BOMS蓄电池智能管理及自动维护系统(5.17).doc

BOMS蓄电池在线监测及自动维护系统正通BOMS 开创蓄电池免人工维护新时代！目前蓄电池组的维护主要由人工利用一些智能仪表、设备根据相关规范进行。而且有些维护工作费时费力还容易发生一些安全隐犯。且随着蓄电池组大面积广泛使用，人工维护显然不能满足实际需求，实际中由于蓄电池使用不当或维护不及时导致的安全事故在逐年增加。无需繁琐的放电容量实验.无需定期的端电压及温度测量.无需定期做均充.无需进行内阻检测.不用担心容量不足.不用担心火灾，爆炸.一、产品概述蓄电池在线监测及自动维护装置集在线监测、异常告警、在线检测及自动维护四大功能于一身。可在线监测蓄电池组的状态及各项参数，及时发现落后电池，进行异常告警，并对电池组的健康状况进行系统评估，提供状态维护、检修建议。同时装置能在线对电池组进行自动维护，确保电池组浮充时保持电压均衡，使每节电池都始终处于最佳活性状态，能有效抑制并消除硫化。具体采用对低于设定浮充电压的单体电池进行阶段性补充充电，夯实单体电池容量的同时提高了蓄电池组的后备时间，并且保证了整组蓄电池中单体电池的电压、容量整体一致性，打破“水桶原理”即使有落后电池存在也不会再影响其他电池性能。同时为日常维护中容量、性能试验提供一个“起点”一致的试验平台，提高了检测精度；此外，小电流脉冲还对落后电池的去硫有很好的效果。本装置智能化程度高，可以实现在线自动监测、检测及维护，使蓄电池组中的每节单体电池保持最佳活性状态，提高了电池后备时间及运行寿命，及时发现落后电池并自动做相应的维护，极大的减少了人力、物力维护成本，有效的进行节能减排，为使用单位创造很好的经济效益和社会效益。二、产品功能1、在线监测功能：实时监测的蓄电池组的：运行状态，总电压、总电流、环境温度、单体电压、单体内阻、单体电池负极温度、软连接条压降、电压均衡度、电池组容量、放电可持续时间；2、自动维护功能：在蓄电池处于浮充状态时自动巡检各单体电池电压，并针对低于设定浮充电压的电池（长期欠充）进行阶段性补充充电，并对过充电池进行单体放电以解除过充状态；对已经硫化的电池进行小电流脉冲除硫活化；3、异常告警功能：发现蓄电池组总电压、负极温度、单体电压、内阻、环境温度、电池组容量等参数异常，系统会通过告警方式，通知维护人员及时对蓄电池进行检查维护。4、核对性放电监测功能：核对性放电监测：通过实际负荷放电，深度可达50%，可设定四个核对性放电条件（总电压、单体电压、放电容量、放电时间），到达任一设定条件，系统会阶段性告警，提醒维护人员操作。并能将核对放电数据进行单独存放，便于分析处理。5、内阻检测功能：采用交流注入法原理在线进行内阻测量，可设定周期进行定期内阻测量，也可就地或远程手动控制进行内阻测量。6、容量估算和准确监测：建立科学的蓄电池剩余容量_SOC_数学模型，实时准确监测蓄电池组实际容量。首先通过约20分钟的短时间放电就能估算出电池组剩余容量，同时把电压、电流、温度、充放电时长等相关数据输入神经网络数学模型进行容量监测，当放电达到100%深度时，设备对电池组进行了第一次完整的学习，以后就能及时准确的对电池组进行剩余容量的实时监测。7、数据存储功能：系统配备SD卡和USB接口直接将数据存储到SD卡或U盘节省数据导出时间，充电数据、放电数据和报警过程数据每12秒要存储一次并进行了分类单独存储，有利于数据检索和分析利用，存储空间至少可能存储三年以上监测数据。8、数据分析和报表功能：配备强大的上位机监控分析软件，通过对监测和检测数据进行系统分析，绘制总电压、单体电压、充放电电流曲线图，容量柱状图、内阻趋势图、电压平衡度V趋势图等，可对蓄电池组健康性能和放电能力进行分析，准确甄别落后电池，可对蓄电池充电状态数据进行分析计算稳流稳压精度和纹波系数，为充电机性能分析和维护提供依据。可手动或自动生成各类符合客户要求数据报表。采用上位机实时监测的还可每月自动生成WORD板本的“监测和维护月报表”并自动存入用户指定的文件夹中。9、数据传输和组网：设备具有LAN(以太网)、RS485数据传输接口实现远程联网监控，并支持TCP、MODBUS、CDT、103、IEC61850等协议，数据格式符合DL/T 329-2010基于DL/T860的变电站低压电源设备通信接口中规定的直流通信数据、功能和信息建模要求。10、对时功能：提供对蓄电池在线监测及自动维护装置统一对时功能。三、产品性能特点：1、模块化架构设计，每个主机可监控2组，每组最多256节电池数据，每个采集维护模块负责6节电池的数据采集和自动维护，系统可对任何电压等级的阀控式铅酸电池或磷酸铁锂电池组进行在线监测和维护，模块化解决方案配置更加灵活，安装更加方便快捷。2、采集维护模块配有拨码器无需固定编号，可自由调换，安装维护方便快捷。3、显示与指示：采用5寸大屏幕液晶直观显示蓄电池运行状态、自动维护状态、设备存储状态及各项运行参数和告警记录。面板具有电源、设备故障、越限报警指示灯。4、参数设置：设备具有就地和远方对系统基本数据的重新设置、更改、删除功能。可就地进行参数设置或远程调阅和配置装置参数。5、告警方式：现场声光告警（可消音）、上位机及监控端告警、手机短信告警（配备GPRS模块可同时给4个以上手机发送告警短信。）6、供电方式：AC200V15% 50Hz供电,停电时自动转为被测电池组直流供电；7、安全隔离：装置和电池间所有连线都必需采用保险线；8、装置带有软件和硬件“看门狗”，设备如有异常将进行自动保护；9、补偿充电模块采用固态开关，无拉弧、无明火；10、可根据客户现场情况，灵活选择有线方式或无线方式进行组网和传输数据。四、技术参数：1、电压监测范围：120.0V 电压监测精度：0.1%2、内阻测量精度：(2.5%+25) 3、在线容量（SOC）：误差不大于10%，.4、电流监测范围：0500A（10A,300A,500A,可选）电流监测精度：1%5、温度监测范围：-10-+50 温度测量精度：0.56、补偿充电电流：2A 7、输入绝缘电阻：10M，600V8、通 讯 参 数：波特率（2400/4800/9600/19200bps）可设9、尺 寸：主机：200mm133mm41mm采集维护模块：182mm110mm28mm10、工 作 环 境：温度：-20-60，湿度10%-80%，无冷凝五、相关界面展示：全面直观的监控、远程参数设置和对时 强大的数据分析和报表功能现场直观全面显示和查询现场方面快捷的设置操作蓄电池在线监测及自动维护解决方案一、浮充制蓄电池组运行维护中存储的问题和解决方案：1、蓄电池组容量失效问题：蓄电池组容量失效主要有两方面原因：（1）、由于蓄电池硫化导致容量失效，电池组在长期欠充、过充过放、长期浮充、长期搁置等情况下容易产生硫化，导致容量失效；（2）、蓄电池失水导致容量失效，蓄电池在过充、浮充电流过大、浮充电压过高、环境温度过高、安装过程中水平度不够导致极柱拉扯产生缝隙、物理损伤导致漏液等原因失水导致容量失效。BOMS提供的解决方案：（1）、通过对蓄电池组中低于设定浮充电压的电池进行阶段性补充充电的方式，让整组电池都始终处于充盈状态来阻止电池硫化，对已经硫化落后的电池进行脉冲除硫处理来恢复电池容量；（2）、通过对蓄电池组的状态、总电压、充放电电流、温度、各单节电池电压、剩余容量、可持续时间的参数进行全面监测并设定报警门限，进行状态维护，防止过充或长时间在高温环境中运行。2、蓄电池容量监测问题：蓄电池作为直流系统中最为核心的部件，及时甚至实时了解其容量状况非常重要，目前蓄电池容量实验最准确的方法是恒流放电法，即整组电池充满后采用10小时放电率的电流进行恒流放电至其中任何一节电池到达保护终止电压，所需时间的乘积为整组电池的容量。这看似准确但如果到达保护终止电压的电池本身就是欠充的电池，这时就会得到一个错误的容量测试结果。并对电池的劣化状况做出错误判断。BOMS提供的解决方案：通过建立科学的蓄电池剩余容量_SOC_数学模型，首先通过约20分钟的短时间放电估算出电池组剩余容量，同时把电压、电流、温度、充放电时长等相关数据输入数学模型进行容量监测，当放电达到100%深度时，设备对电池组进行了第一次完整的学习，以后就能及时准确的对电池组进行剩余容量的实时监测。3、蓄电池组的安全使用问题：蓄电池组使用或维护不当容易发生安全事故，比如因硫化导致容量失效而产出掉电事故或因热失控导致火灾甚至爆炸事故等。BOMS提供的解决方案：通过对蓄电池组的状态、总电压、充放电电流、温度、各单节电池电压、剩余容量、可持续时间的参数进行全面监测并设定报警门限，进行状态维护，防止过充或长时间在高温环境中运行。确保蓄电池组安全可靠运行。4、蓄电池组寿命缩短问题：单个电池的使用寿命远比电池组长，经研究发现这是由于电池组在使用过程中处于不平衡状态，充放电也是不均衡的，而不断重复的充放电过程就更加剧了这种不平衡现象，从而使得某节蓄电池寿命缩短，继而导致整组蓄电池的使用寿命缩短。具体如下：整组电池充电的特性是，如电池组有一个或几个内阻变大的老化电池，起容量必然变小，充电器给电池组充电时，老化电池因容量小，将很快充满。充电器会误以为整组电池以充满而转为浮充态，以恒定的电压和小电流给电池组充电。其余状态良好的电池不可能充满，从而长期欠充。电池组将以老化电池的容量进行充放电，经过多次浮充放电浮充放电的恶性循环，容量不断下降，电池后备的时间缩短。BOMS提供的解决方案：在浮充状态对低于设定浮充电压的单体电池（长期欠充的电池）进行阶段性补充充电，使电池组中每节电池均处于充盈状态（最佳活性状态），使整组电池真正达到平衡，从而打破“水桶原理”，即使有落后电池存在也不会再影响其他电池性能。让整组电池的使用寿命可比单个的电池寿命。5、方便准确的解决落后电池甄别问题：众所周知个别落后电池会影响整组电池性能，所以及时发现和处理落后电池是蓄电池维护工作中的重要内容。目前采用内阻测试方法进行落后电池甄别是认为可靠的，但前提是内阻测试的准度要很高，因为蓄电池内阻本身微欧级别的微小参数。而且电池处于不同状态时内阻相差较大，如果在电池组处于不平衡的状态下（有的充饱有的没有充饱）进行内阻测试来甄别落后电池就很容易得出错误的判断。BOMS提供的解决方案：首先BOMS使蓄电池组各单节电池处于充盈状态，为测试提供一个一致性平台，提高甄别的准确度，然后通过测量电池内阻来判断落后电池，也可通过充放电过程中单位时间电池电压的变化程度V大小来准确的判断电池的劣化状况。甚至还可在长期浮充过程中则通过各电池自放电率大小来甄别落后电池（自放电大的电池使用的单体充电功能频率高），即BOMS同时提供了三种甄别落后电池的可靠方法。6、蓄电池管理和维护工作繁重问题：目前蓄电池组的维护主要由人工利用一些智能仪表、设备根据相关规范进行。而且有些维护工作费时费力还容易发生一些安全隐犯。且随着蓄电池组大面积广泛使用，人工维护显然不能满足实际需求，实际中由于蓄电池使用不当或维护不及时导致的安全事故在逐年增加。 BOMS提供的解决方案：实时监测了蓄电池状态、总电压、充放电电流、温度、各单节电池电压、剩余容量、可持续时间的参数，并有异常告警功能，使蓄电池的维护工作从定期维护为主转到全面状态维护，大量的繁重的维护工作得以免除。无需繁琐的放电容量实验.无需定期的端电压及温度测量.无需定期做均充.无需进行内阻检测.不用担心容量不足.不用担心火灾，爆炸.BOMS实现了蓄电池远程智能管理，在线自动维护，从根本上解决了蓄电池使用及维护难题，大大减少电池的淘汰，解放了用户人力和维护设备的投入，极大的降低了用户的成本，降低安全风险，对蓄电池管理和维护具有里程碑样的意义。具有良好的实用价值和社会价值。二、BOMS给用户带来的实际效益：人力维护成本大幅度降低，不到原来的人力投入的20%，最少可降低80%维护设备投入降低50%电池组寿命可延长1.5倍到2倍。使每年蓄电池资金投入降低1半左右。蓄电池管理成本大幅降低1半以上。蓄电池系统安全性和可靠性大幅度提高，事故率能降低70%以上。三、BOMS系统构成及各部件功能：控制主机：可同时对两路蓄电池组（每组最多256节）进行管理，采集蓄电池组总电压、充放电电流、进行容量计算，进行异常告警、提供多种接口进行数据传输通信、存储、显示、内阻测试和告警参数设定。采集维护模块：每个模块采集维护12节2V电池或6节6V/12V电池；采集每节电池电压、内阻（手动或定期自动测量）和负极温度（电池温度的最高点），对所负责的12节电池中断电压低于设定浮充电压（长期欠充）电池进行阶段式补充充电。对过充电池进行单体阶段性放电，对落后电池进行在线脉冲活化。监控平台：普通PC电脑，安装上位机软件（客户端），实时进行监测报警分析。上位机软件：实时显示监测数据、报警、数据存储、数据分析、生成报告报表。四、系统安装： 五、设备供电：主机采用AC220V15% 50Hz供电，当市电中断时自动转为被测蓄电池组直流供电。六、安全性设计：l 采用AC220V15%,50Hz供电，当市电中断时自动转为蓄电池组直流供电；因为长期使用被测电池电源，会导致电池因长期微小电流放电而加速劣化。l 和电池间连线都采用保险线，防止电池短路而引起火灾； l 装置带有软件和硬件“看门狗”，设备如有异常将进行自动保护；l 补偿充电模块采用固态开关，无拉弧、无明火；l 充电模块端有自动保护设计。七、适用性设计：模块化架构设计，可对整组任何电压24V/48V/110V/220V/380V/450V等级的阀控式铅