[发明专利]抑制环流产生的磷酸铁锂备用蓄电池组充电方法

说明书

本发明公开了一种抑制环流产生的磷酸铁锂备用蓄电池组充电方法，解决了若干个单体电池电芯串联单元并联后接在直流母线上间歇式充电时容易产生环流的问题。本发明采用间歇式充电方式，避免长期浮充电对蓄电池意外损坏，电池使用寿命长，在间歇充电时采用轮充的方法，避免了两并联支路之间出现环流；多组电池并联冗余，互为备用，可靠性高；整组电池由单电芯结构的电池单体串联构成，消除单体电池电芯间不均衡导致的过流问题；多组电池并联扩容方便，改造工作量小。本发明多组并联的磷酸铁锂蓄电池大组，是采用单组轮流充电、多组同时放电的运行方式，避免了两组或多组蓄电池同时充电而出现环流的现象。

技术领域

本发明涉及一种变电站（发电厂）的直流电源系统的备用蓄电池组的充电方法，特别涉及一种变电站（发电厂）的直流电源系统的磷酸铁锂蓄电池组备用电源的充电方法。

背景技术

变电站（发电厂）的保护设备、通信设备、断路器分合闸操作及事故照明等设备，均是由直流电源系统提供不间断电源的，不间断直流电源是保证变电站（发电厂)各类设备安全、稳定运行的重要设施；电力系统运行的稳定性和继电保护的可靠性，在很大程度上，取决于直流电源系统的稳定与可靠。现有的变电站的直流电源系统大多是采用铅酸蓄电池组，但铅酸蓄电池对运行环境的要求较高、安全性能较差、使用寿命较短、运维工作量大、状态监测困难，不利于电力系统的稳定运行和精益化控制管理。磷酸铁锂蓄电池的安全性能较高、高温性能好、能量密度高、循环寿命长、无毒、无污染、价格便宜、易于维护，是替代铅酸蓄电池的较佳选择。目前，在变电站(发电厂)中，直流电源系统少有采用磷酸铁锂蓄电池组的，少数采用的具体技术方案为：将若干个磷酸铁锂单体电池电芯串联组成单体电池电芯串联单元，然后，再将若干个单体电池电芯串联单元并联后，组成单元电池小组，最后，再将若干个单元电池小组串联，构成整个蓄电池大组，将该蓄电池大组直接挂接于直流母线上，该蓄电池大组的运行方式为连续在线浮充方式，即，蓄电池大组中的每个磷酸铁锂单体电池是一直处于补充充电状态的，这种连接结构和运行方式存在以下缺点：1、连续在线的浮充方式，会造成单体电池正极中的锂离子沉积在负极表面上，使其失去活性，锂离子持续沉积会导致电池容量的下降，从而缩短磷酸铁锂电池的使用寿命；2、若蓄电池大组中的某一个单元电池小组发生故障，则蓄电池大组与直流母线的电连接就会被断开，使直流母线丢失备用电源；3、当变电站(发电厂)扩建改造，现有蓄电池大组不能满足容量时，只能采用并联另一蓄电池大组的方式进行扩容，而这种并联方式，会导致两蓄电池大组之间产生环流，这是不允许的，按照现有规程要求，只能将现有蓄电池大组整体更换成容量更大的蓄电池大组，造成投资增大和资源浪费。

在现有通讯技术领域，有采用以下技术方案的：将若干个磷酸铁锂单体电池电芯串联，组成单体电池电芯串联单元，再将若干个单体电池电芯串联单元并联后接在直流母线上，并联的若干个单体电池电芯串联单元组成了整个蓄电池大组；在每一个单体电池电芯串联单元上，均串联接入有一个间歇控制的充电装置，该充电装置是由逆止二极管与一个充电开关并联后构成的。当直流母线处于正常工作状态时，整个蓄电池大组是处于备用状态，此时，逆止二极管和开路的充电开关，将单体电池电芯串联单元与直流母线阻断，整个蓄电池大组是处于静置状态的；由于蓄电池具有自放电效果，在静置状态下，整个蓄电池大组的电压会不断地下降，当电压降低一定幅度后，控制系统会控制充电机进入到为备用电源充电的模式；现有技术是通过同时闭合每个单体电池电芯串联单元上所串联接入的间歇控制充电装置中的充电开关，来实现对整个蓄电池大组充电的；以上这种充电方式一般被称为间歇式充电方式；但这种间歇式充电方式有以下弊端：在充电模式下，整个蓄电池大组与直流母线之间的阻断被解除了，各单体电池电芯串联单元同时被接入到直流母线上，当各单体电池容量不同或一致性较差时，在充电过程中容易产生蓄电池过充或欠充的情况，长期使用将导致蓄电池加速老化，寿命大大降低。因此，这种方式对单体电池电芯串联单元的一致性要求较高，不适用于容量不同、投运年限不同、蓄电池状态不同的串联单元同时并联使用，当需要更换老旧电池或扩建时，往往需要将整个蓄电池大组进行整体更换，经济性不佳，易造成资源浪费。

发明内容