广深电气直流屏技术中心

针对上篇文章所描述的直流电源或UPS配套蓄电池日常维护管理中的不足点，某电力公司联合西安广深电气有限公司进行科研和试验，有效的解决了上述蓄电池维护中的问题和不足。

1、蓄电池智慧管理系统的拓扑结构如图1

 

2、在传统蓄电池侦测欧姆内阻的基础上增加测量极化电容、极化电阻

采用多频点交流放电法测试蓄电池内阻，测量蓄电池的欧姆电阻、极化电阻、极化电容。

通过使电池向设备内置的智能电子负载放电，产生所需频率的电流信号（激励信号），同时在电池极柱上产生相同频率的响应信号，见图2。

 

图2：测试极化电阻和极化电容工作原理

采用2个频率对蓄电池进行测量，通过数学模型公式计算蓄电池欧姆电阻R1、极化电阻R2、极化电容C2。

3、利用蓄电池监测终端实时微调蓄电池充电电流，实现蓄电池均衡

3.1业内常规电池均衡程度的评价指标简介

（1）电压极差

电压极差=（该组电池中各节电池单体电压最大值－该组电池中各节电池单体电压最小值）

 说明：电压极差反映最差电池的不均衡性，电压极差越小，说明该组电池均衡性越好。

（2）电压标准偏差

 电压标准偏差反映该组电池中各节电池偏离平均电压的统计平均值，电压标准偏差越小，说明该组电池均衡性越好。

3.2蓄电池智慧管理系统实现蓄电池均衡原理

采用先进的多频交流放电蓄电池测试技术，实时监测电池的状态，并采用被动电池均衡技术，自动调节各电池的充电电流，即减小过充电池的充电电流，增加欠充电池的充电电流，使电池处于均衡的充电状态，从而有效地提高了电池的使用寿命。

3.2 系统实现蓄电池均衡的试验统计

（1)试验1：2V电池均衡试验

试验条件：2V/100Ah电池54节；110V直流充电机1台；蓄电池管理主机一台，蓄电池采集监测终端54个。如图3所示：

说明：通过蓄电池智慧管理系统的均衡管理，该电池组电压极差及电压标准偏差都明显减小，经过25天后，电压极差由0.35V降为0.03V, 电压标准差由0.063V降为0.030V, 蓄电池均衡性显著改善。由于电池还在持续均衡中，随着时间的推移电池的均衡性还将进一步提高。

（2） 试验2：12V电池均衡试验（每4节12V电池看作1节48V电池）

试验条件：12V/24Ah电池16节；220V UPS一台；蓄电池智慧管理主机一台，蓄电池采集监测终端4个。如图4所示

说明：通过蓄电池智慧管理系统的均衡管理，该电池组电压极差及电压标准偏差都明显减小，经过13天后，电压极差由3.7V降为2.4V, 电压标准差由1.9V降为1V,电池的均衡性显著改善。由于电池还在均衡中，电池的均衡性还将进一步提高。

通过蓄电池智慧管理系统的均衡管理，电池组电压极差及电压标准偏差都明显减小，电池的均衡性得到显著改善，从而有效地提高安全性和可靠性，延长电池的使用寿命。

4、关于蓄电池大数据的统计、分析、预警、预测和提高蓄电池维护人员对数据掌握的及时性和实时性的研究方案

通过软硬件的配合，集成了中央控制器、控制器从机、蓄电池监测终端、电流传感器、云端服务器、手机客户端、通信通路和开发的专用软件，实现了实时监测蓄电池的单体电压、温度、内阻、极化电容、极化内阻和充放电时的电压、电流等指标，分析蓄电池电池的荷电量SOC及健康状态SOH。监测数据和统计分析结果实现在PC电脑上和手机终端上实时显示。

二、某电力公司蓄电池智慧运维系统创新的应用价值

1、通过综合性维护手段，延长蓄电池使用寿命30%以上

2、通过增加检测蓄电池的极化电阻、极化电容，更加准确地并提前检测出问题蓄电池，避免误判。

3、通过蓄电池智慧管理系统的均衡管理，电池组电压极差及电压标准偏差都明显减小，电池的均衡性得到显著改善，从而有效地提高安全性和可靠性，延长电池的使用寿命。实现把蓄电池维护由出现故障后维护调整为实时在线维护。

4、大数据统计方式管理存储分析数据,，为高效维护蓄电池提供依据

能充分了解电池组寿命周期管理历史数据的同时可以作为制定有效管理提升的方案的数据依据. 在维护质量显著提高的同时，可以显著降低蓄电池维护成本。

5、采用移动终端与PC多种数据查询模式，随时随地用手机查看蓄电池当前的工作状态，使用方式快捷简便，软件操作设定简单，能够提升管理工作效率。 

6、对蓄电池进行放电试验时，利用蓄电池监测系统测试数据实时显示并且进行存储记录分析，蓄电池放电柜只需配置放电负载即可，可极大节省放电柜初期建设投资成本，同时可解决蓄电池核容放电试验数据以前未存储的缺陷。

综上所述，某电力公司联合西安广深电气有限公司所进行的智慧电池管理系统科技公关项目，从功能、技术与系统特点等多方面看，使电力直流电源系统管理功能更加完善和高效，同时实现建设维护成本节约、运维管理方式改进提升，极大延长了蓄电池寿命，提高了蓄电池的可靠性和安全性，提升了蓄电池的日常维护模式，提升了蓄电池维护效果和效率，节省了建设投资和运维成本，具有可推广性。更多技术资讯请做致电400-9936610（广深直流屏技术服务中心）