CN104571058A - 蓄电池远程在线智能监测监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蓄电池远程在线智能监测监控系统，该监测监控系统与中心管理服务器通信；所述监测监控系统其组成包括蓄电池参数在线智能监控主机、电池电压采集模块、电池电流采集模块、电池温度采集模块、放电单元、通讯接口模块；电池电压采集模块、电池电流采集模块、电池温度采集模块与蓄电池参数在线智能监控主机连接；蓄电池参数在线智能监控主机与放电单元、通讯接口模块连接。发明适用于各种蓄电池的性能监测，是直流系统不可缺省的保障设备;通过网络通讯功能，经远程服务器可对各变电站的蓄电池实现在线监测，进行实时监控与数据管理，实现遥测、遥信、遥控，使蓄电池得以及时的维护，保证直流系统的安全运行，提高供电系统的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种蓄电池监控系统，尤其是一种蓄电池远程在线智能监测监控系统。
背景技术
无论在变电站、发电厂、UPS电源系统还是通信机站等供电系统中，都以蓄电池作为备用电源。平时蓄电池组处于浮充电备用状态，而在交流失电或其他事故状态下，蓄电池是负荷的唯一能量供给者，一旦蓄电池出现问题，供电系统将面临瘫痪，设备停运及其他重大运行事故，所以对蓄电池性能状态进行实时监控是十分重要的。
随着社会的进步和信息化、自动化程度的不断提高，人们对电力行业的依赖程度进一步加深，对电网系统的可靠性提出了更高的要求。无论在发电企业、供电系统中，蓄电池作为备用电源在系统中起着极其重要的作用。不仅是发电机组正常启动的有力保证，也是通信网的安全运行的保证。平时蓄电池处于浮充电备用状态，由交流市电经整流设备变换成直流向负荷供电，而在交流电失电或其它事故状态下，蓄电池是负荷的唯一能源供给者，一旦出现问题，供电系统将面临瘫痪，造成设备停运及其它重大运行事故。
随着铅酸蓄电池技术的发展，原有的固定式隔酸防爆型铅酸电池逐渐淘汰，取而代之的是新型的全密封阀控式铅酸蓄电池（俗称“免维护”铅酸蓄电池）。虽然阀控式铅酸蓄电池的有众多的优点（如：大电流特性好、自放电小、性能稳定、无冒酸、干净安全），然而，近几年来的使用情况表明阀控式铅酸蓄电池并没有实现真正的免维护，由于受其质量、性能或使用不当（缺乏正确的维护）等原因，造成电池早期失效现象常有发生，有些只用了2至3年就失效了，远远短于预期寿命，严重影响了系统的安全运行。由于阀控式铅酸蓄电池特殊的阀控式密封结构，使得我们无法准确掌握蓄电池的健康状况，阀控式铅酸蓄电池“免维护”的这一优点，成为电池运行管理中的缺点和难点。原来采用的固定式隔酸防爆型铅酸电池运行维护方法（如看极板有无弯曲、腐蚀、脱落，测量硫酸密度，看液面高度，添加电解液等），已不适用阀控式铅酸蓄电池，所以在提高电池性能，减少维护工作量的同时，如何快捷有效地检测出早期失效电池并预测蓄电池性能变化趋势已成为电池运行管理的新课题，尤其对无人值守站更显重要。为了使通信网的安全运行以及整个电网的安全稳定运行，我们有必要对阀控式蓄电池进行有效的检测和活化维护，确保公司直流系统正常运行。
蓄电池传统的测试法及缺陷：蓄电池维护现状：目前，蓄电池维护主要是定期检测每一节蓄电池电压和电池组端电压。包括：第一、1个月对单节电池的电压和电池组的组端电压进行一次测量，检查有没有严重落后的蓄电池；第二、1个季度测试一次蓄电池的内阻，检查是否有内阻值严重偏大的蓄电池；第三、2年一次核对性放电测试电池组的实际容量。传统蓄电池检测维护手段存在的缺陷：三种检测方法属于传统的蓄电池检测维护手段，存在众多的缺陷，如：人工测量精度差、易受人为因素影响、实时性（尤其是在放电过程中）和连续性差等。通过测量电池的浮充电压检测电池状态，可测出电池开路、短路、严重损坏电池。如：浮充电压严重偏高，可能是电解液干涸；栅板严重硫化，导致内阻增大引起；浮充电压严重偏低，可能是电池长期欠，充或正极板腐蚀等。不能判断蓄电池的实际容量和当前的性能状态。而内阻（或电导）法虽然快速简便，易于发现失效电池，对了解电池性能变化具有重要参考意义，但需建立新电池原始数据用于比对。电池内阻的与电池容量之间无一一对应关系，且测试操作容易产生测试误差和容易受干扰。因而，不能根据蓄电池的内阻或电导值去推断电池容量和使用寿命。核对性放电测试虽然可以找出部分落后电池，但一般两年一次，无法在测试前发现落后电池，也无法保证测试后的两年内不出现故障，且工作量很大。
通过对传统的检测维护手段的综合分析比较，发现传统的检测维护手段不但缺少信息的来源，更没有专业的综合分析手段，即无法及时发现已发生的故障和存在的隐患，给生产和安全带来严重威胁。另外，没有在线的监测的情况下，必须依靠人工对电池进行电压和内阻的测试，不但工作量很大，而且容易产生误差，并可能 因人为误操作带来风险，有些点的测试非常困难，数据的分析也会因人而异，无法做到准确的判断。鉴于阀控式蓄电池的作用愈趋重要，是整个电网和通信网的安全运行的保证。另外，相应的检测技术条件和网络技术条件愈趋成熟，对阀控电池的测试研究已经很多，如内阻、电压分析等，为实现在线监测提供了各种手段。
研究和数据统计表明：①蓄电池的早期损坏大部分是由于过充造成的，通过对蓄电池的原理的理解和充电过程的实时监测记录也可以得到证实，因此浮充充电、补充充电和均衡充电的数据对判断蓄电池的性能具有很高的参考价值，而这些单靠传统的检测维护手段是难以实现的；②蓄电池的失效具有一定的“隐蔽性”，如：极板腐蚀、连接条松动等很难在浮充运行或小电流的核对性放电测试过程中发现，而通过直流内阻测试的瞬间大电流的放电（类似于电磁合闸机构的合闸过程）就可以发现这些隐患。因此，如何从繁重的劳动中解脱出来，并且通过对蓄电池的多种检测手段的综合运用并通过专业的统计分析方法，真正掌握蓄电池的性能就成了亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，在此提供一种蓄电池远程在线智能监测监控系统；本系统采用嵌入式单片机控制，稳定性极高，精确可靠，操作灵活简便，在线智能监测每节电池的电压、电池组端电压、充放电电流和温度，动态放电测试电池内阻及负载能力，静态放电测试电池容量，综合测量判定电池性能及其变化趋势，对失效电池予以显示和报警，并对电池进行有效的活化维护。本系统通过网络通讯功能，经远程服务器可对各变电站的蓄电池实现在线监测，进行实时监控与数据管理，实现遥测、遥信、遥控，使蓄电池得以及时的维护，保证直流系统的安全运行，提高供电系统的可靠性。
本发明在此构造一种蓄电池远程在线智能监测监控系统，该监测监控系统与中心管理服务器通信；其特征在于：所述监测监控系统其组成包括蓄电池参数在线智能监控主机、电池电压采集模块、电池电流采集模块、电池温度采集模块、放电单元、通讯接口模块；电池电压采集模块、电池电流采集模块、电池温度采集模块与蓄电池参数在线智能监控主机连接； 蓄电池参数在线智能监控主机与放电单元、通讯接口模块连接。
本发明所述的蓄电池远程在线智能监测监控系统，适用于各种蓄电池的性能监测，是直流系统不可缺省的保障设备；本系统采用嵌入式单片机控制，稳定性极高，精确可靠，操作灵活简便，在线智能监测每节电池的电压、电池组端电压、充放电电流和温度，动态放电测试电池内阻及负载能力，静态放电测试电池容量，综合测量判定电池性能及其变化趋势，对失效电池予以显示和报警，并对电池进行有效的活化维护。本系统通过网络通讯功能，经远程服务器可对各变电站的蓄电池实现在线监测，进行实时监控与数据管理，实现遥测、遥信、遥控，使蓄电池得以及时的维护，保证直流系统的安全运行，提高供电系统的可靠性。
根据本发明所述的一种蓄电池远程在线智能监测监控系统，其特征在于：监控方式如下：由电池电压采集单元、电池电流采集单元、电池温度采集单元、放电单元等将其采集的信息输入蓄电池远程在线智能监测监控主机进行简单处理，处理后的数据通过通讯接口单元、网络协议传送到中心管理服务器，由服务器电池的多项测量结果进行综合分析，准确判别电池性能，并可查询电池的实时运行状态及历史数据，包括各项参数、曲线，并生成报表。
本发明的优点在于：本系统是集电池测量技术、电子技术、计算机控制技术等多项技术的综合成果。具有如下特点：
1)系统组成：蓄电池参数在线智能监控主机、电池电压采集单元、电池电流采集单元、电池温度采集单元、放电单元、通讯接口单元、网络协议传送单元、中心管理服务器单元。本系统采用嵌入式单片机控制，稳定性极高，精确可靠，操作灵活简便，在线智能监测每节电池的电压、电池组端电压、充放电电流和温度，动态放电测试电池内阻及负载能力，静态放电测试电池容量，综合测量判定电池性能及其变化趋势，对失效电池予以显示和报警，并对电池进行有效的活化维护。本系统通过网络通讯功能，经远程服务器可对各变电站的蓄电池实现在线监测，进行实时监控与数据管理，实现遥测、遥信、遥控，使蓄电池得以及时的维护，保证直流系统的安全运行，提高供电系统的可靠性。
2)在线智能监测单体电池电压、电池组端电压、充放电电流和电池温度，电池数据采集快速准确，可记录电池充放电过程每一瞬间的变化，保证对电池的准确判别。
3)动态放电瞬间测量每一单体电池内阻及负载能力，快速判别电池性能。
4)静态放电（核对性放电）测量电池组容量，放电过程各项参数、曲线全程显示。
5)放电保护：出现单体电池电压低于设定值，放电时间、容量到达设定值，交流失电等情况之一，设备自动停止放电。
6)多种故障报警功能：电压超限、温度超限、电压均差值超限等，报警阀值自由设定。
7)自动存储报警信息及动态放电、静态放电数据。
8) 系统具有自检功能，当系统出现故障时，系统及时发出故障信号报警提示，不影响直流系统的正常运行，保证系统的可靠性。。
9) 模块化设计，组合模式灵活，可满足对任意数量电池监控的要求。
10) 设备安装、调试、维护简便，各采集模块前后采用隔离技术，安全、可靠。
11) 配备完善的计算机管理及强大的数据处理功能，对电池的多项测量结果进行综合分析，准确判别电池性能，并可查询电池的实时运行状态及历史数据，包括各项参数、曲线，并生成报表。
附图说明
图1是系统流程图
图2是系统结构框图。
具体实施方式
下面将结合附图1-2对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种蓄电池远程在线智能监测监控系统，该监测监控系统与中心管理服务器通信；所述监测监控系统其组成包括蓄电池参数在线智能监控主机1、电池电压采集模块2、电池电流采集模块3、电池温度采集模块4、放电单元5、通讯接口模块6；电池电压采集模块2、电池电流采集模块3、电池温度采集模块4与蓄电池参数在线智能监控主机1连接； 蓄电池参数在线智能监控主机1与放电单元5、通讯接口模块6连接。
本发明可以达到如下目的：
1）、在线智能监测单体电池电压、电池组端电压、充放电电流和电池温度，电池数据采集快速准确，可记录电池充放电过程每一瞬间的变化，保证对电池的准确判别。
2）、动态放电瞬间测量每一单体电池内阻及负载能力，快速判别电池性能。
3）、多种故障报警功能：电压超限、温度超限、电压均差值超限等，报警阀值自由设定。
4）、对电池的多项测量结果进行综合分析，准确判别电池性能，并可查询电池的实时运行状态及历史数据，包括各项参数、曲线，并生成报表。
蓄电池远程在线智能监测监控系统；监测监控方式如下：由电池电压采集单元、电池电流采集单元、电池温度采集单元、放电单元等将其采集的信息输入蓄电池远程在线智能监测监控主机进行简单处理，处理后的数据通过通讯接口单元、网络协议传送到中心管理服务器，由服务器电池的多项测量结果进行综合分析，准确判别电池性能，并可查询电池的实时运行状态及历史数据，包括各项参数、曲线，并生成报表。
本发明所述的蓄电池远程在线智能监测监控系统其特殊之处在于：
1)蓄电池参数在线智能监控主机、电池电压采集单元、电池电流采集单元、电池温度采集单元、放电单元、通讯接口单元、网络协议传送单元、中心管理服务器单元完美整合。
2)在线智能监测单体电池电压、电池组端电压、充放电电流和电池温度，电池数据采集快速准确，可记录电池充放电过程每一瞬间的变化，保证对电池的准确判别。
3)动态放电瞬间测量每一单体电池内阻及负载能力，快速判别电池性能。
4)静态放电（核对性放电）测量电池组容量，放电过程各项参数、曲线全程显示。
5)放电保护：出现单体电池电压低于设定值，放电时间、容量到达设定值，交流失电等情况之一，设备自动停止放电。
6)多种故障报警功能：电压超限、温度超限、电压均差值超限等，报警阀值自由设定。
7)自动存储报警信息及动态放电、静态放电数据。
8) 系统具有自检功能，当系统出现故障时，系统及时发出故障信号报警提示，不影响直流系统的正常运行，保证系统的可靠性。
9) 模块化设计，组合模式灵活，可满足对任意数量电池监控的要求。
10) 设备安装、调试、维护简便，各采集模块前后采用隔离技术，安全、可靠。
11) 配备完善的计算机管理及强大的数据处理功能，对电池的多项测量结果进行综合分析，准确判别电池性能，并可查询电池的实时运行状态及历史数据，包括各项参数、曲线，并生成报表。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (2)
1. 一种蓄电池远程在线智能监测监控系统，该监测监控系统与中心管理服务器通信；其特征在于：所述监测监控系统其组成包括蓄电池参数在线智能监控主机（1）、电池电压采集模块（2）、电池电流采集模块（3）、电池温度采集模块（4）、放电单元（5）、通讯接口模块（6）；电池电压采集模块（2）、电池电流采集模块（3）、电池温度采集模块（4）与蓄电池参数在线智能监控主机（1）连接； 蓄电池参数在线智能监控主机（1）与放电单元（5）、通讯接口模块（6）连接。
2.根据权利要求1所述的一种蓄电池远程在线智能监测监控系统，其特征在于：监控方式如下：
由电池电压采集单元、电池电流采集单元、电池温度采集单元、放电单元等将其采集的信息输入蓄电池远程在线智能监测监控主机进行简单处理，处理后的数据通过通讯接口单元、网络协议传送到中心管理服务器，由服务器电池的多项测量结果进行综合分析，准确判别电池性能，并可查询电池的实时运行状态及历史数据，包括各项参数、曲线，并生成报表。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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