员全面了解智能系统的自身价值。原有的蓄电池维护技术已经落后，职能系统的出现及运用可以有效实现节能目标。本文主要论述了节能视角下的蓄电池远程智能运维系统，然后分析了其自身价值，能够更好地降低人力、物力资源消耗，还能提升操作过程中的安全可靠性，推动变电站朝着智能化、节能化的方向发展。
关键词：节能；蓄电池；远程智能运维；智能化
        1引言
        在变电站直流供电系统中，蓄电池组起到了关键性的作用，只有提升蓄电池组自身的安全可靠性，才能实现变电站相关设备的安全长远运行。系统运行过程中，需要在满足节能需求的前提下确保蓄电池组的远程智能核容放电，通过远程操作实现蓄电池的实时监控，如果在后台出现蓄电池的运行问题，能够在较短的时间内解决。不仅如此，还可以借助系统的放电方式提升放电试验的安全可靠性、节能性和智能化水平，还能提升放电工作成效，降低工作人员的劳动强度。
        2智能化系统自身功能
        2.1针对直流系统的状态监测与评价主站系统分析
        在变电站智能化的发展过程中，少不了无人值守方式的支撑，此外，变电站直流在线监测系统功能也需要不断提升。结合目前的主站系统只具有蓄电池组核容放电的监盘，可以查询放电历史记录，但不具备远程放电控制功能。本系统主要实现放电遥控、遥信功能，使得运维人员可以使用主站系统的放电监控功能模块，实现蓄电池组在线核容放电远程控制功能。同时蓄电池直流系统是变电站的重要组成部分，直接涉及变电站控制系统的后备电源稳定可靠，因此放电模式也需要升级开发，增加放电安全控制。本系统还对放电模式设置包括放电终止组端电压、单体终止电压、放电容量、放电时间、蓄电池组正负极温度和环境温度限值等定值设置，综合多个定值参数确保放电安全。根据运行规程，蓄电池组核容放电过程需要满足可控性，并在放电过程中实时监测设备状态参数，包括电压、电流和内阻等。按照核容实验计划生成放电记录报表，对放电过程中发现容量不足问题，需反复试验，参考放电曲线及放电模型提供科学依据，输出相应的报表以便后续问题处理和存档。出于安全性考虑，蓄电池组的单体电池参数对放电过程控制重要性非常高，单体电压作为放电终止条件之一需要实时监控。
        2.2变电站侧总监控单元研究
        现如今的总监控单元具有较为明显的优势，能够实现就地核容放电操作，还能采用远程操作方式，具有拓展放电遥控和遥信功效。系统是针对通信前置机协议的进一步拓展，接收主站系统发送的控制命令，并通过命令解析实现指令转换并控制站端核容放电执行模块，实现远程核容放电。

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升级开发变电站侧就地放电模型处理功能，增加单充单蓄深度放电模式和双充双蓄全核容模式，两种模式可远程动态切换。放电截止参数除了传统的蓄电池组电压、单体电池电压、放电时长和放电容量外，还增加了蓄电池组正负极温度越限及故障状态下的自动停止放电，并恢复蓄电池投入。升级开发对核容放电动态数据的处理，在放电过程中总监控实时记录蓄电池组的电压、电流、正负极温度、环境温度、单体电压等数据，其中测试和试验过程中的无效数据通过数据模型自动过滤，然后上送到直流电源状态监测主站系统。
        2.3针对变电站侧在线放电控制单元的相关分析
        工作人员应不断优化在线放电控制单元的动态放电逻辑内容，采用先进的硬件模块增添不同的功效，从而更好地满足不同的放电需要。根据静态全核容放电规程，增加放电控制器通过切换控制回路的开关，使蓄电池组临时脱离直流母线进行全核容，待核容完毕再投入进行蓄电池充电，按规程反复进行3次并记录放电容量。对于单充单蓄变电站，蓄电池组不能脱离母线进行全核容，增加放电控制器的控制功能，使蓄电池保持始终在线，通过逆变模块的调节实现在线核容放电。在母线故障和交流失电的情况下，平滑过渡到蓄电池供电。考虑到网络通信故障或总监控单元故障情况下，如果以集中式进行放电，即放电模型全部由总监控单元完成，会存在安全风险。通过对放电控制器的升级开发，增加模块的独立运行保护功能，实时判断网络通信状态，异常情况下快速停止核容放电，避免由于蓄电池过放造成直流系统故障下不能有效供电。新的放电控制器与变电站侧主监控单元通信功能实现，包括通信协议定义、点表设置、状态同步机制、通信异常处理等。
        3智能化系统的价值分析
        从不同角度优化智能化系统的功能，提升其安全可靠性、放电和充电的科学性、提升其节能水平，蓄电池远程智能节能运维系统具有较为显著的优势，具体如下：蓄电池远程智能节能运维系统从人力安全、充放电科学性、节能、维护便利等方面各项指标均优于传统维护技术。其作用是节能核对性放电准确的掌握电池组容量，智能两组均充有效的避免电池组过充现象发生，准确预判电池组的续航能力为停电调度作出正确依据，严格把关电池初装及质保期内合格率。从成本上分析蓄电池远程智能节能运维系统成品生产定型后，硬件成本、管理平台软件、生产线调试及现场安装费用比市场上的大部分厂商要优惠，但存在少数功能简化的厂商同类产品价格比蓄电池远程智能节能运维系统低，成本控制较好。
        4结语
        总而言之，蓄电池运维系统具有较为显著的优势，变电站采用智能化系统能够实现全程操作的监控，还能实现后续操作的科学把关。通过技术监督手段对整个变电站直流电源系统功能定位及运维需求获得更详细的产品需求性理解和技术思考，蓄电池远程智能节能运维系统可作技术的部分拓展，渗透到变电站站用交直流一体化成套系统设备和服务，分散产品市场风险，提高服务竞争力。
参考文献：
[1]吴艺，时亨通，彭岳云.配网10 kV开关站用阀控式铅酸蓄电池的监测新思路[J].科技与创新，2017（19）:68-70.
[2]李峻峰，方忠.变电站蓄电池在线健康维护系统在变电站中的应用[J].电气应用，2018，37（16）:48-51.