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摘要：常规直流电源系统采用蓄电池串联组的方式,串联模式下许多问题难以解决。本文介绍了并联智能电池组技术，在在线核容、在线检修等方面均有显著优势。
关键词：并联；蓄电池；在线；优势
1 引言
变电站蓄电池组作为变电站应急电源，在全站交流系统交流失电情况下，提供保护测控、开关操作、通讯电源、事故照明等应急电源，意义重大。常规直流电源系统采用蓄电池串联的方式，采用充电机+蓄电池组+蓄电池巡检模式。目前蓄电池串联模式下许多问题难以解决。
1.1 变电站蓄电池组可靠性不容乐观
单只蓄电池连接线问题，造成整组蓄电池不能正常带载；蓄电池中最差1只蓄电池容量决定整组蓄电池容量，使在全站交流系统失电情况下蓄电池组不能发挥应有作用；更换蓄电池于原运行的电池性能不匹配，总成整组电池性能迅速下降。
1.2 串联蓄电池组不能在线维护（方便性）
目前铅酸蓄电池组容量因电池的记忆效应，只能靠定期离线全容量核容实验才能确定实际容量；即使发现蓄电池内部质量问题也不能进行在线更换维护。需要备用蓄电池组并联带载，再退出问题蓄电池组维护。
1.3 蓄电池难于分散布置（适应性）
随着智能化变电站的实施，技术上已实现保护测控装置按间隔就地分散布置，而直流电源能否按间隔分散就地布置，以提高电源可靠性、减少电源电缆数量、优化变电站设计。而传统的蓄电池组难于分散布置。
1.4 蓄电池组一次二次投资比重较大（经济性）
串联蓄电池组冗余方案只能采用相同数量串联电容器组作为备用，经济性不好；常规维护中蓄电池端电压校验、核容实验占较大工作比重。
2 并联电池技术原理及实现方法
通过将单只蓄电池与匹配的AC/DC充电电路、DC/DC升压电路等部件创新设计为“间接并联智能电池组件”，并通过多套组件并联，组成满足实际需要的直流电源系统。
单只的并联用智能电池组件基本原理如下图所示：
2.1 由上图可以看出，组件通过将单只蓄电池与匹配的AC/DC充电组件并联，再通过 DC/DC 升压获得直流母线额定电压。正常情况下将外部输入的交流电源通 AC/DC、 DC/DC 变换转换为负载所需的直流电源，同时对单只蓄电池进行浮充电；事故情况下，由组件内的蓄电池通过 DC/DC 升压模块对负载放电，提供事故状态下的直流电源。
2.2 应用中可取代常规设计的“充电机+蓄电池组+蓄电池巡检”装置组合，以多模块并联冗余方式，解决常规蓄电池串联产生的“个体质量影响整组”、“不能在线维护”、“新旧电池难以匹配”等问题。
2.3 可依据负荷性质及分布情况，结合变电站电气总平面、继电器小室或二次设备室布置，配置多组并联蓄电池组。
当并联型智能直流电源系统需要进行蓄电池核容时，系统监控单元向系统中一个电源组件下发核容指令， 该组件的智能电路控制其转为蓄电池供电状态， 并动态调节实现蓄电池以 0.1C 恒流放电。同时累记蓄电池放电容量直至核容完毕，并自动转为交流供电状态，为蓄电池充电。该蓄电池充电完成后自动开始另一个组件的核容。
3 并联型智能直流电源系统技术优势
3.1 在线核容技术
在不停电的情况下，由直流微机监控装置远程控制将待核容模块进行全容量放电，并保证其它模块在市电供电下正常工作。在不停电的前提下完成单个待试验模块的在线核容。
3.2 馈线短路故障隔离技术
并联型智能直流电源系统蓄电池并不是直接挂在直流母线上，而是通过 DC/DC 转换模块接于母线。因此当馈线故障时，通过系统的模块装置瞬时（4ms内）提供大电流(超过 600A)来驱动馈线开关跳闸，实现故障隔离。
3.3 在线检修更换蓄电池技术
并联智能电池直流电源系统中的每只蓄电池对应一个并联智能电池组件，系统中各蓄电池之间相互独立，无直接联系。并联电池组件采用插拔式接头，可以带电热插拔。系统采用 N+M备份方式，一个并联电池组件退出系统对系统供电无影响。蓄电池在线更换只需将相对于的并联电池模块交流输入开关及蓄电池输出开关断开，即可对蓄电池进行更换。无需停电。
3.4 直流电源系统分布式布置
根据并联智能电池组件的特点，可灵活选择组件数量，可实现不同配电区域的直流系统分布式布置。
3.5 直流电源质量高
将一只 12V 蓄电池配置一个并联智能电池组件，组件对蓄电池充电端及高压输出端分开，使组件对蓄电池的充放电管理更加精细化，使智能组件高压输出端电压更稳定，纹波更小，电能质量高。
4 组件内单蓄电池类型、电压、容量选择
并联型智能直流系统采用单只 12V 蓄电池直接与组件连接，系统容量由并联的组件数量决定。并联型智能电源系统由于电源组件输出直接挂在直流母线上，而蓄电池未直接挂在直流母线上，因此计算电源组件数量时，只需按各系统经常性负荷和事故负荷来计算。由于电源组件具备短时输出最大功率功能（ 60s 内输出 2 倍额定功率），因此对于冲击负荷，计算电源组件数量时可不予考虑，仅核算即可。组件数量按 N+1原则（ N≤6 时）或 N+2（ N≥7 时）冗余配置。
4.1 电源组件数量选择
需求容量：P1=PJ-Ps
论文作者:刘士品1,张雷2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/25
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