【关键词】蓄电池 在线监测 智能监控
1、设备综述
1.1设备用途
蓄电池智能在线监测系统主要用于发电厂、供电局、储能电站（风能、太阳能等）、通信机房基站、军队和交通等用直流系统及UPS后备电源，监测蓄电池组的电压、内阻、充放电电流、温度、剩余电量等数据，为蓄电池维护和运行提供可靠依据。
1.2设备特点
1.2.1具有独特的蓄电池剩余电量监测和内阻测量方法；
1.2.2实时、高速、高精度、高准确信号采集，安全、可靠；
1.2.3端电压、单电压、单体内阻、充放电电流、充放电电量、温度的可靠采集；
1.2.4单体电池损耗程度的判断；
1.2.5安装方便，实时进行全程监测；
1.2.6蓄电池组网络化监测；
1.2.7故障信号报警；
1.2.8能生成数据报表且能随时打印。
2、系统构架
2.1系统结构主要包括：采集模块、放电模块、中央处理模块、显示模块、控制模块、报警模块、通知模块和按键。采集模块实时采集蓄电池组电压、电流、温度和内阻等基本参数；中央处理模块对采集的数据进行转换、分析、计算；显示模块主要显示测试结果以及显示控制模块对仪器的参数设置，且通过以太网将数据上传主机，实现远程监测，监测主机软件能存储、分析数据，并在就地进行报警，也能将报警发短信到指定手机。
2.2系统构架图
2.3原理及实现方式
按蓄电池放电特性采用直流放电法测试内阻，设备连接一个大功率负载，接通几节电池放电，产生一个大电流，用欧姆定律计算出蓄电池组每块电池的内阻值。
接通蓄电池连接负载模块的放电开关，蓄电池向负载模块大电流放电，时间在3.25秒，在这段时间内，采集放电电流和开关通断瞬间的电压差，由此计算出准确的蓄电池内阻值。
2.4安全性
直流放电法测试内阻是一个按照蓄电池工作方式进行的测试内阻方法，是按照蓄电池的工作特性来测试内阻的，正常蓄电池能连续恒定提供0.1C的电流10小时，也可以瞬间提供一个1C的大电流几分钟至几十分钟。蓄电池不怕短时间大电流放电，而是怕过放电、怕过充电、怕充电机不合格充坏电池。蓄电池有时会以几百安培的电流放电，有时机房基站停电会以几十安培放电几小时，都是正常的，不会损坏蓄电池。反之，不放的却一直处于浮充状态的蓄电池容易损坏。
采用测试内阻方式一周进行一次可预测电池老化，同时测试频率并不算高。因此不会对蓄电池本身造成任何伤害，反而会激活一下电池，延长使用寿命。
3、主要特点分析
3.1实时数据监测：通常采集、存储和发布遥信、遥测等数据。具体采集蓄电池直流电源系统的运行参数主要包括蓄电池运行环境温度、蓄电池运行电流、蓄电池放电容量、蓄电池直流内阻、蓄电池放电容量、蓄电池单体电压及端电压。当某节蓄电池内阻超出阀值，整条柱显示红色，鼠标移到每条柱状时会显示单节电池序号和内阻值。
3.2电池性能分析、预估：对蓄电池进行动态及静态的数据采集，根据采集的数据进行系统综合分析，预估电池的性能，实现对电池损耗的优劣等级判断。
3.3电池故障及时告警：根据提前设定的相关条件和定值判断蓄电池运行参数是否在安全工作范围内、蓄电池是否老化、环境条件是否变化等，提供声音、滚动、实时提示窗口告警，支持声光告警和短信告警。
3.4维护帮助与指导：内嵌智能化的蓄电池性能分析数学模型，实现各单体及整组蓄电池性能变化趋势和性能诊断，并可自动进行异常报警、容量预测及提出建议。比如能根据多种实测数据，智能诊断给出需继续除硫活化、需立即进行单体更换、需整组跟换、需现场排除物理性故障隐患等不同的建议，指导开展维护工作。
3.5分析统计报表：每月自动生成月报表，综合国内外专家经验值和多年蓄电池内阻测试经验，并且根据实际应用要求和用户需求，对历史数据进行统计、分析，并输出相应报表，自动分析并提示哪些蓄电池需活化、哪些蓄电池需更换，同时提供曲线图、饼图等多种展示方式。
3.6数据查询、查看：设定查询条件，查询检测的历史数据、历史告警及处理结果等。
3.7应用专题：可以根据用户需求和实际现场需要，做趋势分析、类比分析、多参量分析、专家模拟诊断等。
3.8用户管理：可以添加用户、删除和修改用户，对用户权限进行配置。
3.9事项日志：能够记录系统用户的登录日志、信息修改记录等。
4、蓄电池智能在线监测装置
4.1通过蓄电池智能在线监测装置在线测量蓄电池各单体电压、电流、温度等实时数据，并且对基于除硫过程的动态多维测量分析计算模型，不需要深度放电，即可准确判断单体电池的真实状态和劣化程度，达到与核对性放电试验一样的测试效果。
4.2根据事先设定的除硫条件，对满足除硫条件的蓄电池进行脉冲谐振活化除硫以消除电池劣化，提升电池容量，与此同时维护系统对蓄电池组定时进行脉冲谐振活化，使得长期处于浮充条件下的蓄电池活化，延长蓄电池运行寿命。
4.3根据电池单体情况，有针对性的进行能量补充，使整组达到均衡状态，以避免个别电池因不均衡出现过充电的情况，提高蓄电池运行寿命。
4.4根据不同的电池数量以及电池组数，可实现多组设备级联的功能，以实现设备适用多节多组电池应用。同时具备有线、无线网络通信功能，设备配有有线与无线网络通信功能，以实现远程对设备数据的采集和监控。
5、结束语
总而言之，蓄电池智能在线监测系统是一款通过以工业级元器件搭建、以高性能单片机为控制核心的智能级实时监测产品，数据温度可靠，同时能节省人工费用，带来可观的经济效益。
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[4]田娟、王成.蓄电池在线监测系统的设计与实现.单片机开发与应用.
[5]王允苗.关于蓄电池在线监测系统的问题分析与发展.科技博览
论文作者:张吉
论文发表刊物:《中国电业》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/18
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