變電站蓄電池在線維護技術研究

彭淑明 程文星 魯普天

（國網江西省電力公司檢修分公司，江西南昌330096）

0 引言

變電站直流電源系統作為站內繼電保護、自動裝置、信號裝置、斷路器的控制電源和事故照明電源，是變電站二次系統的核心設備，是保證變電站全停時正確隔離故障的關鍵，所以對蓄電池組的日常檢測和維護管理，保證其不間斷地健康運行，就顯得尤為重要。隨著電網規模的不斷擴大，變電站的數量日漸龐大，變電站運維模式也已經調整為無人值班，運維和檢修人員數量明顯減少，這對準確、及時掌握變電站內設備的運行狀況提出了更高的要求，迫切需要引進智能硬件和移動互聯技術，實現遠程智能在線設備健康管理。

1 傳統蓄電池維護方式及不足

（1）目前變電站免維護鉛酸蓄電池只是無需加水、加酸、換液等維護，而對電池的狀態檢測也僅僅是測量蓄電池的浮充電電流等，無法準確測量出蓄電池的真實容量，無法預測蓄電池的可使用時間，使得蓄電池的運行存在著很大的安全隱患。（2）按照國家規定，新安裝或大修后的蓄電池需要定期進行核對性放電實驗，由于缺乏有效的設備，傳統放電實驗需要將蓄電池脫離運行，接上電阻絲或水組放電，由于負載體積龐大，搬運不方便，放電時產生巨大的熱能，導致電阻絲發紅，容易引起安全事故。（3）放電過程中手工測量蓄電池端電壓比較危險，放電過程中如果有事故出現，交流信號消失，蓄電池又不能及時供電，系統可能癱瘓。（4）變電站分布在全國各地，不乏山區和偏遠地區，成千上萬的直流供電系統如果要完成一個完整的檢測流程，會消耗大量的人力、物力、財力、精力。

2 蓄電池智能在線健康管理系統

2.1 蓄電池在線健康管理系統功能單元設計

蓄電池在線健康管理系統包括如下三個核心功能單元：智能監測終端（采集單元）、智能維護終端與在線健康管理系統平臺。其功能特性分別如下：

2.1.1 智能監測終端

智能監測終端作為在線健康管理系統的關鍵單元，其主要功能是對電池組的單體電壓、組電壓、電流、電池溫度等信息進行采集和計算，并通過總線將狀態參數上傳給服務器，最終，在線管理系統軟件對各參數進行綜合分析計算和評判，并結合智能維護終端提供的電池組參數信息，綜合計算出各電池及電池組的健康狀況。

2.1.2 智能維護終端

（1）在線放電：直流系統故障狀態蓄電池供電時間測試。（2）在線充電：自定義多種蓄電池充電管理模式。

（3）電池活化：基于蓄電池真實特性的在線活化技術。

2.1.3 在線健康管理平臺

2.1.3.1 嚴格規范的管理員制度

系統接入省公司“智能運檢管控平臺（孤網運行）”，按平臺管控要求，自動建立維護人員時間段的系統運行狀態及數據、值班時遇到的報警等信息，同時值班人員在值班期間對系統的所有操作都自動記錄在值班日志中。

2.1.3.2 平臺遠程監控

本管理系統平臺依托互聯網的VPN技術，把分布各地的設備資源整合在統一的平臺上，構成集中式網絡架構體系。

2.1.3.3 歷史數據存儲

系統提供完備的歷史數據存儲，實現分布式、多樣化的存儲手段。

2.1.3.4 智能運維

對異常事件的過程處理及對出現的頻率進行統計分析并提供異常事件報表，是系統智能運維的特色。

2.2 如何實現實時、快捷、安全、有效的維護

2.2.1 實時運行監控

系統通過智能監測維護裝置，對變電站蓄電池組運行的過程進行遠程同步監控，實時查詢電池組的電流、電壓、溫度、浮充、均充等狀態，并結合電力運行的相關技術、智能化的運算，同步動態模擬展示蓄電池的運行工況。

2.2.2 智能一鍵式啟動與運維

運行維護是為了保證電站蓄電池組安全穩定運行、可靠供電、各類電力生產工作有序進行而采用的一種有效的管理手段。利用本系統的運行維護技術，并結合以下測試方法，可高效準確地分析剔除出劣化電池。

2.2.2.1 快速測試

通過后臺控制軟件發送電池測試指令，數據監測終端及智能維護終端將實時采集各蓄電池單元的電流、電壓等關鍵參數，并將數據傳輸到云服務器，云服務器遠程批量處理各電池組狀態信息，30 min即可發現劣化電池，并分析剔除出來。

2.2.2.2 均充充電測試

在對電池組充電過程中，通過獨立的算法，分析驗證出電池的劣化程度。

2.2.3 蓄電池健康狀態體檢

系統通過實時、全面、準確地采集廠站端的數據，動態分析蓄電池運行狀況，輔助系統根據監測數據的變化，適時啟動在線維護方案，根據廠站端智能維護終端按照設定程序的維護動作，蓄電池組的最新運行狀態、實時準確地進入后臺管理決策系統，實現在線計量、監測、分析等功能。

系統提供了在線監測、在線維護、在線活化等多樣的功能，并提供科學、有效的實時管控手段，是精細化、智能化、現代化的蓄電池健康管理不可或缺的重要保障。

2.3 蓄電池在線健康管理系統對智能化變電站的現實意義

2.3.1 成本優勢

通過使用蓄電池在線健康管理系統技術，可實現對變電站開閉所蓄電池日常巡檢和定期維護的自動化及后臺數據分析的智能化，減輕90%的維護工作量，人工費用和車輛費用也大大減少。

2.3.2 效率優勢

通過蓄電池在線健康管理技術，使得原先可能需要一個運維部門的日常檢修工作，精簡到只需一個人即可完成，進一步提升了工作效率，減輕了運維壓力。

2.3.3 準確性優勢

傳統的蓄電池組容量測試和內阻測試，對巡檢維護人員有一定的技術要求，操作方法和方式的熟練掌握程度直接影響到最終的監測結果；而基于在線健康管理系統，按照標準的測試流程，幾步操作即可準確完成對各電池組狀態信息的測試。

2.3.4 專業性優勢

隨著科技的不斷發展，對蓄電池組參數監測和維護的技術也會不斷提升，背靠專業團隊的運營和維護，可享受到最新科技帶來的技術體驗。

2.3.5 安全優勢

蓄電池在線健康管理系統的投入使用，可以遠程完成蓄電池參數的檢測，無需人工到現場測量和接線，減少了人員傷害事故發生的可能性，同時也避免了由于現場檢測造成設備損壞的可能性。

3 結語

本蓄電池在線健康管理系統具有功能模塊化、監測維護智能化、數據分析網絡化等特點，不僅能夠實現對蓄電池組狀態信息的實時在線監測，并且具備對電池組進行遠程容量測試和內阻測試的功能，同時通過對蓄電池組的電壓、電流、溫度、浮充、均充等狀態參數信息的大數據采集和計算分析，能快速準確地開出各蓄電池組全面健康體檢報告，使變電站運維管理人員便捷、高效地甄別出各站點直流電源供電系統的健康狀態，以便及時有效地對其進行檢修和更換處理，保證供電網絡的穩定。此外，該系統具有時時處處均能訪問的高便利性，使得該系統具備極強的競爭優勢，從而為推進智能電網直流電源在線系統的智能化、高效化、無人化提供了有力的技術和方案支撐。

[1]徐凱.蓄電池在線監測技術在變電站的運用研究[J].軍民兩用技術與產品，2015（12）：165.

[2]潘峰.基于Java ME平臺手機界面開發的研究[D].北京：北京郵電大學，2011.