变电站蓄电池组控制仪及其采用的控制方法技术

本发明专利技术涉及一种变电站蓄电池组控制仪，包括电源变换模块、连接电源变换模块与蓄电池组的可控模块、与蓄电池组相连接的采样单元、与采样单元相连接的控制单元、与蓄电池组相连接的直流供电回路、经可控模块而与蓄电池组相连接的放电试验回路；电源变换模块具有连接第一导线的输出正极和连接第二导线的输出负极；可控模块包括n+1组子模块；每组子模块包括连接于第一导线和单体蓄电池之间并由控制单元控制的输入控件、连接于单体蓄电池与第二导线之间并由控制单元控制的输出控件。本发明专利技术能够改善由于充电电压设定较低而引起问题，能够保证蓄电池组达到更好的充电状态，对于蓄电池组寿命的提升具有积极意义。

Storage battery set controller for transformer substation and control method adopted

The invention relates to a substation battery controller, including power converter module, connect the power conversion module and batteries, and battery control module connected to the sampling unit, and the sampling unit is connected to the control unit and a battery connected to the DC power supply circuit, the control module which is connected with a battery pack the discharge test circuit; power converter module has an output electrode connected with the first conductor and the second conductor connecting the output electrode; controlled module includes n+1 sub modules; each sub module is connected between the first conductor and the monomer battery and the input control, the control unit controls the connection between the battery and the second monomer and by wire the control unit controls the output. The invention can improve the problem that the charging voltage is lower, and can guarantee the storage battery to achieve better charging state, and has positive significance for the accumulator battery life promotion.

【技术实现步骤摘要】
变电站蓄电池组控制仪及其采用的控制方法
本专利技术涉及电力系统变电站备用蓄电池组的充放电控制领域，具体涉及一种控制蓄电池组充放电的控制仪，以及该控制仪采用的控制方法。
技术介绍
变电站蓄电池组作为后备电源，具有使用频率不高，深度充放电不频繁，但对其可靠性要求高的特点。日常正常运行时，其应处于浮充状态，当发生紧急状态时，转化为主电源对变电站内核心重要设备供电。现阶段变电站蓄电池组多采用串联充放电的粗放管理方式对其进行充放电维护，在计划充放电检修中，蓄电池损坏率较高。基于安全性、检修便捷性考虑，蓄电池充放电管理需要简便易行。为了防止蓄电池组中某一节发生故障导致端电压下降而导致其它蓄电池组处于过充状态，变电站蓄电池组的串联充电电压通常设定稍低于满充电压，这就导致单体蓄电池未能处于满充状态，从而导致蓄电池组使用寿命下降。现阶段主流的充放电均衡管理策略分为基于电容式、基于电感式和基于DC/DC变换器式的三类均衡策略，该类控制策略追求实现单体蓄电池同时达到充放电的阈值电压。前述这三类控制策略主要侧重于实现单体蓄电池之间电压的均衡控制，对于由于充电电压设定较低引起的欠电状态改善空间有限。串联放电并联充电的运行模式，能较好的解决这一问题，但其存在充电电流较大，充电设备繁多，故障率较高以及在充电过程中发生变电站全站失电，蓄电池能否迅速可靠转化为串联输出模式的问题。现阶段变电站蓄电池管理系统除具有蓄电池充放电功能外还具备蓄电池单体电压监视功能，蓄电池管理系统如图1所示，AC/DC模块实现对蓄电池组的充电，并在紧急状态下与DC/DC模块共同控制蓄电池提供可靠供电。ADC采样模块实现对单体及蓄电池组整体电压的监视。这就为充分利用其电压监视功能实现充放电管理提供了便利。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于对蓄电池组和其中的单体蓄电池的电压监视功能，能够改善由于充电电压设定较低而引起问题，提高系统可靠性的变电站蓄电池组控制仪。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种变电站蓄电池组控制仪，与变电站中由n节单体蓄电池串联构成的蓄电池组相连接而控制所述蓄电池组，所述变电站蓄电池组控制仪包括将交流电转换为直流电并输出的电源变换模块、连接所述电源变换模块与所述蓄电池组的可控模块、与所述蓄电池组相连接并用于对所述蓄电池组以及各所述单体蓄电池进行电压采样的采样单元、与所述采样单元相连接的控制单元、与所述蓄电池组相连接的直流供电回路、经所述可控模块而与所述蓄电池组相连接的放电试验回路，所述控制单元分别与所述蓄电池组、所述电源变换模块、所述可控模块、所述直流供电回路、所述放电试验回路相连接；所述电源变换模块具有连接第一导线的输出正极和连接第二导线的输出负极；所述可控模块包括n+1组子模块，各组所述子模块分别与所述蓄电池组中第1节所述单体蓄电池的正极、第n节所述单体蓄电池的负极、任意两节所述单体蓄电池的串接点相连接；每组所述子模块包括连接于所述第一导线和所述单体蓄电池之间并由所述控制单元控制的输入控件、连接于所述单体蓄电池与所述第二导线之间并由所述控制单元控制的输出控件；所述直流供电回路与所述蓄电池组的正负极相连接；所述放电试验回路连接于所述第一导线和所述第二导线之间，所述控制单元与所述放电试验回路相连接并控制所述放电试验回路的通断。优选的，各所述输入控件和各所述输出控件均采用可控硅元件。优选的，所述变电站蓄电池组控制仪还包括经所述可控模块而与所述蓄电池组相连接的放电试验回路，所述放电试验回路连接于所述第一导线和所述第二导线之间，所述控制单元与所述放电试验回路相连接并控制所述放电试验回路的通断。优选的，所述放电试验回路包括相串联的电阻和与所述控制单元相连接以控制所述放电试验回路通断的放电控制元件。优选的，所述电源变换模块包括与交流电源相连接的AC/DC变换器、与所述AC/DC变换器相连接的DC/DC变换器。优选的，所述DC/DC变换器包括与所述AC/DC变换器相连接并具有输出正极和输出负极的第一直流变换器、与所述第一直流变换器的输出正极相连接并控制所述第一直流变换器开断的总控元件、与所述第一直流变换器的输出正极相连接的分控元件、正极入口与所述分控元件相连接而负极入口与所述第一直流变换器的输出负极相连接的第二直流变换器，所述蓄电池组的正极与所述总控元件相连接，所述蓄电池组的负极与所述第一直流变换器的输出负极相连接，所述控制单元分别与所述总控元件和所述分控元件相连接，所述第二直流变换器的输出分别连接所述第一导线和所述第二导线。优选的，所述总控元件、所述分控元件均采用可控硅元件。优选的，所述第一导线上设置有防反送电的二极管。优选的，所述变电站蓄电池组控制仪还包括连接于所述第一导线和所述第二导线之间的能够在所述蓄电池组供电过程中配合所述可控模块短路任意一节或几节所述单体蓄电池的故障应急回路；所述故障应急回路包括相串联的两个可控硅。一种上述变电站蓄电池组控制仪采用的控制方法，包括补充电控制方法和放电试验控制方法；所述补充电控制方法为：对所述蓄电池组的电压进行监视，当所述蓄电池组的电压达到设定的充电电压、所述蓄电池的充电电流小于设定的电流设定值且所述蓄电池组未执行放电程序，则开始对所述蓄电池组充电；开启所述电源变换模块，所述控制单元按设定的顺序对各节所述单体蓄电池逐节进行充电，对任意一节所述单体蓄电池充电时，所述控制单元控制该节所述单体蓄电池两端所连接的所述输入控件和所述输出控件接通，使该节所述单体蓄电池与所述电源变换模块相接通而进行充电，当该节所述单体蓄电池的电压达到其浮充电压时，转到对下一节所述单体蓄电池进行充电，直至全部所述单体蓄电池均充电完毕；所述放电试验控制方法为：当需要对所述蓄电池组进行放电试验时，闭锁所述电源变换模块，所述控制单元按设定的顺序对各节所述单体蓄电池逐节进行放电试验，对任意一节所述单体蓄电池进行放电试验时，所述控制单元控制该节所述单体蓄电池两端所连接的所述输入控件和所述输出控件接通，使该节所述单体蓄电池与所述放电试验回路相接通，当该节所述单体蓄电池的放电时间达到预设的时间值或的该节所述单体蓄电池的电压下降到预设的结束电压值时，转到对下一节所述单体蓄电池进行放电试验，直至全部所述单体蓄电池均放电试验完毕，从而所述控制单元基于放电试验过程分析所述蓄电池组的故障。优选的，在所述补充电控制方法中，若所述交流电失电，则中断充电过程。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术能够改善由于充电电压设定较低而引起问题，通过可控模块的更好地实现蓄电池组的充放电，能够保证蓄电池组达到更好的充电状态，对于蓄电池组寿命的提升具有积极意义。附图说明附图1为现有的蓄电池管理系统的电路原理图。附图2为本专利技术的变电站蓄电池组控制仪的电路原理图。附图3为本专利技术的变电站蓄电池组控制仪的充电控制逻辑图。附图4为本专利技术的变电站蓄电池组控制仪的放电试验控制逻辑图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述。实施例一：变电站中设置的蓄电池组由n节单体蓄电池串联构成，其中n通常为大于或等于2的正整数，在蓄电池组中，按照由正极到负极的方向，对各节单体蓄电池进行编号，形成第1节单体蓄电池、第2节单体蓄电池、…、第n节单体蓄电池。对该蓄电池组需要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变电站蓄电池组控制仪，与变电站中由n节单体蓄电池串联构成的蓄电池组相连接而控制所述蓄电池组，其特征在于：所述变电站蓄电池组控制仪包括将交流电转换为直流电并输出的电源变换模块、连接所述电源变换模块与所述蓄电池组的可控模块、与所述蓄电池组相连接并用于对所述蓄电池组以及各所述单体蓄电池进行电压采样的采样单元、与所述采样单元相连接的控制单元、与所述蓄电池组相连接的直流供电回路、经所述可控模块而与所述蓄电池组相连接的放电试验回路，所述控制单元分别与所述蓄电池组、所述电源变换模块、所述可控模块、所述直流供电回路、所述放电试验回路相连接；所述电源变换模块具有连接第一导线的输出正极和连接第二导线的输出负极；所述可控模块包括n+1组子模块，各组所述子模块分别与所述蓄电池组中第1节所述单体蓄电池的正极、第n节所述单体蓄电池的负极、任意两节所述单体蓄电池的串接点相连接；每组所述子模块包括连接于所述第一导线和所述单体蓄电池之间并由所述控制单元控制的输入控件、连接于所述单体蓄电池与所述第二导线之间并由所述控制单元控制的输出控件；所述直流供电回路与所述蓄电池组的正负极相连接；所述放电试验回路连接于所述第一导线和所述第二导线之间，所述控制单元与所述放电试验回路相连接并控制所述放电试验回路的通断。...

【技术特征摘要】
1.一种变电站蓄电池组控制仪，与变电站中由n节单体蓄电池串联构成的蓄电池组相连接而控制所述蓄电池组，其特征在于：所述变电站蓄电池组控制仪包括将交流电转换为直流电并输出的电源变换模块、连接所述电源变换模块与所述蓄电池组的可控模块、与所述蓄电池组相连接并用于对所述蓄电池组以及各所述单体蓄电池进行电压采样的采样单元、与所述采样单元相连接的控制单元、与所述蓄电池组相连接的直流供电回路、经所述可控模块而与所述蓄电池组相连接的放电试验回路，所述控制单元分别与所述蓄电池组、所述电源变换模块、所述可控模块、所述直流供电回路、所述放电试验回路相连接；所述电源变换模块具有连接第一导线的输出正极和连接第二导线的输出负极；所述可控模块包括n+1组子模块，各组所述子模块分别与所述蓄电池组中第1节所述单体蓄电池的正极、第n节所述单体蓄电池的负极、任意两节所述单体蓄电池的串接点相连接；每组所述子模块包括连接于所述第一导线和所述单体蓄电池之间并由所述控制单元控制的输入控件、连接于所述单体蓄电池与所述第二导线之间并由所述控制单元控制的输出控件；所述直流供电回路与所述蓄电池组的正负极相连接；所述放电试验回路连接于所述第一导线和所述第二导线之间，所述控制单元与所述放电试验回路相连接并控制所述放电试验回路的通断。2.根据权利要求1所述的变电站蓄电池组控制仪，其特征在于：各所述输入控件和各所述输出控件均采用可控硅元件。3.根据权利要求1所述的变电站蓄电池组控制仪，其特征在于：所述放电试验回路包括相串联的电阻和与所述控制单元相连接以控制所述放电试验回路通断的放电控制元件。4.根据权利要求1所述的变电站蓄电池组控制仪，其特征在于：所述电源变换模块包括与交流电源相连接的AC/DC变换器、与所述AC/DC变换器相连接的DC/DC变换器。5.根据权利要求1所述的变电站蓄电池组控制仪，其特征在于：所述DC/DC变换器包括与所述AC/DC变换器相连接并具有输出正极和输出负极的第一直流变换器、与所述第一直流变换器的输出正极相连接并控制所述第一直流变换器开断的总控元件、与所述第一直流变换器的输出正极相连接的分控元件、正极入口与所述分控元件相连接而负极入口与所述第一直流变换器的输出负极相连接的第二直流变换器，所述蓄电池组的正极与所述总控...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴疆，潘晓明，沈卫刚，张永生，沈韵，沈珉哲，高扬，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司苏州供电公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32