[实用新型]变电站直流电源系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及变电站直流电源系统领域，尤其涉及一种基于磷酸铁锂电池的变、配电站直流电源系统。

背景技术

直流系统是变电站的一个重要组成部分，为变电站的继电保护、控制系统、信号系统、自动装置、UPS和事故照明等提供电源，对变电站的正常运行和故障保护起着重要的作用。随着无人值守变电站和城市化变电站的普及以及配电自动化系统的推广，变、配电站直流系统的智能化、数字化和自动化水平的大幅提高，对变、配电站用直流系统电池的体积、性能、安全性和免维护性提出了更高的要求。磷酸铁锂电池在变、配电站直流系统的应用，实现变、配电站直流电源系统储能电池的绿色环保、低成本、长寿命、免维护和小体积的目标，在各类变、配电站，特别是在城市变电站、无人值守变电站和自动化配电站中具有广泛应用的推广价值。

申请号为201020605382.8的实用新型专利，公开一种后备电源用阀控电池组智能控制系统，属于VRLA铅酸蓄电池状态监控技术领域。技术方案是包含若干个电压检测及均衡模块、一个电池参数检测模块、一个主控模块，若干个电压检测及均衡模块、一个电池参数检测模块匹配设置，分别通过通讯隔离、数据总线与一个主控模块连接。该实用新型的有益效果是替代目前只能检测电池电压的电池巡检仪，可提高电池使用寿命、提高变电站直流系统的安全、可靠性。

传统的变电站直流电源系统采用阀控铅酸电池，整体监控部分结构如图1所示，该系统至少包括铅酸电池组（一般由24~28个铅酸电池串联而成）、高频充电电源模块、配电监控盒、绝缘监测仪、电池巡检单元以及直流屏中央监控单元等构成，不具备直接应用的磷酸铁锂电池的条件。

然而，将磷酸铁锂电池代替铅酸电池应用于变、配电站电源系统中必然存在直流电源装置与磷酸铁锂电池BMS不匹配问题，无法实时监控、管理直流电源系统。如何在现有变电站直流系统的架构下实现基于磷酸铁锂电池的新型变电站直流电源系统的集成控制成为实现该技术广泛大规模推广的关键。

有鉴于此，有必要提供一种满足大、中、小型发电厂、变电站和配电站的基于磷酸铁锂电池的智能型直流电源系统，以解决上述问题。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是，为针对背景技术中基于铅酸电池的传统变电站直流电源系统所提出的问题，提供一种基于磷酸铁锂电池组的变、配电站直流电源系统，快速实现基于现有传统变电站直流电源系统的升级改造。本实用新型以直流电源系统集成控制器为主要集成控制和监控模块，通过直流电源系统集成控制器直接对电池管理系统（BMS）进行监控，实时查询电池组的各单体电压、电流及温度等信息。对现有直流电源系统的直流屏中央监控单元进行控制，并由中央监控单元控制和监测下级各模块的实时状态信息，如配电监控盒、绝缘监测仪和高频充电电源模块，实现对磷酸铁锂电池组的充放电控制。

本实用新型所采用的技术方案是：一种变电站直流电源系统，包括磷酸铁锂电池组、直流电源系统集成控制器、直流屏中央监控单元以及电池能量管理系统BMS，其特征在于：

直流屏中央监控单元包括配电监控盒、高频充电电源模块和绝缘监测仪，通过直流电源系统集成控制器与直流屏中央监控单元之间进行通讯，实时控制底层的配电监控盒、高频充电电源模块和绝缘监测仪，实现直流电源系统的继电开关和充电模块控制；

通过直流电源系统集成控制器与电池能量管理系统BMS之间进行通讯得到磷酸铁锂电池组的单体电池电压、电流及电池组SOC信息，直流电源系统集成控制器在得到电池组信息的前提下，与电池能量管理系统BMS和上层站用监控系统之间通过RS485或者CAN总线通信，实现磷酸铁锂电池组充放电能量管理控制。

如上所述的变电站直流电源系统，其特征在于，所述磷酸铁锂电池组由64~74个磷酸铁锂电池单元串联或并联而成。

如上所述的变电站直流电源系统，其特征在于，所述直流电源系统还包括液晶触摸屏，直流电源系统集成控制器与液晶触摸屏之间采用MODBUS或PROFIBUS通讯协议进行通讯，接收液晶屏的设置和控制，同时在屏上显示直流电源系统所有信息和状态，包括磷酸铁锂电池组状态。

如上所述的变电站直流电源系统，其特征在于，所述电池能量管理系统BMS包括数据采集模块和通讯模块，电池组的单体信息和整体状态由电池管理系统BMS的数据采集模块负责进行各状态量采集、数据处理和故障报警，再由通讯模块与直流电源系统集成控制器进行数据通讯。