CN108957343A - 一种在线蓄电池检测维护时段风险评估方法与判定系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在线蓄电池检测维护时段风险评估方法与判定系统，包括如下步骤：S0开始；S1接收控制室发来的指令；S2开始T₁计时；S3采集风险因素的值W_i；S4计算综合风险指数R；S5判断R是否＞R₀：如果R>R₀，执行步骤S61，如果R≤R₀，执行步骤S62；S61判断T₁是否>T_out，如果T₁＜T_out，等待T_wait后，跳至步骤S3；如果T₁≥T_out，跳至步骤S7；S62执行蓄电池的检测与维护工作；S7向控制室反馈进展；S8结束。在收到蓄电池检测与维护指令后，本方法在规定的时间内循环检查电网的运行情况，寻找电网低风险运行时段，确保了对蓄电池的检测与维护工作是在电网低风险时期进行，提高了电网的安全系数，而且自动循环检测，无需人员跟踪，降低了工作人员的劳动强度。

Description

一种在线蓄电池检测维护时段风险评估方法与判定系统

技术领域

本发明涉及蓄电池检测维护领域，尤其是涉及一种在线蓄电池检测维护时段风险评估方法与判定系统。

背景技术

目前，在电力配网自动化系统中大量设置有后备电池、UPS以及不间断供电的设备中，冗余电源设计是一种常见的电源设计方式，它是指系统将蓄电池与电源线路并联连接到负载电路上，在电源线路正常的情况下，由电源线路为负载电路供电，并一直为蓄电池充电使其维持在容量饱和状态；在电源线路中断的情况下，则切换为蓄电池供电，蓄电池只有在电源线路中断的情况下才作为后备电源使用，为了确保蓄电池能正常工作，有必要检测其健康状态，避免出现在电源线路中断后蓄电池无法正常工作的情况。

现有技术对蓄电池的检测方法，一般包括内阻测试和活化处理，现有技术对电池内阻的测试已经可以在几秒至几分钟内完成，且对电池存储电量影响微乎其微；但对电池的活化处理需要让电池进行充分的放电再充电，操作上一般是人为切断蓄电池的充电电路，使用蓄电池对系统进行供电或者设设置专门的放电负载，直至蓄电池电量得到充分释放后，再重新接回充电回路进行充电，此过程往往需要持续几个小时。

同时，随着电力配电网自动化程度的提高，现有技术在执行蓄电池的远程在线检测时，往往是在设定好的时间自动执行(比如每月5号早上8点自动执行蓄电池测试与维护)，这样的固定时间进行蓄电池测试的设置方法，没有考虑电网的当时的运行状态，如果在执行蓄电池活化的过程中，当蓄电池放电到极限，刚要切换回充电回路进行充电时碰上电网断电，由于此时蓄电池刚刚进行了充分的放电，其内部实际存储的电量处于最小值，此时蓄电池就难以担负起备用电源的责任，给电网的安全运行造成巨大隐患。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是：如何判断并选择在电网运行风险低的时段进行蓄电池的在线检测与维护工作，为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种在线蓄电池检测维护时段风险评估方法，具体步骤如下：

S0：开始；

S1：接收控制室发来的指令，该指令若为执行检测与维护蓄电池的指令，则指令中包含具体的蓄电池维护项目，可接受最高综合风险指数R₀，超时时间T_out；

S2：开始T₁计时，T₁将用于记录从收到指令到任务结束的总耗时时间；

S3：采集风险因素的值W_i，采集影响当前电网运行的各风险因素的值W_i；

进一步的，步骤S3中采集的W_i至少包含电网电流、空气相对湿度；

S4：计算综合风险指数R，首先根据不同的W_i分别计算出各自的子风险指数R_i，然后综合考虑各子风险指数R_i的值，计算获得当前电网的综合风险指数R；

进一步的，子风险指数R_i按如下公式计算：

其中W_now为风险因素的当前值，W_max，W_min分别为风险因素在本电网中可取的最大数值和最小数值，G为可调系数，G≠0；

综合风险指数R按如下公式计算：

其中，

K_i为权重系数，K_i>0，且∑K_i＝1，R_i为与W_i对应的风险因素的子风险指数；

S5：判断R是否＞R₀，对步骤S4中得到的综合风险指数R与最高可接受综合风险指数R₀进行比较：

如果R>R₀，则当前电网运行风险高，不适合进行蓄电池的检测与维护工作，执行步骤S61；

如果R≤R₀，则当前电网运行风险低，可以执行蓄电池的相关检测与维护工作，执行步骤S62；

S61：判断T₁是否超过T_out，如果T₁＜T_out，设置等待时间T_wait，等待T_wait时间后，跳至步骤S3；如果T₁≥T_out，则意味着在一个T_out周期内，未能寻到合适的时段进行蓄电池的维护工作，任务执行失败，跳至步骤S7；

S62：执行蓄电池的检测与维护工作，蓄电池检测维护执行功能由蓄电池检测仪实施；

S7，向控制室反馈任务进展，停止T₁计时并记录当前T₁的值，然后将任务执行情况及总耗时T₁反馈给控制室；

S8，结束。

进一步的，在步骤S2之后，步骤S3之前还有步骤S_low，根据电网历史运行数据确定本电网的用电低谷时段，然后直到电网进入用电低谷时段后，再继续执行步骤S3，可以进一步的提高本方法的工作效率和可靠性。

本发明的有益效果是：当控制室发送执行蓄电池检测与维护工作的命令后，所述在线蓄电池检测维护时段风险评估方法会在规定的时间(T_out)内按照一定周期(T_wait)循环检查电网的运行情况，寻找最适合进行蓄电池检测与维护的低风险时段，确保了对蓄电池的检测与维护工作是在电网低风险时期进行，提高了电网的安全系数。

本发明还公开了一种在线蓄电池检测维护时段判定系统，包括通讯模块，主控制模块，计时模块，采集模块，风险指数计算模块，评估模块，超时裁判模块，执行模块，反馈模块，具体的：

通讯模块，用于跟控制室通讯；

主控制模块，用于协调各模块协作工作；

计时模块，用于计时；

采集模块，用于采集影响当前电网运行的各风险因素的值W_i；

进一步的，采集模块至少包含电流传感器和空气湿度传感器；

风险指数计算模块，用于计算综合风险指数R，首先根据不同的W_i分别计算出各自的子风险指数R_i，然后综合考虑各子风险指数R_i的值，计算获得当前电网的综合风险指数R；

子风险指数R_i按如下公式计算：

其中W_now为风险因素的当前值，W_max，W_min分别为风险因素在本电网中可取的最大数值和最小数值，G为可调系数，G≠0

综合风险指数R按如下公式计算：

其中，

K_i为权重系数，K_i>0，且∑K_i＝1，R_i为与W_i对应的风险因素的子风险指数；

评估模块，用于判断R是否＞R₀，其中R₀为最高可接受综合风险指数：

如果R>R₀，则当前电网运行风险高，不适合进行蓄电池的检测与维护工作，调用超时裁判模块；

如果R≤R₀，则当前电网运行风险低，可以执行蓄电池的相关检测与维护工作，调用执行模块；

超时裁判模块，用于判断T₁是否超过T_out，其中T_out是超时时间，如果T₁＜T_out，等待T_wait后，重新依次调用采集模块，风险指数计算模块和评估模块，再次对电网运行状态进行评估；如果T₁≥T_out，则意味着在一个T_out周期内，未能寻到合适的时段进行蓄电池的维护工作，任务执行失败，调用反馈模块；

执行模块，用于执行蓄电池的检测与维护工作，执行模块可以为蓄电池检测仪；

反馈模块，用于向控制室反馈任务进展，当系统调用此模块时，停止计时模块中T₁的计时并记录当前T₁的值，然后将任务执行情况及总耗时T₁经通讯模块反馈给控制室；

进一步的，所述一种在线蓄电池检测维护时段判定系统还有历史数据统计模块，历史数据统计模块可以对电网历史数据进行分析，从而使系统仅在用电低谷时间段进行风险计算与评估，使得工作效率更高。

采用上述技术方案的有益效果是，本系统使用简单便捷，在需要执行蓄电池检测与维护工作，尤其是需要进行蓄电池的活化处理时，无需人工选择时段，所述在线蓄电池检测维护时段判定系统会自动选择最安全的维护时段进行蓄电池的在线维护，确保了电网的安全，另一方面，由于这样的时段一般处于后半夜用电低谷时段，且本系统会自动执行相关维护工作，无需人员值守，降低了维护人员的工作强度。

附图说明

图1是本发明一种在线蓄电池检测维护时段风险评估方法的流程图。

图2是本发明一种在线蓄电池检测维护时段判定系统的原理框图。在附图2中，各标号所表示的部件名称列表如下：

100-控制室

1-通讯模块

2-主控制模块

3-计时模块

4-采集模块

5-风险指数计算模块

6-评估模块

7-执行模块

8-超时裁判模块

9-反馈模块

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步的解释，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

请参照图1所示，其为本发明的一种在线蓄电池检测维护时段风险评估方法的流程图。

一种在线蓄电池检测维护时段风险评估方法的步骤如下：

S0：开始

S1：接收控制室发来的指令，若该指令为执行蓄电池检测与维护，则该指令中包含具体的测试项目，可接受最高综合风险指数R₀，超时时间T_out，具体的测试项目如测试内阻，活化等具体的蓄电池维护项目，本实施例中设测试项目为活化处理，并设R₀＝7，T_out＝24h；

S2：开始T₁计时，T₁将用于记录从收到指令到任务结束的总耗时时间；

S3：采集风险因素的值W_i，采集影响当前电网运行的各风险因素的值W_i；本实施例中共取四个风险因素，分别为W₁：电流，W₂：温度，W₃：风速，W₄：空气相对湿度；电流可以用来判断当前电网负荷率，空气相对湿度可以用来判断是否雨雾天。

S4：计算综合风险指数R，首先根据不同的W_i分别计算出各自的子风险指数R_i，然后综合考虑各子风险指数的值，计算获得当前电网的综合风险指数R；

子风险指数R_i按如下公式计算：

其中W_now为风险因素的当前值，W_max，W_min分别为风险因素在本电网中可取的最大数值和最小数值，G为可调系数，G≠0；

综合风险指数R按如下公式计算：

其中，K_i为权重系数，K_i>0，且∑K_i＝1，R_i为与W_i对应的风险因素的子风险指数，

本实施例中，统一设各W_min＝0，G＝0.5，Ki＝0.25：

Q1：步骤S3中测的电流W₁＝0.8×W_1max，温度W₂＝0.7×W_2max，风速W₃＝0.5×W_3max，空气相对湿度W₄＝0.9×W_4max计算可得R₁＝9.95，R₂＝6.64，R₃＝3.99，R4＝19.8，R＝10.09；

Q2：步骤S3中测的电流W₁＝0.9×W_1max，温度W₂＝0.4×W_2max，风速W₃＝0.3×W_3max，空气相对湿度W₄＝0.5×W_4max计算可得R₁＝19.8，R₂＝3.33，R₃＝2.85，R₄＝3.99，R＝7.49；

Q3：步骤S3中测的电流W₁＝0.8×W_1max，温度W₂＝0.7×W_2max，风速W₃＝0.9×W_3max，空气相对湿度W₄＝0.8×W_4max计算可得R₁＝9.95，R₂＝6.64，R₃＝19.8，R₄＝9.95，R＝11.58；

Q4：步骤S3中测的电流W₁＝0.7×W_1max，温度W₂＝0.7×W_2max，风速W₃＝0.7×W_3max，空气相对湿度W₄＝0.7×W_4max计算可得R₁＝6.64，R₂＝6.64，R₃＝6.64，R₄＝6.64，R＝6.64；

S5：判断R是否＞R₀，对步骤S4中得到的综合风险指数R与控制室指定的最高可接受综合风险指数R₀进行比较：

如果R>R₀，则当前电网运行风险高，不适合进行蓄电池的检测与维护工作，执行步骤S61；

如果R≤R₀，则当前电网运行风险低，可以执行蓄电池的相关检测与维护工作，执行步骤S62；

步骤S4中的Q1：R＝10.09>R₀＝7，则执行步骤S61,本情况下空气相对湿度达到90％，很可能处于雨雾天气，故风险较高，不适合在此情况下执行蓄电池的检测与维护；

步骤S4中的Q2：R＝7.49>R₀＝7，则执行步骤S61，本情况下电网电流值接近设计最大值，相当于电网接近满负荷运行，故风险较高，不适合在此情况下执行蓄电池的检测与维护；

步骤S4中的Q3：R＝11.58>R₀＝7，则执行步骤S61；本情况下风速接近设计允许的最大风速，相当于电网在台风天气运行，故风险较高，不适合在此情况下执行蓄电池的检测与维护；

步骤S4中的Q4：R＝6.64<R₀＝7，则执行步骤S62；本情况下，电网运行于处于低风险时段。

S61：判断T₁是否超过T_out，如果T₁＜T_out，等待T_wait后，跳至步骤S3；如果T₁≥T_out，则意味着在一个T_out周期内，未能寻到合适的时段进行蓄电池的维护工作，任务执行失败，跳至步骤S7；

本实施例中，T_out＝24小时，如果T₁<T_out，则设置等待时间T_wait＝1小时，则系统会每隔1小时，重新检查电网的运行状况，如果连续23次检测电网都处于高风险运行，则在执行第24次检测时，会得到T₁>T_out，本次任务执行失败，跳至步骤S7。

S62：执行蓄电池的检测与维护工作，本例中，蓄电池检测维护由蓄电池检测仪执行；

S7，向控制室反馈任务进展，停止T₁计时并记录当前T₁的值，然后将任务执行情况及总耗时T₁反馈给控制室；

S8，结束。

本发明还公开了一种在线蓄电池检测维护时段判定系统。

请参照图2所示，一种在线蓄电池检测维护时段判定系统包括：通讯模块1，主控制模块2，计时模块3，采集模块4，风险指数计算模块5，评估模块6，执行模块7，超时裁判模块8，反馈模块9，具体的：

通讯模块1，用于跟控制室100通讯，接收其发来的检测与维护蓄电池的指令，及向控制室100反馈工作情况；控制室100发来的检测与维护蓄电池的指令中包含具体的蓄电池维护项目，可接受最高综合风险指数R₀，超时时间T_out，本实施例中设R₀＝7，T_out＝24h；

主控制模块2用于协调各个模块协同作业；

计时模块3，用于计时记录任务耗时时间；

采集模块4，用于采集风险因素的值W_i，采集影响当前电网运行的各风险因素的值W_i；本实施例中共取四个风险因素，分别为W₁：电流，W₂：温度，W₃：风速；W₄：空气相对湿度

风险指数计算模块5，用于计算综合风险指数R，首先根据不同的W_i分别计算出各自的子风险指数R_i，然后综合考虑各子风险指数R_i的值，计算获得当前电网的综合风险指数R；

子风险指数R_i按如下公式计算：

其中W_now为风险因素的当前值，W_max，W_min分别为风险因素在本电网中可取的最大数值和最小数值，G为可调系数，G≠0

综合风险指数R按如下公式计算：

其中，K_i为权重系数，K_i>0，且∑K_i＝1，R_i为与W_i对应的风险因素的子风险指数，

本实施例中，统一设各W_min＝0，G＝0.5，K_i＝0.25

Q1：采集模块3中采集的电流W₁＝0.8×W_1max，温度W₂＝0.7×W_2max，风速W₃＝0.5×W_3max，空气相对湿度W₄＝0.9×W_4max计算可得R₁＝9.95，R₂＝6.64，R₃＝3.99，R4＝19.8，R＝10.09；

Q2：采集模块3中采集的电流W₁＝0.9×W_1max，温度W₂＝0.4×W_2max，风速W₃＝0.3×W_3max，空气相对湿度W₄＝0.5×W_4max计算可得R₁＝19.8，R₂＝3.33，R₃＝2.85，R₄＝3.99，R＝7.49；

Q3：采集模块3中采集的电流W₁＝0.8×W_1max，温度W₂＝0.7×W_2max，风速W₃＝0.9×W_3max，空气相对湿度W₄＝0.8×W_4max计算可得R₁＝9.95，R₂＝6.64，R₃＝19.8，R₄＝9.95，R＝11.58；

Q4：采集模块3中采集的电流W₁＝0.7×W_1max，温度W₂＝0.7×W_2max，风速W₃＝0.7×W_3max，空气相对湿度W₄＝0.7×W_4max计算可得R₁＝6.64，R₂＝6.64，R₃＝6.64，R₄＝6.64，R＝6.64；

评估模块6，用于判断R是否＞R₀，对风险指数计算模块5计算得到的综合风险指数R与控制室100指定的最高可接受综合风险指数R₀进行比较：

如果R>R₀，则当前电网运行风险高，不适合进行蓄电池的检测与维护工作，调用超时裁判模块8；

如果R≤R₀，则当前电网运行风险低，可以执行蓄电池的相关检测与维护工作，调用执行模块7；

本实施例中，针对Q1：R＝10.09>R₀＝7，则调用执行模块7，本情况下空气相对湿度达到90％，很可能处于雨雾天气，故风险较高，不适合在此情况下执行蓄电池的检测与维护；

本实施例中，针对Q2：R＝7.49>R₀＝7，则调用超时裁判模块8，本情况下电网电流值接近设计最大值，相当于电网接近满负荷运行，故风险较高，不适合在此情况下执行蓄电池的检测与维护；

本实施例中，针对Q3：R＝11.58>R₀＝7，则调用超时裁判模块8；本情况下风速接近设计允许的最大风速，相当于电网在台风天气运行，故风险较高，不适合在此情况下执行蓄电池的检测与维护；

本实施例中，针对Q4：R＝6.64<R₀＝7，则调用执行模块7，本情况下，电网运行于处于低风险时段；

超时裁判模块8，用于判断判断T₁是否超过T_out，如果T₁＜T_out，等待T_wait后，重新依次调用采集模块4，风险指数计算模块5和评估模块6，再次对电网运行状态进行评估；如果T₁≥T_out，则意味着在一个T_out周期内，未能寻到合适的时段进行蓄电池的维护工作，任务执行失败，调用反馈模块9；

本实施例中，T_out＝24小时，如果T₁<T_out，则设置等待时间T_wait＝1小时，则系统会每隔1小时，重新检查电网的运行状况，如果连续23次检测电网都处于高风险运行，则在执行第24次检测时，会得到T₁>T_out，本次任务执行失败，调用反馈模块9。

执行模块7，用于执行蓄电池的检测与维护工作，本例中，蓄电池检测维护执行模块7为蓄电池检测仪；

反馈模块9，用于向控制室100反馈任务进展，当系统调用此模块时，停止计时模块3中T₁的计时并记录当前T₁的值，然后将任务执行情况及总耗时T₁经通讯模块1反馈给控制室100；

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种在线蓄电池检测维护时段风险评估方法，其特征在于，步骤如下：

S0：开始；

S1：接收控制室发来的指令，所述指令中包含最高可接受综合风险指数R₀和超时时间T_out；

S2：开始T₁计时；

S3：采集风险因素的值W_i；

S4：计算综合风险指数R；

S5：判断R是否＞R₀：

如果R>R₀，执行步骤S61；

如果R≤R₀，执行步骤S62；

S61：判断T₁是否>T_out，如果T₁＜T_out，等待T_wait后，跳至步骤S3；如果T₁≥T_out，跳至步骤S7，所述T_wait为等待时间；

S62：执行蓄电池的检测与维护工作；

S7：向控制室反馈工作情况；

S8：结束。

2.如权利要求1所述的一种在线蓄电池检测维护时段风险评估方法，其特征在于所述步骤S1中所述的指令中还包含具体的蓄电池维护项目。

3.如权利要求1所述的一种在线蓄电池检测维护时段风险评估方法，其特征在于，所述步骤S3中采集的所述风险因素的值至少包含电网电流和空气相对湿度。

4.如权利要求1-3任一项所述的一种在线蓄电池检测维护时段风险评估方法，其特征在于所述步骤S4中的所述综合风险指数R的计算公式为：

其中，

所述K_i为权重系数，K_i>0，且∑K_i＝1，所述R_i为与所述W_i对应的风险因素的子风险指数；

所述的子风险指数R_i的计算公式为：

其中W_now为所述风险因素的当前值，W_max，W_min分别为所述风险因素在本电网中可取的最大数值和最小数值，所述G为可调系数，G≠0。

5.如权利要求1-3任一项所述的一种在线蓄电池检测维护时段风险评估方法，其特征在于在步骤S2之后，步骤S3之前还有步骤S_low，用于根据电网历史运行数据确定本电网的用电低谷时段，待电网进入用电低谷时段，再继续执行步骤S3。

6.一种在线蓄电池检测维护时段判定系统，包括用于通讯的通讯模块，用于协调各模块协同作业的主控制模块，用于计时的计时模块，用于采集影响电网安全的风险因素的值的采集模块，用于计算风险指数的风险指数计算模块，用于判断综合风险指数大小的评估模块，用于判断当前进展是否超时的超时裁判模块，用于执行蓄电池检测与维护具体工作的执行模块，用于向控制室反馈信息的反馈模块。

7.如权利要求6所述的一种在线蓄电池检测维护时段判定系统，其特征在于所述采集模块包含电流传感器和空气湿度传感器。

8.如权利要求6或7所述的一种在线蓄电池检测维护时段判定系统，其特征在于所述风险指数计算模块计算所述综合风险指数R的公式为：

其中，

所述K_i为权重系数，K_i>0，且∑K_i＝1，所述R_i为与所述W_i对应的风险因素的子风险指数；

所述的子风险指数R_i的计算公式为：

其中W_now为所述风险因素的当前值，W_max，W_min分别为所述风险因素在本电网中可取的最大数值和最小数值，所述G为可调系数，G≠0。

9.如权利要求6或7所述的一种在线蓄电池检测维护时段判定系统，其特征在于还有历史数据统计模块，历史数据统计模块可以对电网历史数据进行分析，指导系统仅在用电低谷时间段进行综合风险的计算评估。

10.如权利要求8所述的一种在线蓄电池检测维护时段判定系统，其特征在于还有历史数据统计模块，历史数据统计模块可以对电网历史数据进行分析，指导系统仅在用电低谷时间段进行综合风险的计算评估。