电力系统蓄电池远程在线监控系统的应用研究

摘要

随着电力系统规模的不断扩大和各类生产业务系统重要性的不断增加，通信系统已经成为保障电力系统安全稳定运行所必不可少的重要部分。而通信蓄电池作为通信系统所必不可少的组成部分，在提高通信电源可靠性、维持通信设备稳定性方面有着不可替代的作用。蓄电池的性能状态受制造材料、运行温度、维护方法等多方面的影响，是一个非常综合复杂的系统，对蓄电池运行远程在线监控系统的研究设计一直受到制约，是电力系统运行工作的一个盲区。 为解决这一难题，本文尝试设计了一种蓄电池远程在线监控系统。本文由五个主要的章节组成: 首先分析了该课题的背景和重要性，指明设计一套蓄电池远程在线监控系统的重要意义，指出了蓄电池充放电的过程控制和对性能落后电池的在线处理是当前两大技术难题。 其次对电力系统中大量使用的阀控式密封铅酸蓄电池结构、原理、充放电特性和自放电特性做了描述和分析，并指出:蓄电池不恰当的维护会造成寿命缩短、性能下降甚至影响电力通信系统正常运行和检修工作。 再次详细分析了电池充放电及活化这两个在蓄电池远程在线监控系统中使用的关键技术。设计了一种新型的控制系统，以电压型PWM变流器作为核心主控电路，以SPWM算法作为核心控制算法，并且使用智能功率模块，从而解决了传统相控整流器存在的诸多问题。分析了铅酸蓄电池极板硫酸盐化的现象及原因，确定采用复合脉冲谐振法来实现对蓄电池硫酸盐故障的活化修复。 接着针对这两项关键技术进行了详细的设计。主要针对PWM变流器的控制方案、电流内环控制、电流前馈控制、电压外环控制进行了原理分析和数学计算。设计了复合脉冲谐振法电路和失效电池跨接电路，描述了基本电路单元的结构，并进行了实际的试验。 最后介绍了实际的系统实现及应用。本文阐明了蓄电池远程在线监控系统设计目标、主站及分站系统的硬件结构及系统软件结构，实际展示了蓄电池远程在线监控系统的界面及实现的功能。

目录

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摘要

第一章绪论

1．1课题背景及研究意义

1．2蓄电池智能管理系统概述

1．3国内外研究现状

1．4论文的主要研究工作

第二章电力系统蓄电池运行特性分析

2．1 铅酸蓄电池的结构

2．2铅酸蓄电池的工作原理

2．3铅酸蓄电池的充放电特性

2．3．1充电特性

2．3．2放电特性

2．4自放电性能

2．5影响蓄电池寿命的原因分析

2．6本章小节

第三章电池充放电及活化关键技术

3．1 PWM变流器控制电路

3．2复合脉冲谐振法活化电路

3．2．1 铅酸蓄电池极板硫酸盐化的现象及原因

3．2．2铅酸蓄电池的活化修复技术

3．2．3复合脉冲谐振法

3．3本章小节

第四章系统设计方案

4．1．1 PWM变流器的控制方案

4．1．2电流内环控制

4．1．3电流前馈控制

4．1．4电压外环控制

4．2复合脉冲谐振法电路方案设计

4．2．1基本电路单元

4．2．2在线核容智能模块

4．2．3复合脉冲谐振法的实验结果

4．3失效电池跨接电路设计

4．3．1 无隙跨接电路的基本单元

4．3．2无隙跨接电路的实验结果

4．4本章小节

第五章系统实现

5．1系统硬件设计

5．1．1系统设计目标

5．1．2系统硬件架构

5．2软件系统设计

5．2．1系统软件架构

5．2．2系统上位机界面

5．3本章小节

第六章结论和展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文