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蓄电池在线监测的目的和意义

关键词:智慧电池 智能电网

时间:2017-09-12 14:09:05       来源:网络

 

蓄电池在线监测的实施具有如下的必要性:

1、可有效地解决蓄电池从采购、保管、投入运行直到报废中存在的管理困难的问题。

2智慧电池是构建智能电网的一个组件,通过电池信息的互通互连,可以有效提高电网的安全性与可靠性。

3、 可以在准确分析电池状态的基础上,利用电池劣化的机理,从根本上减轻或消除电池劣化的主要因素,能有效提高电池运行的安全性和可靠性,显著提高电池的使用寿命。

    目前,电力系统变电站操作电源、通信电源、机房UPS,以及储能电站、光伏电站、通讯基站、电动汽车,都大量使用蓄电池作为后备电源系统。这些蓄电池从采购、库房存放、投入使用、运行维护,到报废收回,都会消耗大量的人力、物力和财力。在电池全生命周期的各个阶段,电池的SOHSOC、剩余寿命影响因素众多,还没有一个清晰的数学模型,现有测试技术检测电池的SOHSOC、剩余寿命还很困难,这些关键数据对设备使用者和管理者来讲还是黑箱,使用者对电池的当前状态数据如温度、电压、内阻、SOCSOH、剩余寿命等信息,以及电池的历史数据如生产日期、充放电次数等信息,难以获得甚至无法获得,从而产生安全隐患。

    蓄电池在线监测管理系统针对变电站蓄电池更换配组困难、现有电池监测技术接线多、安装维护困难、电池运行可靠性低、寿命短等问题,采用物联网技术与大数据技术,为每节电池装上大脑,将传统电池升级为智慧电池,从而实现对蓄电池的全生命周期管理。

 智慧电池具有如下特征:(1)记录功能:芯片记录有电池的ID信息、当前状态信息和历史信息。(2)通讯接口:通过载波通信技术及标准的通信协议,实现了电池信息的互通互联。(3)自动检测、诊断、在线维护功能:采用先进的电池测试技术及专家系统,分析电池当前的状态,并自动对电池进行在线维护,提高电池运行安全可靠性,延长其使用寿命。详细描述如下:

1)记录功能

电池监测模块作为电池的“大脑”,不但记录了电池型号、生产厂家、生产日期等ID信息,还记录了电池当前电压、内阻、SOCSOH等的当前状态信息以及累计放电次数、累计放电量等历史信息。这样,在蓄电池采购、保管、投入运行直到报废的各个环节,都可以极为方便地读取到这些信息。然后,再利用大数据、云计算技术,实现对蓄电池全寿命周期的监控管理,可显著地降低电池的管理成本,并可使电池的管理运用水平上一个新的台阶。

2)通讯接口

利用电池本体及连线,应用电力线载波技术,采用OFDM-PRIME协议,实现了电池信息的互通互联。

3)自动检测、诊断、在线维护功能

采用先进的多频点交流放电蓄电池测试技术,根据Thevenin电池模型来在线辨识蓄电池的状态参数(如欧姆电阻、极化电阻、极化电容等),应用基于量子遗传优化的神经网络算法及卡尔曼滤波为基础的专家系统,来分析电池的SOHSOC,从而确定电池当前的工作状态。在这个基础上,可以自动对蓄电池进行在线维护:在智能控制器的控制下,当SOC不足时自动对蓄电池进行充电;极化电阻过高时,自动对蓄电池进行放电;SOH不足时,自动对蓄电池进行活化。通过对蓄电池自动维护,可以补偿电池自放电的不均衡性,从而避免了部分电池由于长期处于过充状态而产生失水,也可以避免部分电池由于长期处于欠充状态而产生硫酸盐化的现象。这样,可以显著地提高运行的安全性和可靠性,延长蓄电池的使用寿命。

该系统不但可应用于电力变电站操作电源、控制电源蓄电池以及机房UPS蓄电池的全生命周期管理,而且还可应用于储能电站、光伏电站、通讯基站、电动汽车等各类蓄电池的全生命周期管理。这将为蓄电池的应用管理带来革命性的变化,产生巨大的经济效益。项目既适用于新型智慧电池,也可通过加装监测模块将传统电池改造成智慧电池。项目推广后,每年将带来数十亿元的直接经济效益,并有力地促进了多个行业的产业升级,产生无法估量的社会效益。

 

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