（云南电网有限责任公司保山供电局云南保山678000）
摘要：近年来，跟随我国智能电网建立规模的不断扩大，配网自动化建设也获得了杰出的成果，然而这也表露出了传统蓄电池维护管理工作的各式各样的弊病和不足之处。传统的蓄电池维护管理工作主要依赖于人工的粗放式管理，这种管理模式越来越跟不上当前信息网络的精细化管理要求。同时，蓄电池智能在线管理系统却能更加有力的处理了蓄电池的维护与养护的问题，尤其是在蓄电池整组性能均衡、提升容量、甄别阴性故障、在线测试等方面所取得的成绩更加耀眼，这也为我国蓄电池的管理养护提供了科学、有效、可靠的解决方案。因此，本文从蓄电池智能在线维护系统的特点与功能等方面进行粗略的介绍，也希望我国的蓄电池管理的相关技术能够越来越好。
关键词：蓄电池；智能在线管理系统
1、蓄电池的使用现状
随着经济和技术的急剧成长，设备的供电需求愈来愈高，生活的环保要求也愈来愈高，蓄电池组的利用频率也得到了非常大的提升。由于受到资金和技术支持等限制，现如今很多厂家还是在使用着传统的蓄电池进行维护管理，这不仅仅造成了运检检修工作量的增大，还加大了电网安全运行隐患的形成。与此同时，伴随着科技的进步与创新，蓄电池的智能在线维护系统也得到不断的发展与完善，因此，将传统蓄电池组替换改造成智能在线维护系统的蓄电池刻不容缓。
1.1传统蓄电池维护管理的缺点
传统蓄电池在线监测单一，只能监测电池电压，根据电池电压很难判断蓄电池的实际容量，而定期的电池容量测试周期长、费时费力，不能及时发现失效的蓄电池，当电池开路时，无应对措施，存在直流失电的风险；现有直流电源系统没法检测交流窜入及直流环网，存有很大的安全隐患。
1.2蓄电池智能在线维护的优点
（1）完善直流系统在线监测系统
将过去的蓄电池管理系统革新成智能在线监控系统后，能够引入更为智能的直流系统的在线监测系统，一方面可以更加清晰的掌握蓄电池的各项数据，另一方面也可以自主的对蓄电池进行日常养护。这一改造将增加蓄电池内电阻测试以及开路测试功能，丰富判断蓄电池状态的方法，大大提高蓄电池的维护效率。
（2）监测系统将更为灵活和准确
新的智能在线监测系统将增加交流窜入及直流环网检测功能，提高直流电源系统运行可靠性。同时，系统还能做到依据负荷性质或负荷区域进行全自动的分组，配置不同并联智能电池模块，这将极大的提高直流电源的可靠性。
（3）蓄电池智能在线系统更具有安全性
在传统的蓄电池管理中，因为有着现有的直流电源系统无法检测交流窜入及直流环网这一个问题，所以存有着很大的安全隐患。而新的智能在线监测系统将采用逆变放电功能，它可以将蓄电池组放电量输送到0.4kV所用电系统，以此来减少电能损失及避免蓄电池放电产生热量影响运行设备。同时，还可以增加落后电池实时均衡维护策略，防止蓄电池过充、欠充，有效提高蓄电池寿命。并且在电池开路的时候，还可以拥有开路电池自救装置，杜绝直流失电的情况发生。
2、蓄电池智能在线维护功能的介绍
蓄电池智能分析管理系统包括实时对各单体电池电压、端电压、温度、电流的采集，同时配备远程核对性放电模块和定期自动直流内阻测试装置、开路自救装置，以供应完备的蓄电池监测、检测、维护、补救方法，以及时在线监测和定期核查性放电、内阻测试相结合，辅以强力的蓄电池机能分析数学模型，在线诊断蓄电池组的性能及剩余容量，实时显示性能落后的电池及维护建议，在诊断的基础上辅以蓄电池均衡维护功能，保证蓄电池维护的正确可靠。
蓄电池智能分析管理系统的主要特点：建立一个统一的直流设备状态评价系统，通过规范化数据台账信息的录入和数据深入的分析应用，规范化了评价流程管理。通过该平台，运行、检修人员可以方便地查看设备当前的实时运行情况（包括相关的数据情况和状态信息等），了解设备当前的告警信息，并可以经过评估模块简易方便管理评价设备记录，清楚的知道设备归纳性的健康状态信息，从而有利于管理者判别、剖析和决定。还可以通过系统中报表应用将蓄电池内阻、蓄电池核容电池放电数据等数据导出，并能将数据转化为蓄电池阻测试报告、蓄电池组核容报告、蓄电池放电曲线等。
3、蓄电池智能管理系统项目设计方案
3.1总方案设计框图
图3.1系统构成简图
3.2蓄电池智能在线监测系统基本原理
图3.2蓄电池在线监测系统框图
如图3-2所示，蓄电池在线监测由监控主机、监控终端、单体电池测量模块及后台管理系统四大部分组成：
（1）单体电池测量模块。如图3-3所示，单体电池测控模块具有温度、端电压、内阻等功能。
图3.3单体电池测量模块
（2）监控终端。监控终端的作用把单体电池测量模块采集的数据进行打包分类发送给主机，并采集母线电压（蓄电池组电压）。
（3）监控主机。采集蓄电池组出口电流；对蓄电池开路、短路、容量下降等故障进行分析判断；与集中监控和放电负载通讯，实现在线核容放电；与蓄电池管理系统后台通讯，上传数据、接收命令，
（4）蓄电池管理系统后台。可与500台蓄电池监测装置主机通讯，实现远程核容放电等。
3.3蓄电池智能在线监测系统主要功能特点
（1）蓄电池开路、短路、容量下降等故障判断
将在浮充、放电与均充电等状态下，通过对单体电池有关参数的纵、横双向比对；通过浮充电流、浮充容量的变化分析；通过充放电容量的关联性分析等手段，对蓄电池开路、短路、容量下降等故障进行判断与告警。
（2）蓄电池远程在线核容
通过蓄电池管理系统后台给变电站蓄电池监测装置主机分布命令，实现蓄电池组远程在线核容。
（3）蓄电池容量预测
在核容放电过程中，当放电至3小时（30%*额定容量），预测每节电池的容量，与实际放出容量进行对比，不断完善容量预测算法，可望最终实现在线浅放电预测蓄电池容量，以期取代目前满容量核容放电工作。
（4）准确测量浮充电流
按南网有关规程要求，蓄电池组浮充电流为0.001-0.003C；浮充电流测量误差：±1%±0.0005C10。我们大家都知道，浮充电流（浮充容量大小）与电池自放电率密切相关，而自放电率又是电池性能产生转变一个重要外在体现，准确测量浮充电流有利于对蓄电池性能做出正确判断。
3.4内阻测试原理
如图3-4所示，充电机VDC一方面给负载RL供电，另一方面给蓄电池进行充电。QDX-103内阻测量原理是一可变电阻R1接入其中半组电池，利用蓄电池作电源产生一个低频的交流电流对该半组蓄电池进行放电，如图中合上K1、K3（断开K2、K4），可对1#至#n半组电池进行放电。通过测量放电电流I，以及通过同步放大电路和高速A/D测量放电电流在1#至#n电池中的交流电压V1、Vn，根据公式rn=Vn⁄I，从而计算出蓄电池内阻。
如果合上K2、K4（断开K1、K3），则可对2#至#2n半组电池进行放电，并测量该半组电池的内阻。
交流放电法具有测量精度高的优点，由于在几秒钟内可以测量几十到几百次，因而可以达到很高的精度。其次其抗干扰性强，对充电机纹波不敏感，非常适用于在线监测。另外其测量数据稳定，重复性好，同时设备体积小，方便携带，可靠性高。
图3.4内阻测试原理
3.5技术指标
（1）单体电池电压：测量范围0—16.000V，测量误差≤±0.2%；
（2）单体电池温度：测量范围0—90℃，测量误差≤±1℃；
（3）单体电池内阻：测量范围0—125.000mΩ，测量误差≤±5%；
（4）电池组总电压：测量范围0—300.0V，测量误差≤±0.5%；
（5）电池组总电流：测量范围-100—+100A，测量误差≤±1%；
（6）数据采样间隔：10mS；
（7）内阻测量巡检间隔：1-365天，可设置；
3.6直流系统环网与交流窜入故障检测
直流系统环网与交流窜入故障检测装置包括实时两套直流母线、蓄电池组电压、电流、交流含量等数据的采集，当直流母线交流串入、直流环网、蓄电池脱离母线时，系统能及时识别，并报警上传故障类别。
蓄电池组脱离母线检测：正常情况下蓄电池组电压应该和母线电压保持一致，通过对比两个电压的数据对比，判断蓄电池组是否脱离母线并进行报警。
检测交流窜入检测：增加母线交流窜入电压采集模块，采集正负母线对地交流窜入电压，若正负母线对地交流电压超出告警定值则告警。
直流环网功能检测：当双系统发生直流环网时，会发现两个系统的母线会发生相关变化，由此可测试两套直流电源系统相关性的强度，进而判断系统是否发生直流环网。
3.7直流电源在线维护系统的主要功能特点
（1）安全性能
①测量每节电池极柱温度，可防止充放电过程中蓄电池过热引起的火灾（爆炸）事故；
②回馈式放电，放电模块发热量仅为放电电阻的10%，放电模块的可靠性与充电模块一致，完全满足长期运行的需要；
③放电过程中对每节电池进行容量预测，绝不会将蓄电池容量放尽，确保放电过程中蓄电池组具有事故跳闸、事故放电能力；
④任何一套直流系统发生接地、充电机故障、交流输入故障、蓄电池故障等，均闭锁远程放电；
⑤当有一套直流系统在放电时，将闭锁另一套直流系统启动放电工作；
（2）故障检测功能
本系统可对以下故障检修检测与告警：
①蓄电池开路、短路故障
②蓄电池容量下降
③蓄电池组脱离母线
④浮充电流、浮充电压越限
⑤均充电流、均充电压
⑥交流窜入接地故障
⑦直流环网故障
（3）容量预测功能
在核容放电过程中，当放电至3小时（30%*额定容量），预测每节电池的容量，与实际放出容量进行对比，不断完善容量预测算法，可望最终实现在线浅放电预测蓄电池容量，以期取代目前满容量核容放电工作。
（4）自动监测蓄电池核容后的均充电过程
通过测量蓄电池充电电流，计算充电容量并与核容放电容量进行对比，可发现均充电是否正常。
（5）自动生成蓄电池检修建议报告功能
本系统根据蓄电池组在浮充电、均充电及核容放电等过程中发现的蓄电池各种故障，自动生成蓄电池组检修建议报告，主要包括蓄电池活化、退出、立即整组更换与计划整组更换等内容。
4、小结
本篇文章对传统蓄电池组的管理系统和现如今智能在线管理系统的进行了优劣势的对比，同时，粗略的介绍了蓄电池的智能在线管理系统和其相关的技术方案，分析总结出了智能在线管理系统的相关内容。
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