[发明专利]一种蓄电池在线监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于变电站蓄电池信息在线监控及蓄电池在线维护领域，涉及一种蓄电池在线监测系统及方法。

背景技术

目前蓄电池组的监测方式大多是安装蓄电池巡检装置，功能单一，仅监测整组电池的电压、电流参数，并需人工定期巡检维护。虽然目前出现监测各单体电池电压，内阻等指标的蓄电池监测系统。但是单体电池电压的采集使用分压电阻方式，影响所采集的电压精度，继而影响装置分析判断的准确性。更不具备在线单体充放电功能和蓄电池监测定位功能。因运维人力有限，只是每年定期对蓄电池进行巡检，进行充放电，内阻测试，容量核对，却极少对蓄电池进行人工清洁，认为蓄电池柜封闭灰尘少，依靠视觉判断，初期很难被发现。蓄电池是化学品，有别于别的电气设备，蓄电池的性能恶化是渐进的，单靠一两次的集中检测是不能及时发现隐患的，需要长期性的观察和记录。这就对蓄电池在线监测技术的改进，监测内容的全面性提出了很高要求。

一旦蓄电池短路，持续高温将导致蓄电池起火，直流电流没有过零点瞬间电动势转零的过程，电气短路不易被准确切断，会扩大故障范围，危害性大。目前国内对于蓄电池短路的危害性已经引起重视，尤其是电信和电力行业的专家，开展了对蓄电池短路形成原因及形成后的处理措施的探讨，对蓄电池短路的在线监测一直是难题尚未解决。综上所述目前蓄电池监测技术现状，本发明采用继电器矩阵方式采集技术、从原理上提高数据采集精度，并开发传感装置及多功能维护监测模块等硬件，综合采集蓄电池的各项数据，开发分析判断预警软件。

随着电网智能化程度不断提高，蓄电池在线监测功能也在不断完善升级，新技术应用推动蓄电池监测系统不断升级优化，本发明采用搭建平衡桥电路的技术来实现蓄电池短路监测定位功能；单体电压采集方式采用继电器矩阵方式逐节测试方法，有别于分压电阻采集单体电压方式，因为是直采，消除电池共模效应，精度达到千分之一。

蓄电池在线监测技术的发展要研究高精度的、预警全面的检测手段。蓄电池在线监测应从三个方面来提高系统可靠性，一方面监测可以保证蓄电池处于正确的运行状态，能给出蓄电池过充、欠充状态提示或警告。另一方面监测发现短路、断路和容量下降蓄电池。第三方面监测可以利用在线监测功能对蓄电池进行就地维护功能，减轻人员的劳动强度。利用通讯手段进行网络化管理。以实现信息集中和远程控制，使运行检修人员、相关人员和管理决策层能够通过局域网内的任何一个终端用IE浏览的方式即可实时掌握各变电站蓄电池的运行情况及其性能变化趋势，使蓄电池得到及时的维护，同时也为设备状态检修提供可靠依据，将定期维护检修转变为状态检修；从而实现对蓄电池的科学化管理，保证系统的可靠、安全运行。

目前国内变电站蓄电池的管理除了日常测电池的端电压，和每年定期的容量核对性试验外。国内已经开始了对蓄电池在线监测的研究。

在电力系统变电站目前使用较多的蓄电池在线监测装置是电池巡检仪，电池巡检仪又分为两种，一种是测量蓄电池单体电压的巡检仪，结构是由一个主控模块和数个采集模块组成，主模块接收监控器的命令，发送电池电压、电流和温度数据到直流设备的监控器；判断故障电池的编号且给出报警。这类电池巡监仪一般由直流设备生产厂家提供，是选配装置，由于功能单一、且测量精度差、容易误报，限制了它的广泛使用。

因此发明一种蓄电池信息综合采集系统，采用先进原理提高精度，实现蓄电池的电压、电流、内阻、温度、监测，并实现在线均衡维护，远程数据传输，实现智能变电站发展所需替代人力的必要需求。

发明内容

本发明的目的在于克服蓄电池管理维护存在的问题，提供一种蓄电池在线监测系统及方法，融合继电器矩阵对比技术、霍尔直流技术、在线充放电技术、内阻测量技术、平衡桥电路搭建技术、单片机技术、通信技术对蓄电池进行综合监测。组建全面智能化的蓄电池组综合监测系统。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种蓄电池在线监测系统，包括上位机、蓄电池信息综合管理主机、数据集中模块以及若干数据采集模块；数据采集模块用于对采集电池组单体电压、内阻、充放电电流和温度信息进行采集，同时对电池组进行电压均衡调整；蓄电池信息综合管理主机通过通讯单元分别与上位机和数据集中模块电连接，数据集中模块依次与若干数据采集模块相交互。

本发明进一步的改进在于：

蓄电池信息综合管理主机包括微处理器MCU，以及与微处理器MCU相交互的数据存储单元、数据显示单元、系统参数设置单元、报警门限设置单元以及组网设置单元；微处理器MCU的电源端与DC-DC模块相连，通讯端连接通讯单元。