CN115166546A - 一种站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容方法及装置 - Google Patents

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翟思捷
李龙光
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赵启良
熊泽成
王永锋
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Abstract

本发明公开了一种站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容方法及装置，包括：在并联电源组件中的蓄电池达到需要进行核容的时间时，计算分布式直流电源模块的输出限流值，并将输出限流值发送至分布式直流电源模块；向分布式直流电源模块发送停止AC/DC单元工作的指令；向分布式直流电源模块发送给定电压值，给定电压值高于当前母线电压值；获取蓄电池的放电电流，并依据放电电流调整给定限流值；在并联电源组件核容时检测蓄电池的端电压和放电电流，并记录核容持续时间；当蓄电池端电压低于预设核容最低电压时，结束核容；当蓄电池端电压正常且核容时间等于预设核容时间时，结束核容。实现了蓄电池的在线全容量核容，提高了直流电源系统的智能性。

Description

一种站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容方法及装置
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，特别涉及一种站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容方法及装置。
背景技术
蓄电池作为直流系统的重要备用电源直接关系到整个系统安全可靠运行，进行核容放电是蓄电池维护工作的重要内容，通过该维护工作能确定蓄电池容量是否满足系统使用要求。蓄电池的核容放电要求是以0.1C10电流对蓄电池进行核对性放电，放电的时长不大于10h,放电结束后要对蓄电池进行充电。在实际的运维中，大多数变电站和供电局采用的核容放电方式主要有以下两种：一是使用放电仪定期对蓄电池进行半核容或全核容放电；二是在直流系统中配备有源逆变装置对蓄电池进行核容性放电。第一种核容放电方式的缺点是自动化程度较低，对操作人员的专业技术要求较高，随着智能电网建设的加速，各网、省电力检修公司都在蓄电池核容放电维护工作上花费了大量人力、物力，但仍然存在对蓄电池的维护不到位不及时的现象；第二种核容放电方式是将蓄电池的直流电通过有源逆变装置逆变为交流电直接并网，这种方式可以实现蓄电池核容的自动化，但是对逆变装置的要求较高，否则并网的交流电会对正常的电网产生干扰，存在引发其他问题风险。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容方法及装置，在不增加分布式直流电源系统中蓄电池的放电回路和蓄电池放电仪的情况下，实现了蓄电池的在线全容量核容，提高了直流电源系统的智能性，节省了大量的人力物力。
为解决上述技术问题，本发明实施例的第一方面提供了一种站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容方法，站用分布式直流电源系统包括：直流母线、直流监控组件和并联型电源组件，并联型电源组件由分布式直流电源模块和蓄电池组成，分布式直流电源模块包括：AC/DC变换单元、DC/DC变换单元、充电DC/DC单元、放电DC/DC单元、第一控制器、第二控制器、通信回路，包括如下步骤：
在并联电源组件中的蓄电池达到需要进行核容的时间时，计算所述并联电源组件的所述分布式直流电源模块的输出限流值，并将所述输出限流值发送至所述分布式直流电源模块；
向所述分布式直流电源模块发送停止AC/DC单元工作的指令；
向所述分布式直流电源模块发送给定电压值，所述给定电压值高于当前母线电压值；
获取所述蓄电池的放电电流，并依据所述放电电流调整所述给定限流值；
在所述并联电源组件核容时检测所述蓄电池的端电压和放电电流，并记录核容持续时间；
当所述蓄电池端电压低于预设核容最低电压时，结束核容；
当所述蓄电池端电压正常且核容时间等于预设核容时间时，结束核容。
进一步地，所述输出限流值的计算公式为：
Figure BDA0003711996970000021
其中，UB为蓄电池额定输出电压，I10为蓄电池10h率放电电流值，η为模块的转换效率，U为直流母线电压。
进一步地，所述获取所述蓄电池的放电电流并依据所述放电电流调整所述给定限流值，包括：
获取所述蓄电池的放电电流；
当所述放电电流值大于所述蓄电池10h率放电电流值时，降低所述给定限流值；
当所述放电电流值小于所述蓄电池10h率放电电流值时，增大所述给定限流值。
进一步地，所述计算所述并联电源组件的所述分布式直流电源模块的输出限流值之前，还包括：
判断所述并联电源组件是否满足核容条件；
如满足，则执行计算所述并联电源组件的所述分布式直流电源模块的输出限流值的步骤；
如未满足，则结束核容。
相应地，本发明实施例的第二方面提供了一种站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容装置，站用分布式直流电源系统包括：直流母线、直流监控组件和并联型电源组件，并联型电源组件由分布式直流电源模块和蓄电池组成，分布式直流电源模块包括：AC/DC变换单元、DC/DC变换单元、充电DC/DC单元、放电DC/DC单元、第一控制器、第二控制器、通信回路，包括：
第一计算模块，其用于在并联电源组件中的蓄电池达到需要进行核容的时间时，计算所述并联电源组件的所述分布式直流电源模块的输出限流值，并将所述输出限流值发送至所述分布式直流电源模块；
第一控制模块，其用于向所述分布式直流电源模块发送停止AC/DC单元工作的指令；
第二控制模块，其用于向所述分布式直流电源模块发送给定电压值，所述给定电压值高于当前母线电压值；
第二计算模块，其用于获取所述蓄电池的放电电流，并依据所述放电电流调整所述给定限流值；
数据检测模块，在所述并联电源组件核容时检测所述蓄电池的端电压和放电电流，并记录核容持续时间；
第三控制模块，其用于当所述蓄电池端电压低于预设核容最低电压时，结束核容；
所述第三控制模块，还用于当所述蓄电池端电压正常且核容时间等于预设核容时间时，结束核容。
进一步地，所述输出限流值的计算公式为：
Figure BDA0003711996970000041
其中，UB为蓄电池额定输出电压，I10为蓄电池10h率放电电流值，η为模块的转换效率，U为直流母线电压。
进一步地，所述第二计算模块包括：
计算单元，其用于获取所述蓄电池的放电电流；
第一控制单元，其用于当所述放电电流值大于所述蓄电池10h率放电电流值时，降低所述给定限流值；
所述第一控制单元还用于当所述放电电流值小于所述蓄电池10h率放电电流值时，增大所述给定限流值。
进一步地，所述站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容桩装置还包括：核容判断模块，所述核容判断模块包括：
判断单元，其用于判断所述并联电源组件是否满足核容条件；
第二控制单元，其用于在所述并联电源组件满足核容条件时，执行计算所述并联电源组件的所述分布式直流电源模块的输出限流值的步骤；
所述第二控制单元还用于在所述并联电源组件未满足核容条件时，则结束核容。
相应地，本发明实施例的第三方面提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容方法。
相应地，本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现如上述站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容方法。
本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
在不增加分布式直流电源系统中蓄电池的放电回路和蓄电池放电仪的情况下，实现了蓄电池的在线全容量核容，提高了直流电源系统的智能性，节省了大量的人力物力。
附图说明
图1是本发明实施例提供的站用分布式直流电源系统原理示意图；
图2是本发明实施例提供的分布式直流电源模块原理示意图；
图3是本发明实施例提供的站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容方法流程图；
图4是本发明实施例提供的站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容方法逻辑图；
图5是本发明实施例提供的站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容装置模块框图；
图6是本发明实施例提供的第二计算模块框图；
图7是本发明实施例提供的核容判断模块框图。
附图标记：
1、第一计算模块，2、第一控制模块，3、第二控制模块，4、第二计算模块，41、计算单元，42、第一控制单元，5、数据检测模块，6、第三控制模块，7、核容判断模块，71、判断单元，72、第二控制单元。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
请参照图1、图2、图3、图4，本发明实施例的第一方面提供了一种站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容方法，站用分布式直流电源系统包括：直流母线、直流监控组件和并联型电源组件，并联型电源组件由分布式直流电源模块和蓄电池组成，分布式直流电源模块包括：AC/DC变换单元、DC/DC变换单元、充电DC/DC单元、放电DC/DC单元、第一控制器、第二控制器、通信回路，包括如下步骤：
S200，在并联电源组件中的蓄电池达到需要进行核容的时间时，计算并联电源组件的分布式直流电源模块的输出限流值，并将输出限流值发送至分布式直流电源模块。
S300，向分布式直流电源模块发送停止AC/DC单元工作的指令。
S400，向分布式直流电源模块发送给定电压值，给定电压值高于当前母线电压值。
S500，获取蓄电池的放电电流，并依据放电电流调整给定限流值。
S600，在并联电源组件核容时检测蓄电池的端电压和放电电流，并记录核容持续时间。
S700，当蓄电池端电压低于预设核容最低电压时，结束核容。
S800，当蓄电池端电压正常且核容时间等于预设核容时间时，结束核容。
分布式直流电源系统相较于传统站用直流电源系统的优点是从根本上解决了单个电池出现问题影响整组电池的固有缺陷，同时实现了蓄电池不停电更换并联型电源组件的功能，系统扩容平滑简捷，极大地提升了直流供电系统的安全性、可靠性和灵活性。由于分布式直流电源系统并没有大规模的使用，针对该系统实现在线蓄电池核容的研究较少。本发明提出的方法就是针对分布式直流电源系统在线蓄电池核容功能的实现。
分布式直流电源模块的交流输入经AC/DC变换单元和DC/DC变换单元，输出直流220V或110V给负荷供电，同时经充电DC/DC单元给电池充电，电池端经放电DC/DC单元升压到直流输出端处于热备份状态。交流失电或进行电池核容时，蓄电池经放电DC/DC单元给直流输出负荷供电，实现负荷不间断供电。
直流监控组件负责接收分布式直流电源模块上传的模块和蓄电池的状态和信息，并对整个系统的状态进行判断，在核容条件满足时通过对分布式直流电源模块下发输出电压、电流给定值和核容放电命令对蓄电池进行在线核容放电，并通过动态调整输出电流给定值来保证蓄电池可以进行全容量核容。
具体的，步骤S200中，输出限流值的计算公式为：
Figure BDA0003711996970000071
其中，UB为蓄电池额定输出电压，I10为蓄电池10h率放电电流值，η为模块的转换效率，U为直流母线电压。
进一步地，步骤S500中，获取蓄电池的放电电流并依据放电电流调整给定限流值，包括：
S510，获取蓄电池的放电电流。
S520，当放电电流值大于蓄电池10h率放电电流值时，降低给定限流值。
S530，当放电电流值小于蓄电池10h率放电电流值时，增大给定限流值。
进一步地，步骤S200中计算并联电源组件的分布式直流电源模块的输出限流值之前，还包括：
S110，判断并联电源组件是否满足核容条件。
S120，如满足，则执行计算并联电源组件的分布式直流电源模块的输出限流值的步骤。
S130，如未满足，则结束核容。
上述技术方案通过直流监控组件、分布式直流电源模块和蓄电池三者配合来实现蓄电池在线核容功能，替代传统的通过外接放电仪进行蓄电池维护管理模式，节省了大量人力物力。
相应地，请参照图5，本发明实施例的第二方面提供了一种站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容装置，站用分布式直流电源系统包括：直流母线、直流监控组件和并联型电源组件，并联型电源组件由分布式直流电源模块和蓄电池组成，分布式直流电源模块包括：AC/DC变换单元、DC/DC变换单元、充电DC/DC单元、放电DC/DC单元、第一控制器、第二控制器、通信回路，包括：
第一计算模块1，其用于在并联电源组件中的蓄电池达到需要进行核容的时间时，计算并联电源组件的分布式直流电源模块的输出限流值，并将输出限流值发送至分布式直流电源模块；
第一控制模块2，其用于向分布式直流电源模块发送停止AC/DC单元工作的指令；
第二控制模块3，其用于向分布式直流电源模块发送给定电压值，给定电压值高于当前母线电压值；
第二计算模块4，其用于获取蓄电池的放电电流，并依据放电电流调整给定限流值；
数据检测模块5，在并联电源组件核容时检测蓄电池的端电压和放电电流，并记录核容持续时间；
第三控制模块6，其用于当蓄电池端电压低于预设核容最低电压时，结束核容；
第三控制模块6，还用于当蓄电池端电压正常且核容时间等于预设核容时间时，结束核容。
进一步地，输出限流值的计算公式为：
Figure BDA0003711996970000081
其中，UB为蓄电池额定输出电压，I10为蓄电池10h率放电电流值，η为模块的转换效率，U为直流母线电压。
进一步地，请参照图6，第二计算模块4包括：
计算单元41，其用于获取蓄电池的放电电流；
第一控制单元42，其用于当放电电流值大于蓄电池10h率放电电流值时，降低给定限流值；
控制单元42还用于当放电电流值小于蓄电池10h率放电电流值时，增大给定限流值。
进一步地，请参照图7，站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容桩装置还包括：核容判断模块7，核容判断模块7包括：
判断单元71，其用于判断并联电源组件是否满足核容条件；
第二控制单元72，其用于在并联电源组件满足核容条件时，执行计算并联电源组件的分布式直流电源模块的输出限流值的步骤；
第二控制单元72还用于在并联电源组件未满足核容条件时，则结束核容。
相应地，本发明实施例的第三方面提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容方法。
相应地，本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现如上述站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容方法。
本发明实施例旨在保护一种站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容方法及装置，具备如下效果：
在不增加分布式直流电源系统中蓄电池的放电回路和蓄电池放电仪的情况下，实现了蓄电池的在线全容量核容，提高了直流电源系统的智能性，节省了大量的人力物力。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容方法，其特征在于，站用分布式直流电源系统包括：直流母线、直流监控组件和并联型电源组件，并联型电源组件由分布式直流电源模块和蓄电池组成，分布式直流电源模块包括：AC/DC变换单元、DC/DC变换单元、充电DC/DC单元、放电DC/DC单元、第一控制器、第二控制器、通信回路，包括如下步骤：
在并联电源组件中的蓄电池达到需要进行核容的时间时，计算所述并联电源组件的所述分布式直流电源模块的输出限流值，并将所述输出限流值发送至所述分布式直流电源模块；
向所述分布式直流电源模块发送停止AC/DC单元工作的指令；
向所述分布式直流电源模块发送给定电压值，所述给定电压值高于当前母线电压值；
获取所述蓄电池的放电电流，并依据所述放电电流调整所述给定限流值；
在所述并联电源组件核容时检测所述蓄电池的端电压和放电电流，并记录核容持续时间；
当所述蓄电池端电压低于预设核容最低电压时，结束核容；
当所述蓄电池端电压正常且核容时间等于预设核容时间时，结束核容。
2.根据权利要求1所述的站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容方法，其特征在于，
所述输出限流值的计算公式为：
Figure FDA0003711996960000011
其中，UB为蓄电池额定输出电压，I10为蓄电池10h率放电电流值，η为模块的转换效率，U为直流母线电压。
3.根据权利要求2所述的站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容方法，其特征在于，所述获取所述蓄电池的放电电流并依据所述放电电流调整所述给定限流值，包括：
获取所述蓄电池的放电电流；
当所述放电电流值大于所述蓄电池10h率放电电流值时，降低所述给定限流值；
当所述放电电流值小于所述蓄电池10h率放电电流值时，增大所述给定限流值。
4.根据权利要求1所述的站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容方法，其特征在于，所述计算所述并联电源组件的所述分布式直流电源模块的输出限流值之前，还包括：
判断所述并联电源组件是否满足核容条件；
如满足，则执行计算所述并联电源组件的所述分布式直流电源模块的输出限流值的步骤；
如未满足，则结束核容。
5.一种站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容装置，其特征在于，站用分布式直流电源系统包括：直流母线、直流监控组件和并联型电源组件，并联型电源组件由分布式直流电源模块和蓄电池组成，分布式直流电源模块包括：AC/DC变换单元、DC/DC变换单元、充电DC/DC单元、放电DC/DC单元、第一控制器、第二控制器、通信回路，包括：
第一计算模块，其用于在并联电源组件中的蓄电池达到需要进行核容的时间时，计算所述并联电源组件的所述分布式直流电源模块的输出限流值，并将所述输出限流值发送至所述分布式直流电源模块；
第一控制模块，其用于向所述分布式直流电源模块发送停止AC/DC单元工作的指令；
第二控制模块，其用于向所述分布式直流电源模块发送给定电压值，所述给定电压值高于当前母线电压值；
第二计算模块，其用于获取所述蓄电池的放电电流，并依据所述放电电流调整所述给定限流值；
数据检测模块，在所述并联电源组件核容时检测所述蓄电池的端电压和放电电流，并记录核容持续时间；
第三控制模块，其用于当所述蓄电池端电压低于预设核容最低电压时，结束核容；
所述第三控制模块，还用于当所述蓄电池端电压正常且核容时间等于预设核容时间时，结束核容。
6.根据权利要求5所述的站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容装置，其特征在于，
所述输出限流值的计算公式为：
Figure FDA0003711996960000031
其中，UB为蓄电池额定输出电压，I10为蓄电池10h率放电电流值，η为模块的转换效率，U为直流母线电压。
7.根据权利要求6所述的站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容方法，其特征在于，所述第二计算模块包括：
计算单元，其用于获取所述蓄电池的放电电流；
第一控制单元，其用于当所述放电电流值大于所述蓄电池10h率放电电流值时，降低所述给定限流值；
所述第一控制单元还用于当所述放电电流值小于所述蓄电池10h率放电电流值时，增大所述给定限流值。
8.根据权利要求5所述的站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容桩装置，其特征在于，还包括：核容判断模块，其包括：
判断单元，其用于判断所述并联电源组件是否满足核容条件；
第二控制单元，其用于在所述并联电源组件满足核容条件时，执行计算所述并联电源组件的所述分布式直流电源模块的输出限流值的步骤；
所述第二控制单元还用于在所述并联电源组件未满足核容条件时，则结束核容。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如权利要求1-4任一所述的站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现如权利要求1-4任一所述的站用分布式直流电源系统蓄电池在线核容方法。
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CN116488316A (zh) * 2023-04-21 2023-07-25 国网浙江省电力有限公司建设分公司 一种在线核容直流电源系统
CN118432230A (zh) * 2024-06-27 2024-08-02 广东电网有限责任公司佛山供电局 基于通信电源核容一体化装置的电池供电方法、装置及电子设备

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