[实用新型]一种电力系统中锂电池储能式直流电源控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及在线储能式直流电源领域，特别涉及一种电力系统中锂电池储能式直流电源控制系统。

背景技术

目前电力系统中的电力操作电源都采用直流电源，它为控制负荷、动力负荷以及直流事故照明负荷等提供电源，是当代电力系统控制、保护的基础。直流电源主要应用于电力系统中的小型发电厂、水电站、各类变电站，其他使用直流设备的用户( 如石化、矿山、铁路等)，在开关分合闸及二次回路中的仪器、仪表、继电保护和故障照明等场合也适用。当电网未供电和电网掉电时，一切操作、显示、继电保护和故障照明等，均需直流电源支撑。

传统的直流电源柜（俗称直流池屏）都采用铅酸、镍铬蓄电池储能，这些电池具有污染、寿命短的缺陷，随着锂电池技术的发展，磷酸铁锂电池的很多特性更适合直流池屏储能。

另外传统电力系统中的电力操作用的直流电源，多采用模拟仪表检测、模拟信号传递，其线路复杂、线路多而远距离传送，存在信号易受干扰、计量精度低速度慢、处理不能智能化、不能与智能电网配套或无线远程管理等不足，特别是不能对储能电池组进行实时的科学管理。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种电力系统中锂电池储能式直流电源控制系统，作为电力系统中的电力操作用的直流电源，实现包括充电(浮充、恒充、定充) 控制、放电控制、电池检测、电池均衡、优化使用、操作切换、冗余备用、电池保护、远程监测监视和网络智能控制及与智能电网配套等众多综合性能。

为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种电力系统中锂电池储能式直流电源控制系统，包括接入切换单元、储能斩波单元、电池均衡器、双向逆变器、储能锂电池组及系统控制器，所述接入切换单元的一路控制接点依次与双向逆变器、用电切换单元相连，用电切换单元分别与供电网、用电负载及系统控制器相连；系统控制器中的系统电脑通过Profibus-DP及Modbus现场总线分别与接入切换单元、双向逆变器、储能斩波单元、电池均衡器、电池温度检测单元及用电切换单元相连，系统电脑还分别与报警器、显示屏和GPRS无线通讯模块相连构成网络智能控制系统。

所述接入切换单元中操作控制器控制电子开关QF1、QF2和QF3开闭，当QF1和QF2闭合、QF3打开时，控制接点QF11、QF12分别与控制接点QF21、QF22连通；当QF1打开、QF2和QF3闭合时，控制接点QF31、QF32分别与控制接点QF21、QF22连通；所述操作控制器中包括嵌入式微电脑、键盘、LCD显示屏、USB接口和RS-485接口，嵌入式微电脑的开关量输出端与开关量输出驱动单元相连。

所述双向逆变器中包括电压变换电路、逆变器、滤波器及双向逆变器控制器，电压变换电路的输入信号取自接入切换单元的控制接点QF11、QF12的直流输出，接触器K合上时，直流信号经电容C1、电感L1及开关管T7形成脉动方波，由开关管T1、T2、T3、T4、T5、T6 和电容C2组成的逆变器转化成三相交流电，由电感L2、L3和电容C3组成的滤波器滤波后经输出端QF41、QF42、QF43输出至用电切换单元。

所述电池温度检测单元中温度传感器Tn发出的温度信号经上拉电阻Rn输入网络数据采集器，网络数据采集器检测并与系统控制器通讯。

所述网络数据采集器由信号接入单元、信号变换单元、隔离放大模块和嵌入式微电脑依次连接组成，所述隔离放大模块由电容隔离组件U1、放大器U2、电阻网络U3组成，其中电容隔离组件U1由电子开关Kc₁₁、Kc₁₂、Kc₂₁、Kc₂₂、电容C6、C7组成，电子开关Kc₁₁、Kc₁₂、Kc₂₁、Kc₂₂以固定的高速频率在输入和输出之间切换，当检测电压、电流和热电耦信号时，信号由B1、B2进入，当检测热电阻信号时，信号由B1、B2和B3进入，电子开关Kc₁₁、Kc₁₂切换到输入时，信号给电容C6、C7充电，开关Kc₁₁、Kc₁₂切换到输出时，信号传输给放大器，实现了传感器电路与放大电路的隔离；当检测热电阻信号时，热电阻的电压信号从B1、B2进入，给电容C6充电，导线的电压信号从B2、B3进入，给电容C7充电，由于电子开关Kc21的输出接地，使电容C6上的电压和电容C7上的电压相减，抵消了部分导线对热电阻的影响，提高了热电阻的检测精度，也实现了传感器电路与放大电路的隔离；