CN115954993A - 一种多模块电源屏均流充电控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多模块电源屏均流充电控制方法及系统。本方法包括确认待控制电源屏的电池组及充电模块相关参数；建立与多个充电模块的电连接关系，并采集电池组侧传感器电流与电压变送信号，根据电流与电压变送信号确定电池组当前电流和电压值，并根据电池组当前电流和电压值与所确认的电池组标称容量进行比对；当当前电流值高于第一预设电流值时，限定各个充电模块上限电压值为均充电压值，同时根据充电模块数量确定限流百分比进行限流充电；当电池组电压值达到预设均充电压值后维持当前电压，并在电流低于第二预设电流值时，将控制模块输出电压设置为预设浮充电压。本发明使得电源屏在充电过程中长期运行在浮充状态。

Description

一种多模块电源屏均流充电控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电力电池充电自动控制领域，特别涉及一种多模块电源屏均流充电控制方法及系统。

背景技术

在通常电力系统中由于通信机房或者通信基站，通常设置在野外，为了保障通信机房或者通信基站的正常运转，通常采用两套电源的方式，一套为市电，而由蓄电池构成的蓄电池组通常作为后备电源，当市电停电时，利用充电模块如蓄电池组给设备供电，以保持通信的畅通；

然而，现有充电的过程中通常由于自放电的损耗，使得充电模块不能保持充满电的状态，浮充充电是为补偿自放电的损耗，使充电模块保持充满电的状态，以保证停电时充电模块能够满负荷供电；所以需要蓄电池是长期运行在浮充状态。

发明内容

基于此，本申请实施例提供了一种多模块电源屏均流充电控制方法及系统，使得电源屏在充电过程中长期运行在浮充状态。

第一方面，提供了一种多模块电源屏均流充电控制方法，该方法包括：

S1，确认待控制电源屏的电池组标称容量、充电模块数量、充电模块标称额定电流值、浮充电压值以及均充电压值；

S2，建立与多个充电模块的电连接关系，并采集电池组侧传感器电流与电压变送信号，根据所述电流与电压变送信号确定电池组当前电流和电压值，并根据电池组当前电流和电压值与所确认的电池组标称容量进行比对；

S3，当当前电流值高于第一预设电流值时，限定各个充电模块上限电压值为均充电压值，同时根据充电模块数量确定限流百分比进行限流充电；

S4，当电池组电压值达到预设均充电压值后维持当前电压，并在电流低于第二预设电流值时，将控制模块输出电压设置为预设浮充电压。

可选地，所述方法还包括：

S5，重复步骤S3和S4，直至彻底完成充电过程，并稳定在浮充电状态。

可选地，所述方法中包括：

充电模块分别由充电和控制高频开关电源模块组成，采用(N+1)冗余设计；控制高频开关电源模块也采用(N+1)冗余设计、用备份的方式向经常性负荷提供直流电源。

可选地，所述建立与多个充电模块的电连接关系，包括：

通过485协议或can总线与中央控制器建立电连接关系。

可选地，所述根据充电模块数量确定限流百分比，包括：

根据公式：

确定限流百分比P，其中，I₁、I₂、I_e分别表示当前电流值、0.1C电流值以及额定电流值，n表示模块数量。

第二方面，提供了一种多模块电源屏均流充电控制系统，该系统包括：

配置单元，用于确认待控制电源屏的电池组标称容量、充电模块数量、充电模块标称额定电流值、浮充电压值以及均充电压值；

连接单元，用于建立与多个充电模块的电连接关系，并采集电池组侧传感器电流与电压变送信号，根据所述电流与电压变送信号确定电池组当前电流和电压值，并根据电池组当前电流和电压值与所确认的电池组标称容量进行比对；

第一处理单元，当当前电流值高于第一预设电流值时，限定各个充电模块上限电压值为均充电压值，同时根据充电模块数量确定限流百分比进行限流充电；

第二处理单元，当电池组电压值达到预设均充电压值后维持当前电压，并在电流低于第二预设电流值时，将控制模块输出电压设置为预设浮充电压。

可选地，所述系统还包括：

浮充电状态单元，用于对根据第一处理单元和第二处理单元的处理结果完成充电过程，并稳定在浮充电状态。

可选地，所述系统中包括：

充电模块分别由充电和控制高频开关电源模块组成，采用(N+1)冗余设计；控制高频开关电源模块也采用(N+1)冗余设计、用备份的方式向经常性负荷提供直流电源。

可选地，所述建立与多个充电模块的电连接关系，包括：

通过485协议或can总线与中央控制器建立电连接关系。

可选地，所述根据充电模块数量确定限流百分比，包括：

根据公式：

确定限流百分比P，其中，I₁、I₂、I_e分别表示当前电流值、0.1C电流值以及额定电流值，n表示模块数量。

本申请实施例提供的技术方案中包括S1，确认待控制电源屏的电池组标称容量、充电模块数量、充电模块标称额定电流值、浮充电压值以及均充电压值；S2，建立与多个充电模块的电连接关系，并采集电池组侧传感器电流与电压变送信号，根据所述电流与电压变送信号确定电池组当前电流和电压值，并根据电池组当前电流和电压值与所确认的电池组标称容量进行比对；S3，当当前电流值高于第一预设电流值时，限定各个充电模块上限电压值为均充电压值，同时根据充电模块数量确定限流百分比进行限流充电；S4，当电池组电压值达到预设均充电压值后维持当前电压，并在电流低于第二预设电流值时，将控制模块输出电压设置为预设浮充电压。可以看出，本发明的有益效果在于通过一个外部传感器及各模块接口数据信息综合判断处理，快速高效的控制系统完成三段式充电，闭环同控制系统稳定，同时使控制算法和传感器配置得到了简化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

图1为本申请实施例提供的一种多模块电源屏均流充电控制方法流程图；

图2为本申请实施例提供的直流屏原理示意图；

图3为本申请实施例提供的高频开关电源模块基本原理示意图；

图4为本申请实施例提供的阀控式密封铅酸蓄电池运行状态示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本发明的描述中，术语“包括”、“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包括了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于已明确列出的那些步骤或单元，而是还可包含虽然并未明确列出的但对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元，或者基于本发明构思进一步的优化方案所增加的步骤或单元。

为了对电力及部分储能电池科学合理充电，本发明提供一种多模块电源屏均流充电控制方法。属于电力电池充电自动控制领域。本方法通一个外部传感器及各模块接口数据信息综合判断处理，快速高效的控制系统完成三段式充电，闭环同控制系统稳定，同时使控制算法和传感器配置得到了简化。

具体地，请参考图1，其示出了本申请实施例提供的一种多模块电源屏均流充电控制方法的流程图，该方法可以包括以下步骤：

S1，确认待控制电源屏的电池组标称容量、充电模块数量、充电模块标称额定电流值、浮充电压值以及均充电压值。

如图2，给出了本申请实施例提供的直流屏原理示意图，其具体的组成按功能分包括：交流输入单元、充电单元、微机监控单元、电压调整单元、绝缘监察单元、直流馈电单元、蓄电池组、电池巡检单元等。按屏分：充电柜、馈电柜及电池柜等。直流屏工作原理正常情况下，由充电单元对蓄电池进行充电的同时并向经常性负载(继电保护装置、控制设备等)提供直流电源；当控制负荷或动力负荷需较大的冲击电流(如断路器的分、合闸)时，由充电单元和蓄电池共同提供直流电源；当变电所交流中断时，由蓄电池组单独提供直流电源。

S2，建立与多个充电模块的电连接关系，并采集电池组侧传感器电流与电压变送信号，根据电流与电压变送信号确定电池组当前电流和电压值，并根据电池组当前电流和电压值与所确认的电池组标称容量进行比对。

在本步骤中，多个模块通过485或can总线与中央控制器交互，同是中央控制器通过采集电池组侧传感器电流与电压变送信号，并进行模数转换后得知电池组当前电流、电压值。当电流值与内部预设的电池容量进行换算分析，当电流值大于0.08C时，即启动均充策略。

S3，当当前电流值高于第一预设电流值时，限定各个充电模块上限电压值为均充电压值，同时根据充电模块数量确定限流百分比进行限流充电。

在本步骤中，控制器限定充电模块上限电压值为均充电压值。同时根据公式：

确定限流百分比P，其中，I₁、I₂、I_e分别表示当前电流值、0.1C电流值以及额定电流值，n表示模块数量。对充电模块下设限流百分比。当限流值超过1（第一预设电流值）时，按1下设，当限流值小于0.05时，按0.05下设。

S4，当电池组电压值达到预设均充电压值后维持当前电压，并在电流低于第二预设电流值时，将控制模块输出电压设置为预设浮充电压。

在本步骤中，当电池组电压值达到预设均充电压值后维持当前电压，并在电流逐渐缩小到0.02C（第二预设电流值）以下时倒计时120分钟，时间到后控制模块输出电压为预设浮充电压。

S5，重复步骤S3和S4，直至彻底完成充电过程，并稳定在浮充电状态。

在本申请实施例中，充电单元分别由充电和控制高频开关电源模块组成，采用(N+1)冗余设计，〈所谓N+1冗余设计是指：若直流屏满足正常工作需直流输出电流为10A的高频开关模块3台，实际该直流屏配置4台(N+1)，用备份的方式充电模块向蓄电池组进行均充或浮充电〉，控制模块也采用(N+1)冗余设计、用备份的方式向经常性负荷(继电保护装置、控制设备)提供直流电源。这样当其中任一台模块出现故障后，不会影响装置的正常工作，使装置运行的可靠性大大提高。高频开关电源模块的工作原理高频开关电源模块将50Hz交流电源经整流滤波成为直流电源，逆变部份将直流逆变为高频交流(20KHz～300KHz)，通过变压器隔离，高频经整流和滤波后输出(直流)，其基本原理示意图如图3所示。

如图4，给出了本申请实施例提供的阀控式密封铅酸蓄电池运行状态示意图。

本申请实施例还提供的一种多模块电源屏均流充电控制系统。系统包括：

配置单元，用于确认待控制电源屏的电池组标称容量、充电模块数量、充电模块标称额定电流值、浮充电压值以及均充电压值；

连接单元，用于建立与多个充电模块的电连接关系，并采集电池组侧传感器电流与电压变送信号，根据电流与电压变送信号确定电池组当前电流和电压值，并根据电池组当前电流和电压值与所确认的电池组标称容量进行比对；

第一处理单元，当当前电流值高于第一预设电流值时，限定各个充电模块上限电压值为均充电压值，同时根据充电模块数量确定限流百分比进行限流充电；

第二处理单元，当电池组电压值达到预设均充电压值后维持当前电压，并在电流低于第二预设电流值时，将控制模块输出电压设置为预设浮充电压。

在本申请可选的实施例中，系统还包括：

浮充电状态单元，用于对根据第一处理单元和第二处理单元的处理结果完成充电过程，并稳定在浮充电状态。

在本申请可选的实施例中，系统中包括：

充电模块分别由充电和控制高频开关电源模块组成，采用(N+1)冗余设计；控制高频开关电源模块也采用(N+1)冗余设计、用备份的方式向经常性负荷提供直流电源。

在本申请可选的实施例中，建立与多个充电模块的电连接关系，包括：

通过485协议或can总线与中央控制器建立电连接关系。

在本申请可选的实施例中，根据充电模块数量确定限流百分比，包括：

根据公式：

确定限流百分比P，其中，I₁、I₂、I_e分别表示当前电流值、0.1C电流值以及额定电流值，n表示模块数量。

本申请实施例提供的多模块电源屏均流充电控制系统用于实现上述多模块电源屏均流充电控制方法，关于多模块电源屏均流充电控制系统的具体限定可以参见上文中对于多模块电源屏均流充电控制方法的限定，在此不再赘述。上述多模块电源屏均流充电控制系统中的各个部分可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种多模块电源屏均流充电控制方法，应用于中央控制器，其特征在于，所述方法包括：

S1，确认待控制电源屏的电池组标称容量、充电模块数量、充电模块标称额定电流值、浮充电压值以及均充电压值；

S2，建立与多个充电模块的电连接关系，并采集电池组侧传感器电流与电压变送信号，根据所述电流与电压变送信号确定电池组当前电流和电压值，并根据电池组当前电流和电压值与所确认的电池组标称容量进行比对；

S3，当当前电流值高于第一预设电流值时，限定各个充电模块上限电压值为均充电压值，同时根据充电模块数量确定限流百分比进行限流充电；

S4，当电池组电压值达到预设均充电压值后维持当前电压，并在电流低于第二预设电流值时，将控制模块输出电压设置为预设浮充电压。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

S5，重复步骤S3和S4，直至彻底完成充电过程，并稳定在浮充电状态。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中包括：

充电模块分别由充电和控制高频开关电源模块组成，采用(N+1)冗余设计；控制高频开关电源模块也采用(N+1)冗余设计、用备份的方式向经常性负荷提供直流电源。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立与多个充电模块的电连接关系，包括：

通过485协议或can总线与中央控制器建立电连接关系。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据充电模块数量确定限流百分比，包括：

根据公式：

确定限流百分比P，其中，I₁、I₂、I_e分别表示当前电流值、0.1C电流值以及额定电流值，n表示模块数量。

6.一种多模块电源屏均流充电控制系统，其特征在于，所述系统包括：

配置单元，用于确认待控制电源屏的电池组标称容量、充电模块数量、充电模块标称额定电流值、浮充电压值以及均充电压值；

连接单元，用于建立与多个充电模块的电连接关系，并采集电池组侧传感器电流与电压变送信号，根据所述电流与电压变送信号确定电池组当前电流和电压值，并根据电池组当前电流和电压值与所确认的电池组标称容量进行比对；

第一处理单元，当当前电流值高于第一预设电流值时，限定各个充电模块上限电压值为均充电压值，同时根据充电模块数量确定限流百分比进行限流充电；

第二处理单元，当电池组电压值达到预设均充电压值后维持当前电压，并在电流低于第二预设电流值时，将控制模块输出电压设置为预设浮充电压。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

浮充电状态单元，用于对根据第一处理单元和第二处理单元的处理结果完成充电过程，并稳定在浮充电状态。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统中包括：

充电模块分别由充电和控制高频开关电源模块组成，采用(N+1)冗余设计；控制高频开关电源模块也采用(N+1)冗余设计、用备份的方式向经常性负荷提供直流电源。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述建立与多个充电模块的电连接关系，包括：

通过485协议或can总线与中央控制器建立电连接关系。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述根据充电模块数量确定限流百分比，包括：

根据公式：

确定限流百分比P，其中，I₁、I₂、I_e分别表示当前电流值、0.1C电流值以及额定电流值，n表示模块数量。

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