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*基金：2020年國(guó)家電網(wǎng)公司研發(fā)費(fèi)項(xiàng)目計(jì)劃(群創(chuàng)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn))(5211JX20000P）

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作者簡(jiǎn)介：龍波(1982-)，男，工程師，從事變電運(yùn)輸檢查。

0 引言

隨著電網(wǎng)的發(fā)展，電池是電力系統(tǒng)中直流供電系統(tǒng)的重要組成部分。作為直流供電電源，主要負(fù)責(zé)為電力系統(tǒng)中二次系統(tǒng)負(fù)載提供安全、穩(wěn)定、可靠的電力保證，保證繼電保護(hù)和通信設(shè)備的正常運(yùn)行。對(duì)所在單位統(tǒng)計(jì)，電池在220 kV、110kV和35 kV電壓等級(jí)變電站已覆蓋100%，已成為變電站的重要設(shè)備之一。它是直流系統(tǒng)中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。當(dāng)變電站完全停止時(shí)，直流系統(tǒng)的交流輸入消失，充電模塊停止運(yùn)行，只有電池組才能為設(shè)備提供直流電源。電池為保護(hù)裝置、通信裝置和控制裝置提供電源，以確保保護(hù)裝置在發(fā)生故障時(shí)能夠可靠地切除故障。變電站內(nèi)的電池是所用電的應(yīng)急電源，可以說(shuō)是變電站安全的最后一道防線。因此，保證電池安全與整個(gè)變電站的應(yīng)急能力有關(guān)。同時(shí)，電池的穩(wěn)定性和放電過(guò)程中提供給負(fù)載的實(shí)際容量對(duì)保證電力設(shè)備的安全運(yùn)行具有重要意義。在電力系統(tǒng)的日常工作中，電池動(dòng)靜放電標(biāo)準(zhǔn)化操作是非常重要的，是電池運(yùn)行維護(hù)的重要環(huán)節(jié)，是確保電池安全運(yùn)行的有效手段之一，電池動(dòng)靜放電可以分析電池的實(shí)際狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)一些重要缺陷[1-3]。

電池充放電定期切換已成為變電站的常規(guī)工作，需要220 kV變電站需要?jiǎng)討B(tài)放電一次，靜態(tài)放電三個(gè)月一次。但傳統(tǒng)的充放電工作只能手動(dòng)進(jìn)行，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率低下。而且，隨著變電站數(shù)量的增加，這類工作占據(jù)了各運(yùn)維班的大量工作經(jīng)驗(yàn)。為了進(jìn)一步提高工作效率，精益管理生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)計(jì)劃改進(jìn)電池充放電工作模式。在傳統(tǒng)的電池靜態(tài)放電試驗(yàn)中，存在電池動(dòng)靜態(tài)放電標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、效率低、人力資源利用率低等問(wèn)題[4]。

目前，電池靜態(tài)充放電試驗(yàn)、內(nèi)阻試驗(yàn)等定期切換工作需要到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，但隨著變電站數(shù)量的增加，現(xiàn)有人力資源難以滿足。因此，開(kāi)發(fā)一套變電站電池遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)可以節(jié)省工作時(shí)間，有效釋放人力從事更高效的工作。通過(guò)遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)電池靜態(tài)充放電試驗(yàn)和內(nèi)阻試驗(yàn)的定期切換，減少到變電站定期切換電池的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)故障、煙霧和溫度報(bào)警、充放電監(jiān)測(cè)、電壓測(cè)量、單體內(nèi)阻測(cè)量、電池性能檢查、歷史數(shù)據(jù)驗(yàn)證等功能。本文的創(chuàng)新點(diǎn)如下：①基于電力物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程充放電系統(tǒng)；②遠(yuǎn)程放電電池自動(dòng)進(jìn)行。

1 現(xiàn)狀分析

本文分析了電池靜態(tài)放電的工作流程。

2 制定方案

本方案利用物聯(lián)網(wǎng)前端感知技術(shù)，遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)電池靜態(tài)放電網(wǎng)的遠(yuǎn)程充放電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電池靜態(tài)放電工作，完全消除距離時(shí)間點(diǎn)如下：①節(jié)約人、車資源；②免去車程；③使用現(xiàn)有的電力物聯(lián)網(wǎng)。但也有一些缺點(diǎn)：①電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和安全規(guī)定不成熟；②需要一定的資本成本。

通過(guò)制作基于電力物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程充放電系統(tǒng)，設(shè)置電池靜態(tài)放電，生產(chǎn)數(shù)據(jù)，定期自動(dòng)充放電，減少人力物力，自動(dòng)形成報(bào)告，多站充放電，多線程工作，提高工作效率。

3 方案實(shí)施

該系統(tǒng)采用電池遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、電池本地管理軟件、現(xiàn)場(chǎng)電池管理單元等分布式結(jié)構(gòu)（BMU）、數(shù)字采控終端MRTU、集成電源PSU、電池監(jiān)測(cè)單元BIM、電流傳感NXP代理遠(yuǎn)程放電控制器DCU、放電負(fù)載DLU電池開(kāi)路保護(hù)器(需要單獨(dú)配置)等。典型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

根據(jù)技術(shù)構(gòu)成，系統(tǒng)核心可分為三部分。

1）測(cè)量部分

單電池運(yùn)行性能參數(shù)主要由單電池運(yùn)行BIM單元(每節(jié)電池1BIM）分布式測(cè)量包括電池電壓、溫度、內(nèi)阻、動(dòng)態(tài)負(fù)載電壓、放電能力系數(shù)、動(dòng)態(tài)放電電流等。電池電流參數(shù)主要由互感器測(cè)量。環(huán)境參數(shù)主要由溫濕度傳感器、煙霧感覺(jué)等各種傳感器測(cè)量。

2)電池維護(hù)部分

①電壓平衡維護(hù)：由BIM實(shí)現(xiàn)單元補(bǔ)償充電電路。

②遠(yuǎn)程運(yùn)動(dòng)和靜態(tài)放電：由BIM動(dòng)態(tài)放電電路和直流遠(yuǎn)程放電控制器DCU實(shí)現(xiàn)。

圖3 軟件實(shí)施界面圖

4 效果檢查

1)在安全方面。為確保結(jié)果的安全可靠投入使用，每個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù)被檢測(cè)到100%。該結(jié)果在許多現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中效果良好。經(jīng)公司相關(guān)部門(mén)認(rèn)證認(rèn)證，該結(jié)果設(shè)備在安全、質(zhì)量、管理、成本等方面沒(méi)有負(fù)面影響。

2)經(jīng)濟(jì)方面。結(jié)果于2019年8月1日投入使用，截至2019年8月31日1個(gè)月，成本直接降低46.2萬(wàn)元。一方面解放了人力勞動(dòng)，讓廣大工人從遠(yuǎn)離變電站的車程中解脫出來(lái)；另一方面，等待時(shí)間降低，車輛人工成本降低，經(jīng)濟(jì)效益不可估量。傳統(tǒng)靜態(tài)放電工作距離長(zhǎng)，工藝復(fù)雜，會(huì)導(dǎo)致施工進(jìn)度緩慢，遠(yuǎn)程靜態(tài)放電工作，確保設(shè)備和人員安全，節(jié)省車輛、人員時(shí)間、質(zhì)量和效率，一個(gè)月內(nèi)節(jié)省約141人.33×196/60=461.68 h，工作效率大大提高，間接經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益不可估量。

3)推廣。由于基于物聯(lián)網(wǎng)的電池遠(yuǎn)程充放電系統(tǒng)可以在很大程度上取代電池靜態(tài)放電的改進(jìn)和施工現(xiàn)場(chǎng)安裝的便利性。此外，基于物聯(lián)網(wǎng)的電池遠(yuǎn)程充放電系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)前端感知，不僅可以實(shí)現(xiàn)靜態(tài)放電工作的功能，而且可以安裝到各種變電站。因此，基于物聯(lián)網(wǎng)的電池遠(yuǎn)程充放電系統(tǒng)可以滿足更多變電站建設(shè)項(xiàng)目的需要，應(yīng)用廣泛。

4)功能。及時(shí)掌握各變電站電池的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)及其性能變化趨勢(shì)，快速、準(zhǔn)確、有效地檢測(cè)電池的性能，實(shí)時(shí)掌握電池的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)維護(hù)和處理。既降低了運(yùn)維人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，又提高了電池性能判斷的準(zhǔn)確性，保證了系統(tǒng)的安全性和可靠性。運(yùn)行維護(hù)人員可通過(guò)系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制直流系統(tǒng)各設(shè)備的運(yùn)行，及時(shí)獲取設(shè)備報(bào)警信息，確保系統(tǒng)的安全性和可靠性。

5 結(jié)論

本文開(kāi)發(fā)了一套變電站電池遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，可遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)電池靜態(tài)充放電試驗(yàn)和內(nèi)阻試驗(yàn)的定期切換，減少了電池定期切換的時(shí)間，節(jié)省了人力資源，提高了工作效率；系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)故障、煙霧和溫度報(bào)警、充放電監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)電壓測(cè)量、單體內(nèi)阻測(cè)量、電池性能檢查、歷史數(shù)據(jù)驗(yàn)證等功能。通過(guò)電池遠(yuǎn)程靜態(tài)放電工作，節(jié)省了遠(yuǎn)程變電站的時(shí)間，也節(jié)省了大量的準(zhǔn)備、檢查時(shí)間和靜態(tài)放電工作自動(dòng)進(jìn)行的時(shí)間。通過(guò)智能運(yùn)維技術(shù)，有效提高生產(chǎn)效率和效率。

通過(guò)編制《基于電力物聯(lián)網(wǎng)的電池遠(yuǎn)程充放電系統(tǒng)手冊(cè)》、《電池自動(dòng)充放電操作指導(dǎo)書(shū)》、圖紙歸檔、設(shè)備培訓(xùn)，鞏固運(yùn)輸檢查人員的專項(xiàng)培訓(xùn)。通過(guò)培訓(xùn)，操作和維護(hù)人員熟悉操作頁(yè)面，提高工作效率。

本文旨在減少電池靜態(tài)放電的工作時(shí)間，提高工作效率，提高供電服務(wù)質(zhì)量，并通過(guò)調(diào)查和研究對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分類和統(tǒng)計(jì)。物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程充放電系統(tǒng)的成功設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，提高了工作效率，減少了車程，減少了人力、物力和財(cái)力，減少了電池靜放電的工作時(shí)間，進(jìn)一步提高了變電站電池的可靠性。

參考文獻(xiàn)：

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(本文來(lái)源《IC2020年9月，代理雜志