CN107144796A - 一种回馈式蓄电池组核容放电装置及应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于机械结构领域，更具体地涉及一种回馈式蓄电池组核容放电装置及应用方法；所述核容放电装置包括顺序电连接的蓄电池组、直流斩波模块以及整流逆变模块，所述核容放电装置包括用于对装置进行电流电压监控的监控管理模块，所述监控管理模块与蓄电池组、直流斩波模块、整流逆变模块均电连接，所述核容放电装置设有用于充电的三相电源，所述三相电源与整流逆变模块电连接；所述核容放电装置包括负载，所述负载与蓄电池组、整流逆变模块均电连接。本发明通过设置能量可回馈电网既环保又节能，同时会自动短接核容放电不合格的单体，并对核容放电不合格的蓄电池组组进行就地活化，延长蓄电池组使用寿命，降低维护成本，保证电力系统的安全运行。

Description

一种回馈式蓄电池组核容放电装置及应用方法
技术领域
本发明属于机械结构领域，更具体地涉及一种回馈式蓄电池组核容放电装置应用方法。
背景技术
正常运行的蓄电池组组一般处于浮充电状态，长期浮充电将会使内部物质变化，甚至造成硫化现象，导致蓄电池组的容量、活化等性能下降。
依据电网蓄电池组相关规程规范，运行超过５年的直流蓄电池组组需要每年进行一次核容放电测试，不满５年的直流蓄电池组组需要每２年进行一次核容放电测试，核容放电测试需要以0.1C的电流放电，正常情况下需要放电10个小时，如果当中蓄电池组单体由一个的容量或者电压达到阈值，需要中止放电并短接该单体。一座变电站有两组直流蓄电池组组，每次一组蓄电池组进行核容放电测试至少需要10小时，还需要测试人员随时监控放电情况，当单体容量不达标时需要短接该单体。
现在蓄电池组核容放电采用电阻消耗能量的方式。现在的核容放电多采用电阻耗能式，这种方式不环保也不节能；同时核容放电过程中如果出现单体电压或者单体容量达到不合格阈值时，需要试验人员短接该单体在继续放电，这种方式需要试验人员时时在现场，既耗时又费力。还有些采用离线方式，如此时系统发生故障而一组蓄电池组容量不能满足要求时不能及时投入做核容放电试验的蓄电池组组，将会扩大事故的范围，可能会造成严重的电力事件。并且蓄电池组单体核容不合格可能是单体硫化导体活化性能下降，核容放电仪不具备就地活化的功能。
发明内容
本发明旨在克服上述技术的不足，提供一种回馈式蓄电池组核容放电装置，通过设置可高效地解决目前蓄电池组组核容放电采用的电阻耗能式，这样设置能量回馈电网既环保又节能，同时会自动短接核容放电不合格的单体，并对核容放电不合格的蓄电池组组进行就地活化，延长蓄电池组使用寿命，降低维护成本，保证电力系统的安全运行。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
提供一种回馈式蓄电池组核容放电装置，所述核容放电装置包括顺序电连接的蓄电池组、直流斩波模块以及整流逆变模块，所述核容放电装置包括用于对装置进行电流电压监控的监控管理模块，所述监控管理模块与蓄电池组、直流斩波模块、整流逆变模块均电连接，所述核容放电装置设有用于充电的三相电源，所述三相电源与整流逆变模块电连接；所述核容放电装置包括负载，所述负载与蓄电池组、整流逆变模块均电连接。
本发明一种回馈式蓄电池组核容放电装置，通过设置可高效地解决目前蓄电池组组核容放电采用的电阻耗能式，这样设置能量回馈电网既环保又节能，同时会自动短接核容放电不合格的单体，并对核容放电不合格的蓄电池组组进行就地活化，延长蓄电池组使用寿命，降低维护成本，保证电力系统的安全运行。
优选地，所述核容放电装置包括整流模块，所述整流模块一端与负载电连接、另一端与整流模块电连接。
优选地，所述直流斩波模块包括用于提升电压的升压斩波电路和用于对蓄电池组进行活化的降压斩波电路。
优选地，所述直流斩波模块与蓄电池组之间设有第一控制开关。
优选地，所述整流模块一端与负载之间设有第二控制开关。
优选地，所述蓄电池组与负载之间设有第三控制开关。
优选地，所述整流逆变模块设有三相四开关结构。
具体如下：
直流斩波模块的设置是为了将需要核容放电的蓄电池组通过升压斩波电路达到整流逆变模块所需要的电压值；在检测蓄电池组不合格的时候，能通过直流斩波模块的降压斩波电路对蓄电池组进行就地活化。
其中，整流逆变模块设有三相四开关结构，在蓄电池组核容放电阶段三相四开关结构作为逆变器将蓄电池组存储的电能回馈到电网中，在蓄电池组活化阶段三相四开关结构作为整流器，作为降压斩波电流的电源端。并且所述的整流逆变模块采用三相四开关结构，在能量回馈时三相四开关作为逆变器，在活化蓄电池组时作为整流器，这种结构能节省开关的数量从而减少了投入成本。
另外，监控管理模块的设置是为了实时监控蓄电池组电压、电流；直流斩波模块的电流、电压；整流逆变模块的直流侧电压、并网侧电流、电压等。
其中，所述直流斩波模块包括升压斩波电流和降压斩波电流，升压斩波电路用于能量回馈电网，降压斩波电路用于活化蓄电池组。
另外，所述的监控管理模块能够通过采集蓄电池组电压、电流进行监控；当其中不做核容放电的蓄电池组的电流发生突变时，这种突变电流的大小大于设定的阈值时，监控管理模块能够向直流斩波模块和整流逆变模块发出信息并中止其进程，将核容放电试验的蓄电池组投入直流系统中，实现试验蓄电池组能够快速作为直流电源来提供开关分合闸提供能量，实现在线功能。
其中，所述的监控管理模块通过采集的数据判断蓄电池组每个单体的状态；当单体电压或者单体容量为不合格阈值时，能够短接该单体并继续核容放电。
本发明提供一种根据所述的回馈式蓄电池组核容放电装置的应用方法，，具体步骤如下：
a.首先接好电路；三种不同的情况测试；
b.第一种情况，监控管理模块对蓄电池组监控，通过采集蓄电池组电压、电流进行监控；当不做核容放电的蓄电池组的电流发生突变时，突变电流的大小大于设定的阈值时，监控管理模块向直流斩波模块和整流逆变模块发出信息并中止其进程，将核容放电试验的蓄电池组投入直流系统中，将试验蓄电池组能作为直流电源来提供开关分合闸提供能量，直接作为负载的电源使用；完成测试；
c.第二种情况，监控管理模块对蓄电池组监控，通过采集蓄电池组电压、电流进行监控；当蓄电池组合格时，监控管理模块向直流斩波模块和整流逆变模块发出信息并开始工作，将需要核容放电的蓄电池组通过升压斩波电路达到整流逆变模块3所需要的电压值，然后接入电路给负载供电；完成测试；
d.第三种情况，监控管理模块对蓄电池组监控，通过采集蓄电池组电压、电流进行监控；当蓄电池组不合格时，监控管理模块向直流斩波模块和整流逆变模块发出信息并开始工作，通过三相电源、直流斩波模块和整流逆变模块共同工作，将需要核容放电的蓄电池组通过降压斩波电路进行活化；完成测试。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明设置的蓄电池核容放电回馈电网，采用升压斩波和三相四开关逆变器，实现蓄电池存储能量的回馈；本发明设置的活化功能具有在线活化，并能在核容放电和活化功能下灵活切换；另外本发明能够通过不做试验的一组蓄电池的电流突变量来中止核容放电和在线活化功能，同时投入试验组的蓄电池，保证电网的安全运行。
总体来说，本发明通过设置可高效地解决目前蓄电池组核容放电采用的电阻耗能式，这样设置能量回馈电网既环保又节能，同时会自动短接核容放电不合格的单体，并对核容放电不合格的蓄电池组组进行就地活化，延长蓄电池组使用寿命，降低维护成本，保证电力系统的安全运行。
附图说明
图1 为回馈式蓄电池组核容放电装置的原理示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明专利作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明专利的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明专利实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例
如图1所示为一种回馈式蓄电池组核容放电装置及应用方法的实施例，核容放电装置包括顺序电连接的蓄电池组1、直流斩波模块2以及整流逆变模块3，核容放电装置包括用于对装置进行电流电压监控的监控管理模块4，监控管理模块4与蓄电池组1、直流斩波模块2、整流逆变模块3均电连接，核容放电装置设有用于充电的三相电源5，三相电源5与整流逆变模块3电连接；核容放电装置包括负载，负载与蓄电池组1、整流逆变模块3均电连接。
其中，核容放电装置包括整流模块6，整流模块6一端与负载电连接、另一端与整流模块3电连接。
另外，直流斩波模块2包括用于提升电压的升压斩波电路21和用于对蓄电池组1进行活化的降压斩波电路22。
其中，直流斩波模块2与蓄电池组1之间设有第一控制开关。
另外，整流模块6一端与负载之间设有第二控制开关。
其中，蓄电池组1与负载之间设有第三控制开关。
另外，整流逆变模块3设有三相四开关结构。
本发明具体的原理如下：
直流斩波模块2的设置是为了将需要核容放电的蓄电池组通过升压斩波电路达到整流逆变模块所需要的电压值；在检测蓄电池组不合格的时候，能通过直流斩波模块的降压斩波电路对蓄电池组进行就地活化。
其中，整流逆变模块3设有三相四开关结构，在蓄电池组1核容放电阶段三相四开关结构作为逆变器将蓄电池组存储的电能回馈到电网中，在蓄电池组活化阶段三相四开关结构作为整流器，作为降压斩波电流的电源端。并且整流逆变模块采用三相四开关结构，在能量回馈时三相四开关作为逆变器，在活化蓄电池组时作为整流器，这种结构能节省开关的数量从而减少了投入成本。
另外，监控管理模块4的设置是为了实时监控蓄电池组电压、电流；直流斩波模块的电流、电压；整流逆变模块的直流侧电压、并网侧电流、电压等。
其中，直流斩波模块2包括升压斩波电流和降压斩波电流，升压斩波电路用于能量回馈电网，降压斩波电路用于活化蓄电池组。
另外，监控管理模块4能够通过采集蓄电池组电压、电流进行监控；当其中不做核容放电的蓄电池组的电流发生突变时，这种突变电流的大小大于设定的阈值时，监控管理模块能够向直流斩波模块和整流逆变模块发出信息并中止其进程，将核容放电试验的蓄电池组1投入直流系统中，实现试验蓄电池组1能够快速作为直流电源来提供开关分合闸提供能量，实现在线功能。
其中，监控管理模块4通过采集的数据判断蓄电池组每个单体的状态；当单体电压或者单体容量为不合格阈值时，能够短接该单体并继续核容放电。
本发明提供一种根据所述的回馈式蓄电池组核容放电装置的应用方法，，具体步骤如下：
a.首先接好电路；三种不同的情况测试；
b.第一种情况，监控管理模块4对蓄电池组1监控，通过采集蓄电池组1电压、电流进行监控；当不做核容放电的蓄电池组的电流发生突变时，突变电流的大小大于设定的阈值时，监控管理模块4向直流斩波模块2和整流逆变模块3发出信息并中止其进程，将核容放电试验的蓄电池组1投入直流系统中，将试验蓄电池组1能作为直流电源来提供开关分合闸提供能量，直接作为负载的电源使用；完成测试；
c.第二种情况，监控管理模块4对蓄电池组1监控，通过采集蓄电池组1电压、电流进行监控；当蓄电池组1合格时，监控管理模块4向直流斩波模块2和整流逆变模块3发出信息并开始工作，将需要核容放电的蓄电池组1通过升压斩波电路达到整流逆变模块3所需要的电压值，然后接入电路给负载供电；完成测试；
d.第三种情况，监控管理模块4对蓄电池组1监控，通过采集蓄电池组1电压、电流进行监控；当蓄电池组1不合格时，监控管理模块4向直流斩波模块2和整流逆变模块3发出信息并开始工作，通过三相电源5、直流斩波模块2和整流逆变模块3共同工作，将需要核容放电的蓄电池组1通过降压斩波电路进行活化；完成测试。
显然，本发明专利的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明专利所作的举例，而并非是对本发明专利的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种回馈式蓄电池组核容放电装置，其特征在于，所述核容放电装置包括顺序电连接的蓄电池组（1）、直流斩波模块（2）以及整流逆变模块（3），所述核容放电装置包括用于对装置进行电流电压监控的监控管理模块（4），所述监控管理模块（4）与蓄电池组（1）、直流斩波模块（2）、整流逆变模块（3）均电连接，所述核容放电装置设有用于充电的三相电源（5），所述三相电源（5）与整流逆变模块（3）电连接；所述核容放电装置包括负载，所述负载与蓄电池组（1）、整流逆变模块（3）均电连接。
2.根据权利要求1所述的回馈式蓄电池组核容放电装置，其特征在于，所述核容放电装置包括整流模块（6），所述整流模块（6）一端与负载电连接、另一端与整流模块（3）电连接。
3.根据权利要求2所述的回馈式蓄电池组核容放电装置，其特征在于，所述直流斩波模块（2）包括用于提升电压的升压斩波电路（21）和用于对蓄电池组（1）进行活化的降压斩波电路（22）。
4.根据权利要求1至3任一项所述的回馈式蓄电池组核容放电装置，其特征在于，所述直流斩波模块（2）与蓄电池组（1）之间设有第一控制开关。
5.根据权利要求1至3任一项所述的回馈式蓄电池组核容放电装置，其特征在于，所述整流模块（6）一端与负载之间设有第二控制开关。
6.根据权利要求1至3任一项所述的回馈式蓄电池组核容放电装置，其特征在于，所述蓄电池组（1）与负载之间设有第三控制开关。
7.根据权利要求1所述的回馈式蓄电池组核容放电装置，其特征在于，所述整流逆变模块（3）设有三相四开关结构。
8.一种根据权利要求2所述的回馈式蓄电池组核容放电装置的应用方法，其特征在于，具体步骤如下：
a.首先接好电路；三种不同的情况测试；
b.第一种情况，监控管理模块（4）对蓄电池组（1）进行监控，通过采集蓄电池组（1）电压、电流进行监控；当其中不做核容放电的蓄电池组的电流发生突变时，突变电流的大小大于设定的阈值时，监控管理模块（4）向直流斩波模块（2）和整流逆变模块（3）发出信息并中止其进程，将核容放电试验的蓄电池组（1）投入直流系统中，将试验蓄电池组（1）能作为直流电源来提供开关分合闸提供能量，直接作为负载的电源使用；完成测试；
c.第二种情况，监控管理模块（4）对蓄电池组（1）进行监控，通过采集蓄电池组（1）电压、电流进行监控；当蓄电池组（1）合格时，监控管理模块（4）向直流斩波模块（2）和整流逆变模块（3）发出信息并开始工作，将需要核容放电的蓄电池组（1）通过升压斩波电路达到整流逆变模块（3）所需要的电压值，然后接入电路给负载供电；完成测试；
d.第三种情况，监控管理模块（4）对蓄电池组（1）进行监控，通过采集蓄电池组（1）电压、电流进行监控；当蓄电池组（1）不合格时，监控管理模块（4）向直流斩波模块（2）和整流逆变模块（3）发出信息并开始工作，通过三相电源（5）、直流斩波模块（2）和整流逆变模块（3）共同工作，将需要核容放电的蓄电池组（1）通过降压斩波电路进行活化；完成测试。
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