[实用新型]变电站直流电源三元锂电池在线活化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及变电站直流电源系统蓄电池组，尤其涉及变电站直流电源三元锂蓄电池在线活化装置。

背景技术

用于变电站直流电源系统的蓄电池组对于变电站的安全运行具有至关重要的作用，蓄电池组的性能和可靠性对变电站的整个供电系统的正常工作有着直接的影响。选择变电站直流电源系统的蓄电池组的容量时，应当满足以下条件：(1)为合闸等的冲击性负荷提供其所需要的最大放电的电流；(2)为经常性的负荷持续地提供所需电源。

传统的蓄电池组采用阀控铅酸蓄电池，其存在多种缺陷，如：a）温度特性差，低温下蓄电池放电容量小，高温下蓄电池寿命衰减严重；b）功率密度较小，导致其大电流的输出能力较差，为了保证变电站直流电源操作的可靠性，会选择超配大容量的蓄电池组，造成浪费；c）铅酸蓄电池的回收使用不当，容易造成污染；d）会出现隐蔽缺陷，在浮充状态下，蓄电池端显示电压、温度正常，无漏液，但在变电站用交流失电或意外低电压的情况下，会短时间容量“跳水”崩溃。采用阀控铅酸蓄电池的蓄电池组不能有效保证变电站的安全运行和变电站的整个供电系统的正常工作。

锂电池是阀控铅酸蓄电池的理想代替品，具有能量密度高、大电流放电能力强、温度适应性好、循环寿命长、安全性较好、绿色环保、维护简便等优点。

现有技术中用于变电站直流系统的锂电池，有两种，一种是磷酸铁锂蓄电池（LiFePO4），工作电压平台为3.2V；另一种是三元锂蓄电池（NCM），工作电压平台为3.7V。上述两种锂电池均属于动力电池领域，具有优良的循环充电寿命和温度适应性。

对于传统的蓄电池组，由于长时间处在浮充电的备用状态以及对其维护缺乏及时性，将会导致诸多问题的出现。比如：由于对其进行多节串联成组将会引起故障率增加；个体的差别将会导致电池电压缺乏均衡性，任何一节电池有问题，都将影响整个蓄电池组的正常工作；蓄电池组的充电电流过大将会引发“析氧反应”等。

根据DLT 724-2000 《电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》中的有关内容，蓄电池组3个月进行一次均充转浮充操作，每次均充仅持续10小时，其余时间段内蓄电池组长期处于浮充状态。

常规是使用磷酸铁锂进行替代，为减少长期浮充对于锂电池的影响，部分采用非在线的方式，通过程序控制，使磷酸铁锂电池与直流母线通过辅助管理装置隔离，并调高直流母线输出电压，使锂电池长期处于静置状态，对蓄电池寿命存在影响。还有部分采用改良过的磷酸铁锂电池，使其具有更好的特性，但作为定制类产品，非标产品虽合乎规定，但成本较高，经济性不佳。

相比磷酸铁锂蓄电池（LiFePO4）而言，三元锂电池具有更高功率密度、更长的循环寿命次数，更适宜替代阀控铅酸蓄电池。

三元锂电池的特点可以很好的弥补传统的阀控铅酸电池存在的多种不足。比如：三元锂电池电压平台较高可以减少多节串联数量，减少引起的故障率；三元锂电池配有蓄电池管理功能（BMS），可在一定范围内进行均衡确保一致性，减少个体因素导致的隐患；三元锂电池无“析氧反应”等。

但长期处于浮充状态会降低三元锂电池的活性，造成容量衰减，这是三元锂电池应用中亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述技术问题，通过提供变电站直流电源三元锂电池在线活化装置，针对三元锂电池的技术特点，无需定制电芯，使用内部负载对三元锂电池进行在线活化及内部均衡，非离线方式工作，提高了三元锂电池使用寿命和可靠性，并具有良好的实用性和经济性。为了实现上述目的，本实用新型采用以下的技术方案。

本实用新型的提供一种变电站直流电源三元锂电池在线活化装置，包括：三元锂电池组，蓄电池管理系统，蓄电池均衡装置，所述三元锂电池在线活化装置包括间歇式在线放电装置，所述蓄电池管理系统连接所述三元锂电池组，所述间歇式在线放电装置连接所述三元锂电池组，所述蓄电池均衡装置连接所述三元锂电池组。

所述间歇式在线放电装置包括活化放电负载。所述活化放电负载为内置集成放电负载。所述三元锂电池在线活化装置包括二极管，所述二极管连接所述三元锂电池组。

进一步地，所述三元锂电池在线活化装置包括显示屏，所述显示屏连接所述蓄电池管理系统。所述三元锂电池在线活化装置包括USB接口。所述三元锂电池在线活化装置包括通信端口。

本实用新型的有益效果是：

1、可实现在线式管理，自动化程度高，减少人工维护成本；

2、内置集成放电负载作为活化负载，放电负载可根据工况程序控制，在线活化模式多样，可根据系统运行情况灵活使用，适应性好；