CN104485491B - 一种在线活化直流电源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在线活化直流电源系统，其包括系统监控模块和在线活化直流电源，在线活化直流电源包括通讯控制模块、电池活化模块以及电池模块；系统监控模块与直流母线连接用于监控直流母线负载信息并根据负载信息生成预设控制信息发送至需要活化的在线活化直流电源的通讯控制模块；电池模块用于向直流母线供电，电池活化模块与电池模块电性连接用于控制所述电池模块与所述直流母线断开以对所述电池模块进行活化，通讯控制模块与电池活化模块电性连接用于根据预设控制信息对应控制电池活化模块对电池模块活化。本发明实施例的在线活化直流电源系统具有活化效率高、供电稳定性好和使用维护成本低的优点。

Description

一种在线活化直流电源系统
技术领域
本发明涉及直流电源的活化，特别是一种在线活化直流电源系统。
背景技术
直流电源在变电站、发电厂等场合作为后备电源使用,起到了至关重要的作用，直流电源能否可靠运行关系到电网供电的稳定性和安全性。蓄电池尤其是铅酸蓄电池是直流系统的后备电源，只有当现场交流电源失电的情况下才有发挥后备电源的作用。为了保证蓄电池始终处于满容量的状态，直流电源将一直为蓄电池提供一个恒定的浮充电流。
而蓄电池长时间工作于浮充状态且又很少大电流进行充放电的机会，在蓄电池栅板上会出现电池极化现象，即在电池的栅板上附着导电性能极差的硫酸铅晶体。硫酸铅晶体的形成一方面减少了蓄电池内硫酸液体和铅的数量，另一方面增加蓄电池内部阻值，使蓄电池的电荷容量降低，影响蓄电池的使用性能。
现有技术的蓄电池使用到四至五年，蓄电池的容量大幅降低、内阻值突然升高。为了使蓄电池的性能充分激发出来，延长使用时间，对蓄电池组进行活化。但是因为蓄电池在系统中为串联使用，如对蓄电池进行活化，需在直流电源母线上先并联一组蓄电池组。再将需活化蓄电池组脱离系统，对原蓄电池组的电池逐个进行活化。因为系统中蓄电池数量多，活化周期长、直流电源使用费用高。
因此，现有技术的直流电源的活化周期长、活化成本高，且可操作性差。
综上，如何设计一种活化成本低、活化周期短和使用成本低的直流电源是业界亟需解决的课题。
发明内容
为了解决上述现有的技术问题，本发明提供一种在线活化直流电源系统，通过设置通讯控制模块根据预设控制信息控制所述电池活化模块对所述电池模块进行活化，而无须将电池模块一一单独拆出进行活化，电池模块的活化效率高，活化周期短，直流电源的使用成本低。
本发明提供一种在线活化直流电源系统，其包括系统监控模块和在线活化直流电源，所述在线活化直流电源包括通讯控制模块、电池活化模块以及电池模块；
所述系统监控模块与直流母线连接用于监控直流母线负载信息并根据所述负载信息生成预设控制信息发送至需要活化的在线活化直流电源的通讯控制模块；
所述电池模块与直流母线电性连接用于向直流母线供电，所述电池活化模块与所述电池模块电性连接用于控制所述电池模块与所述直流母线断开以对所述电池模块进行活化，所述通讯控制模块与所述电池活化模块电性连接用于根据所述预设控制信息对应控制所述电池活化模块对所述电池模块活化。
优选地，所述在线活化直流电源包括交流电源供电模块和第一变压模块，所述交流电源供电模块通过所述第一变压模块与所述直流母线电性连接以对所直流母线供电，所述电池模块通过所述第一变压模块与所述直流母线电性连接。
优选地，所述在线活化直流电源包括第二变压模块，所述第二变压模块电性串设在所述电池模块与第一变压模块之间。
优选地，所述交流电源供电模块包括滤波电路。
优选地，所述交流电源供电模块包括功率因素较正电路。
优选地，所述电池活化模块包括脉冲发生器。
相较于现有技术，本发明实施例的在在线活化直流电源系统通过设置通讯控制模块根据预设控制信息控制电池活化模块对相应电池模块进行活化，实现电池模块的在线活化，无须一一将电池模块拆出整体电路分别进行活化，实现电池模块的在线自动活化，活化效率高，整个过程不影响系统供电和维护使用成本低。
本发明实施例的在线活化直流电源系统具有在线自动活化、活化效率高、整个过程不影响系统供电和使用维护成本低的优点。
附图说明
图1为本发明第一实施例的在线活化直流电源的结构方框示意图；
图2是本发明第二实施例的在线活化直流电源的结构方框示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进进一步说明。
请参阅图1，本发明第一实施例的在线活化直流电源1包括通讯控制模块11、电池活化模块13以及电池模块15。
通讯控制模块11对应于所述电池模块15设置，通讯控制模块11与电池活化模块13电性连接用于根据预设控制信息控制电池活化模块13对相应电池模块15进行活化。所述预设控制信息的生成由直流母线的负载信息、电池模块15的活化周期、活化时间以及单个电池模块15的电压、电流状态信息决定，当电池模块15为直流母线提供过多冗余时，可以根据冗余信息控制部分需要活化的电池模块断开与直流母线的连接并进行活化，当活化完成后再将活化后的电池模块15并入直流母线供电，逐步完成所有电池模块15的活化。
当然，在对电池模块15进行充电时也可以控制电池模块15与充电电路断开连接，再通过电池活化模块13实现对所有需要活化的电池模块15进行活化。
多个电池模块15通过并联连接的方式与直流母线连接并为直流母线提供直流电能。
相较于现有技术，本发明实施例的在线活化直流电源1中通过设置通讯控制模块11根据预设控制信息控制电池活化模块13对相应电池模块15进行活化，实现电池模块15的在线活化，无须一一将电池模块15拆出整体电路分别进行活化，实现电池模块15的在线活化，活化效率高，供电稳定性好和维护使用成本低。
再请参阅图2，图2是本发明第二实施例的在线活化直流电源的结构方框示意图。本实施例的在线活化直流电源2包括通讯控制模块22、电池活化模块23、电池模块24、交流电源供电模块25、第一变压模块26和第二变压模块27。
通讯控制模块22分别与电池活化模块23连接，用于根据所述预设控制信息控制电池活化模块23对相应电池模块24进行活化。
所述预设控制信息的生成由直流母线的负载信息、电池模块24的活化周期、活化时间以及单个电池模块24的电压、电流状态信息决定，当电池模块24为直流母线提供过多冗余时，可以根据冗余信息控制部分需要活化的电池模块244断开与直流母线的连接并进行活化，当活化完成后再将活化后的电池模块24并入直流母线供电，逐步完成所有电池模块24的活化。
当然，在对电池模块24进行充电时也可以控制电池模块24与充电电路断开连接，再通过电池活化模块23实现对所有需要活化的电池模块24进行活化。
电池活化模块23分别与通讯控制模块22、电池活化模块23电性连接，用于接收通讯控制模块22发送的预设控制信息并根据所述预设控制信息对相应需要进行活化的电池模块24进行活化。
电池模块24与直流母线并联连接用于为直流母线提供电能，电池模块24内包括铅酸蓄电池。
交流电源供电模块25通过第一变压模块26向直流母线供电。第一变压模块26用于将交流电源模块24的交流电转换成直流电向直流母线供电。第一变压模块26内设置有控制开关，该控制开关与通讯控制模块22连接用于实现通讯控制能第一变压器与直流母线连接的导通/断开。当通讯控制模块22接收到预设控制信息需要到电池模块24进行活化时，控制第一变压模块26的控制开关与直流母线断开连接，当电池活化模块23完成对电池模块22的活化后，通讯控制模块22控制第一变压模块26的控制开关与直流母线导通连接实现对直流母线的供电。
第二变压模块27电性串设在所述电池模块24与第一变压模块26之间。交流电源供电模块25与第二变压模块27电性连接为第二变压模块26充电，当交流电源供电模块25停止供电时，即当交流电源供电模块25停止通过第一变压模块26为直流母线提供电能，同时也停止通过第二变压模块27供电为电池模块24充电时，电池模块24通过第二变压模块27和第一变压模块26为直流母线供电。
当然，第二变压模块27内同样设置有控制开关，第二变压模块27与通讯控制模块22连接，用于当需要对电池模块24进行活化时，通讯控制模块22控制第二变压模块27的控制开关断开与第一变压模块26的连接，而控制电池模块24与电池活化模块23连接的导通以实现通讯控制模块22控制电池活化模块23对电池模块24进行活化，当完成电池活化模块23对电池模块24的活化后，通讯控制模块22控制电池活化模块23与电池模块24断开连接，而同时控制第二变压模块27与电池模块24导通连接。
进一步的，交流电源供电模块25包括滤波电路251，即EMI(Electromagnetic Interference,EMI)电路。
进一步的，交流电源供电模块25包括功率因素较正电路，即PFC(PFC，Power Factor Correction)电路253。
进一步的，电池活化模块23包括脉冲发生器231。在一具体实施例中，脉冲发生器231发出高电压、高频率的去硫化脉冲，以激发电池模块24内的硫酸铅晶体。去硫化脉冲以9kHz的频率发出，脉冲的瞬间电压根据蓄电池的相关参数设置，其脉冲的瞬间电压为28V～36V之间，充电脉冲宽度900ms，间隔10ms，放电脉冲宽度50ms，测试开路电压40ms；放电脉冲放电电流为3～4.5A。所加的负脉冲时间上要很短，是正脉冲的5％，幅度是正脉冲的2倍。通过脉冲发生器231产生上述高频脉冲电源，不断地激发硫酸铅晶体，使其分解成硫酸和金属铅，使蓄电池的化学性能得到恢复，其容量也可以得到最大的恢复。
相较于现有技术，本发明第二实施例的在线直流活化电源2通过通讯控制模块22根据预设控制信息控制电池活化模块23实现对所要进行活化的电池模块24进行活化，当活化完成后，控制电池模块24与直流母线导通连接为直流母线供电，而无须通过人工将需要活化的电池模块24拆出单独进行活化，大大提高了电池模块24的活化效率和电池模块的使用寿命，也提高了直流母线的供电稳定性。
本发明还提供一种在线活化直流电源系统，其包括系统监控模块和多个上述的在线活化直流电源1、2，该系统监控模块与直流母线连接用于监控直流母线负载信息的系统监控模块，该系统监控模块根据所述负载信息生成预设控制信息发送至需要活化的上述在线直流活化电源1、2的通讯控制模块，所述通讯控制模块根据所述预设控制信息控制所述活化模块对电池模块进行活化。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种在线活化直流电源系统，其特征在于，其包括系统监控模块和在线活化直流电源，所述在线活化直流电源包括通讯控制模块、电池活化模块以及电池模块；
所述系统监控模块与直流母线连接用于监控直流母线负载信息并根据所述负载信息生成预设控制信息发送至需要活化的在线活化直流电源的通讯控制模块；所述预设控制信息的生成由直流母线的负载信息、电池模块的活化周期、活化时间以及单个电池模块的电压、电流状态信息决定；
所述电池模块用于向直流母线供电，所述电池活化模块与所述电池模块电性连接用于控制所述电池模块与所述直流母线断开以对所述电池模块进行活化，所述通讯控制模块与所述电池活化模块电性连接用于根据所述预设控制信息对应控制所述电池活化模块对所述电池模块活化。
2.根据权利要求1所述的在线活化直流电源系统，其特征在于，所述在线活化直流电源包括交流电源供电模块和第一变压模块，所述交流电源供电模块通过所述第一变压模块与所述直流母线电性连接以对所直流母线供电，所述电池模块通过所述第一变压模块与所述直流母线电性连接。
3.根据权利要求2所述的在线活化直流电源系统，其特征在于，所述在线活化直流电源包括第二变压模块，所述第二变压模块电性串设在所述电池模块与第一变压模块之间。
4.根据权利要求3所述的在线活化直流电源系统，其特征在于，所述交流电源供电模块包括滤波电路。
5.根据权利要求4所述的在线活化直流电源系统，其特征在于，所述交流电源供电模块包括功率因素较正电路。
6.根据权利要求1所述的在线活化直流电源系统，其特征在于，所述电池活化模块包括脉冲发生器。
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