直流系统后备蓄电池组的智能运维装置研究、

直流系统后备蓄电池组的智能运维装置研究、

李明洪

内蒙古呼伦贝尔市华能伊敏电厂 021134

摘要：石油化工控制设备、通信设备和消防设备的备用蓄电池组的日常维护和正常运行，直接关系到供电系统的应急能力。从系统组成、工作原理、蓄电池容量计算分析、系统安全可靠性等方面，介绍了直流系统后备电池远程智能操作维护系统，并采用远程在线检测容量的方法，可以减少测试工作量，提高维护的安全性，对直流系统后备电源的安全运行具有重要意义。

关键词：信息与物理系统；蓄电池组；智能运维；远程核容；在线监测；直流系统

１直流系统蓄电池组远程智能运维系统介绍

1.1传统离线式运维模式和远程智能式运维模式的对比

传统离线式运维模式和远程智能式运维模式对比见表１所列。

表１　传统离线式运维模式和远程智能式运维模式对比

1.2研究思路

传统运维演变为智能运维过程如图１所示。传统运维系统是通过人的大脑学习蓄电池运维知识，然后定制运维计划，将核容测试机器搬运到现场和蓄电池组连接，人工操作机器的交互界面核容测试机器执行工作，测试结束后，运维人员记录测试结果并根据测试标准对比测试记录的数据，判断电池是否合格，运维工作结束。整个运维过程人力投入大，且运维结果完全依靠人工判断，主观因素会导致结果的不准确。

图１　传统运维演变为智能运维过程示意

在远程智能维护运维模式中利用信息系统和智能制造的特点，增加智能传感器来代替人的感知器官，开发自动化机器来代替人的肢体控制，建立容量核算、内阻预测、剩余容量预算等数学模型来替代人的大脑分析和决策。工作人员操作应用层的管理软件来启动蓄电池组运维工作计划，软件根据设定好的运维策略给安装在现场的机器发送指令，现场机器根据指令启动工作，物理传感器获取机器工作的状态信息及蓄电池信息及时反馈给软件，软件通过模型来对比数据，需要调整时发送指令给机器进行调整，指导运维工作结束，分析处理运维数据，并给出运维的结果，全过程数据都是客观的，不存在主观数据，使运维工作方便、准确、安全、稳定。

1.3系统组成

直流系统蓄电池组远程智能运维系统组成。

蓄电池组远程智能运维系统由三部分组成：

1）物理感知层。物理感知由采集模块和远程充放电装置组成，蓄电池监测传感器及充放电核容装置实现对电池组每节电池的电压、母线电压、充放电电流、环境温度等各项参数的采集监控;可控制本地充放电装置实现远程充放电核容;可设定本地装置实现对电池组的均衡。

2）网络交互层。每台设备配置协转模块，通过光纤或以太网接入公司内部网络交换机，由交换机分配固定端口，监控中心设置数据处理服务器并与各端口的设备通信，实现数据处理、备份。手机、电脑、平板等终端设备登入平台后，可通过内部网络访问授权的本地设备。

3）平台应用层。平台使用浏览器/服务器模式架构B/S（Browser/Server），使用者无需安装客户端，终端或移动设备，直接通过Web浏览器访问或操作。B/S架构直接放在广域网上，通过不同的访问权限访问相关授权内容，支持多用户访问，交互性较强。现场维护人员、监控中心运维人员、管理者根据不同的角色授权，可同时进行相关的业务查询机操作。

2应用案例介绍

２０１９年中石化系统内开始应用直流系统蓄电池组远程智能运维系统。

平台软件通过网络远程启动或停止智能运维终端进行充放电、单体内阻测试等。智能运维终端实时上传监控数据，可通过本地显示查看属地设备状态及蓄电池运维情况。

该系统设备采用一体化安装能有效地保证系统的完整性。所有装置实现自动化控制且具有状态监控及反馈功能，任何异常情况发生时系统会及时地启动自我保护功能，保障运维过程安全、可靠。

该系统主页面采用实时地图模式，从地图上可直接查看每个站点的情况，站点的显示图标用"红、黄、蓝、绿"四种颜色代表了基站的"电池落后机房、电池报警机房、电池放电延时机房、正常机房"四种状态，点击图标可查看每个站点电池的具体情况。选中具体站点可进入设备状态监控页面，点击启动核容测试并完成对核容参数的设定，可通过监控页面的电路拓扑图，观察各个测试节点的状态，实时掌握运维过程的细节状态。

日常定期巡检工作可通过软件界面查看，点击具体站点，查看实时状态，可直观地看到每节电池的电压、温度、内阻信息，信息以表格及柱状图显示，柱状图通过横向对比可查看状态最差和最好的电池，点击想查看的柱状图可显示该电池的历史测试数据，并以时间轴绘制历史曲线进行对比，可直观地看到电池的变化情况，进一步了解电池的健康状态。

核容充放电历史查询，可查看每组电池的所有充放电数据，数据包含主动核容和停电核容两种类型，数据显示了电池组电压、整流器电压、电池组电流、各节电池的电压、各节电池的温度在充放电核容过程中的曲线，同时以柱状图展示各节电池在不同时间点的电压、温度、剩余容量等信息。而且蓄电池组所有的充放电核容历史数据都可以进行电子表格输出及打印。

结束语

采用基于智能传感器和信息系统开发的直流系统蓄电池组远程智能运维系统在人员安全、放电科学性、节能环保、维护便利性等方面各项指标均优于传统维护技术。直流系统蓄电池组远程智能运维系统的作用是∶核容测试能准确地掌握电池组性能，智能有效避免电池组过充现象发生，准确预判电池组的续航能力为停电调度做出正确判断，严格把关电池组初装及质保期内合格率，有效筛选出存在问题的蓄电池、减少测试工作量和增加维护的安全性，大数据汇总及分析为决策层提供准确的基础数据。远程蓄电池在线核容测试对于通信电源的安全运行有着重要的实践意义。

参考文献

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[3]齐金龙.直流系统故障限流与保护研究[D].天津大学,2018.