通信蓄電池遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)的應(yīng)用

唐大鈞

（湖南五凌電力科技有限公司，湖南 長沙 410000）

0 引 言

現(xiàn)階段，我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程中，電力系統(tǒng)管網(wǎng)已被充分運用于我國各地區(qū)，人們的工作和生活均離不開電力能源。在這種情況下，相關(guān)技術(shù)人員要做好通信蓄電池有效管理工作，還要建設(shè)在線充放電系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對電池組的全方面實時監(jiān)測和管理，有效減少電池保養(yǎng)和維修中耗費的人力與物力資源。通信蓄電池遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)較為復(fù)雜，具有很強的專業(yè)性，因此需要從各方面進(jìn)行論述。

1 遠(yuǎn)程充放電系統(tǒng)的功能

（1）實時監(jiān)測。自動監(jiān)控單元動作后能夠?qū)崟r監(jiān)控通信蓄電池的充電狀態(tài)、供電狀態(tài)和電池組的電壓、內(nèi)阻與電流情況，當(dāng)檢測到電池內(nèi)部電壓有偏差時，能自動進(jìn)行均衡調(diào)整。該系統(tǒng)監(jiān)控到電源運行出現(xiàn)異常時，會自發(fā)出報警信號并向管控中心發(fā)送故障信息，能夠避免安全事故的發(fā)生。

（2）充放電控制。采用遠(yuǎn)程充放電系統(tǒng)可以實現(xiàn)充放電程序的遠(yuǎn)程啟動，通過對系統(tǒng)中放電終止電壓和終止容量進(jìn)行設(shè)置，保證充放電過程的正常運行。實際放電時如果出現(xiàn)風(fēng)扇故障、通信故障等異常情況，監(jiān)控模塊將會自動斷開放電線路開關(guān)，從而打造安全的放電環(huán)境。運行相關(guān)程序時，還要將系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)保存起來，以便日后查閱[1]。

（3）智能防護(hù)。通過設(shè)置外部監(jiān)控裝置，可以對智能負(fù)載進(jìn)行實時防護(hù)，并通過切斷放電回路保證負(fù)載運行的穩(wěn)定性。

（4）電池活化功能。自動完成放電試驗，以保證蓄電池一直保持良好工作狀態(tài)。

（5）電源工作環(huán)境監(jiān)測功能。通過遠(yuǎn)程充放電系統(tǒng)對電池極板溫度和環(huán)境溫度進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)異常時自動報警。

2 通信蓄電池遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)的設(shè)計要求

目前國內(nèi)人工監(jiān)測系統(tǒng)出現(xiàn)了種種不足，為了避免這類問題的發(fā)生，需要重視在線充換系統(tǒng)的遠(yuǎn)程設(shè)計。首先要確保原裝系統(tǒng)能夠通過互聯(lián)網(wǎng)實時監(jiān)測電池的具體情況，能對電池內(nèi)電壓、電阻和充電信息進(jìn)行清晰顯示，為后續(xù)的系統(tǒng)穩(wěn)定運行提供保證[2]。其次系統(tǒng)能靈活地調(diào)節(jié)電池，在系統(tǒng)篩選電池有質(zhì)量問題的情況下，電池內(nèi)部應(yīng)進(jìn)行平衡和激活處理。在室外環(huán)境較為惡劣的情況下，該系統(tǒng)需要靈活地調(diào)節(jié)電池內(nèi)部、外部溫度。最后整個系統(tǒng)有比較完善的輔助系統(tǒng)，以確保充放電安全穩(wěn)定。

根據(jù)電池組系統(tǒng)的要求建立各類獨立實體，從而實現(xiàn)更加高效的人工調(diào)度。網(wǎng)絡(luò)信號的傳輸通道主要用來協(xié)調(diào)電池站與終端之間的通信，而廠站終端則是作為遠(yuǎn)程控制體系中的重點單元內(nèi)容。為了使各類通信數(shù)據(jù)的傳輸更加穩(wěn)定可靠，需要用同步數(shù)字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）光傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳輸。

3 通信蓄電池遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)的功能實現(xiàn)

3.1 電池在線監(jiān)測

在遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)的設(shè)計中，實現(xiàn)電池在線監(jiān)測功能需要先完成對蓄電池有關(guān)信息的全面統(tǒng)計。在互聯(lián)網(wǎng)終端體系下建設(shè)電池在線監(jiān)測模塊，具體監(jiān)控中要對電池內(nèi)阻給予足夠關(guān)注，做到內(nèi)阻實時監(jiān)控。蓄電池內(nèi)阻發(fā)生異常時，應(yīng)及時平衡和激活電池[3]。

3.2 遠(yuǎn)程充放電

系統(tǒng)設(shè)計時，相關(guān)工作人員需要靈活運用互聯(lián)網(wǎng)高效傳輸通道，實現(xiàn)各模塊自動化和智能化設(shè)計，以達(dá)到對電池組內(nèi)部功能及各組件智能監(jiān)管的目的，有效應(yīng)對各種突發(fā)情況。在系統(tǒng)模塊發(fā)現(xiàn)電池組有隱患的情況下，智能系統(tǒng)能夠以最快的速度向主機(jī)反饋上述問題，同時實現(xiàn)存儲。待系統(tǒng)中心模塊下發(fā)相關(guān)指令后，智能模塊即可充分執(zhí)行指令。通過上述智能模塊可實現(xiàn)全系統(tǒng)對電池組進(jìn)行遠(yuǎn)程充放電和管理，從而提升整個系統(tǒng)運行的高效性[4]。

3.3 電池的無隙跨接

利用互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程在線系統(tǒng)實現(xiàn)電池充放電綜合管理時，可能發(fā)生電池失效問題，最終導(dǎo)致終端可接收的數(shù)據(jù)信息受到影響。電池放電過程存在差異，如果個別電池發(fā)生故障，那么整個電池組極有可能集體停止工作，導(dǎo)致電池組大面積癱瘓[5]。對于遠(yuǎn)程在線放電系統(tǒng)模塊，有關(guān)人員應(yīng)考慮到單塊電池發(fā)生故障的問題，實現(xiàn)電池?zé)o隙跨接。

4 常規(guī)蓄電池遠(yuǎn)程充放電模式現(xiàn)狀及問題

目前，蓄電池遠(yuǎn)程充放電方式可以分為在線式與離線式2種。

在線式蓄電池組在放電過程中離不開電源系統(tǒng)，通過減小高頻開關(guān)整流模塊輸出電壓或增大蓄電池組端電壓來達(dá)到蓄電池帶載放電[6]。該方法改造現(xiàn)有電源系統(tǒng)成本較低、操作方便，能夠確保充放電時蓄電池組隨時為負(fù)載提供后備電源保護(hù)。

離線式蓄電池組在放電過程中與原有電源系統(tǒng)分離，由遙控控制繼電器和直流接觸器控制電阻熱負(fù)載或雙向變換模塊開關(guān)，從而達(dá)到蓄電池受控放電的目的。離線式蓄電池充放電接線如圖1所示。該方法能夠準(zhǔn)確地控制放電電流，在放電時將蓄電池組和已有電源系統(tǒng)徹底隔離，受突發(fā)故障的影響很小，但是對于已有電源系統(tǒng)進(jìn)行改造代價較大。

圖1 離線式蓄電池充放電接線

5 通信蓄電池遠(yuǎn)距離在線充放電系統(tǒng)具體設(shè)計內(nèi)容

通信蓄電池遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)拓?fù)淙鐖D2所示。主站主要對各個廠商提供的蓄電池終端信息進(jìn)行收集整理，同時還要監(jiān)控蓄電池的運行狀態(tài)。終端模塊則是收集電池的各種參數(shù)數(shù)據(jù)，并集成各類子系統(tǒng)。而傳輸通道則是保證主站與終端之間傳輸網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，提升傳輸速度[7]。

圖2 遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)拓?fù)?/p>

綜合考慮系統(tǒng)需求后，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計過程中，要求設(shè)計人員掌握蓄電池充電電流的各種特性，并針對其特性進(jìn)行分析，避免因數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確影響后續(xù)使用。將以往的干擾模式更改為共模干擾方式，能夠更加精準(zhǔn)地測量電池的內(nèi)阻和其他信息內(nèi)容[8]。

使用復(fù)合脈沖諧振法布設(shè)各個通信蓄電池的激活方式，可以提高激活效率，避免電池出現(xiàn)硫化的問題。具體的實踐過程中，技術(shù)人員需要對脈沖頻率進(jìn)行合理的選擇，有效調(diào)控電流的數(shù)值，保證能夠以更低密度的方式進(jìn)行充電。

電池遠(yuǎn)程放電功能模塊設(shè)計中需要為每個恒流源部署對應(yīng)的智能模塊，有效控制每個恒流源當(dāng)前的電流流向和大小。在此過程中，宜對單節(jié)或單組電池進(jìn)行試驗，以便達(dá)到更好的放電功能，增強各電池組工作的穩(wěn)定性。

電池工作環(huán)境監(jiān)測模塊主要對蓄電池工作環(huán)境溫度進(jìn)行監(jiān)測。利用這些傳感器可以采集蓄電池內(nèi)部和外部的工作溫度、濕度等信息，然后上傳至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，最后傳入主站進(jìn)行綜合處理和分析，從而達(dá)到對蓄電池運行環(huán)境的高效監(jiān)測。

通過在失效電池周圍回路上額外增加電流通道，達(dá)到將失效電池通道分流的目的。當(dāng)某節(jié)蓄電池突然發(fā)生故障時，新型電流通道將無間隙跨接替代該故障電池通道，以免對系統(tǒng)整體造成不利影響，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性[9]。

6 遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)的應(yīng)用策略

6.1 充電管理

遠(yuǎn)程充放電系統(tǒng)在通信蓄電池工作過程中的應(yīng)用可以提高充電管理效率和質(zhì)量，對于蓄電池供電的穩(wěn)定性有著積極作用。在通信蓄電池內(nèi)部放電到達(dá)設(shè)定值時，系統(tǒng)會自動將蓄電池的運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換為充電狀態(tài)，對功能模塊的充電準(zhǔn)備工作進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制，在此基礎(chǔ)上完成充電指令的執(zhí)行。

6.2 放電管理

通信電源遠(yuǎn)程系統(tǒng)也可以在放電管理中發(fā)揮作用，按照使用要求自動控制蓄電池，以保證蓄電池良好的工作狀態(tài)。從通信蓄電池的管理需求來看，為了確保蓄電池的容量等能夠滿足電力系統(tǒng)的安全運行需求，應(yīng)當(dāng)合理設(shè)計蓄電池放電試驗，避免出現(xiàn)電池鈍化的情況，維持電能的高效供給。從放電管理的角度出發(fā)，遠(yuǎn)程系統(tǒng)可以自動對電池的充電狀態(tài)進(jìn)行判斷，避免充電狀態(tài)下放電程序的啟動對蓄電池造成損害。當(dāng)放電發(fā)生時，監(jiān)控系統(tǒng)會記錄該過程電池參數(shù)的變化情況，并將放電容量、放電時間、放電電流等信息直觀地展示在顯示屏上，有利于工作人員對蓄電池放電的實時把握。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以記錄各蓄電池充放電過程，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)放電程序執(zhí)行結(jié)束時，將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫保存，管理人員可以通過查詢數(shù)據(jù)庫信息掌握電池組的運行狀態(tài)[10]。

6.3 安全管理方面

遠(yuǎn)程系統(tǒng)在使用時可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)試假負(fù)載，依據(jù)蓄電池充放電的需要自適應(yīng)地斷開負(fù)載功能，從而確保蓄電池放電過程中各程序的有序進(jìn)行，確保了系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。當(dāng)蓄電池在放電過程中受到過放保護(hù)后，遠(yuǎn)程系統(tǒng)內(nèi)的監(jiān)控模塊將實時監(jiān)測電池組的電壓大小，以確保蓄電池功能的正常發(fā)揮。

7 結(jié) 論

通過通信蓄電池遠(yuǎn)程充放電系統(tǒng)的應(yīng)用，可以緩和通信系統(tǒng)中通信電源數(shù)量急劇增加與運維人員團(tuán)隊不斷變動之間的矛盾，確保電源系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和通信系統(tǒng)運行功能的充分發(fā)揮。遠(yuǎn)程系統(tǒng)能夠提供遙控操作實時監(jiān)控和告警處理，協(xié)助管理人員及時完成相關(guān)工作，提高蓄電池的充放電效率。