變電站用VRLA蓄電池SOC及SOH估計算法研究.pdf

1、閥控式鉛酸蓄電池(Valve Regulated Lead Acid，VRLA)又稱免維護電池，是變電站直流供電系統(tǒng)的重要組成部分，負責為電力系統(tǒng)中二次系統(tǒng)負載提供電力保障，以確保繼電保護、通信設備等正常運行。變電站中蓄電池一般串聯(lián)成組使用，由于“木桶效應”，有缺陷的電池如果長期存在則會導致整組電池的容量下降，加速其它電池老化，降低整組電池的可靠性。因此，變電站運行中，必須實時監(jiān)測每塊蓄電池的健康狀況(State of Health，S

2、OH)和其荷電狀態(tài)(State of Charge，SOC)，以確保電力設備的安全運行。
　　論文通過分析某電網區(qū)域內50多所變電站近5年的VRLA蓄電池歷史運行數(shù)據，概括出與變電站用VRLA電池SOC估計相關的多種影響因素。在實驗室條件下進行不同溫度、不同工況實驗，提取VRLA蓄電池典型OCV(Open CircuitVoltage)-SOC曲線，借鑒國內外常用的VRLA電池等效模型和SOC估計模型，結合變電站蓄電池組長期處于浮

3、充狀態(tài)和一般兩年才進行一次全容量核對性放電的實際工況和實際工作環(huán)境，選用五階OCV-SOC模型，引入溫度、循環(huán)次數(shù)等參數(shù)對電池實際容量進行補償修正，采用擴展卡爾曼濾波算法(Extended KalmanFilter, EKF)進行電池SOC估計，并在MATLAB/Simulink模塊里構建EKF算法模型進行實驗數(shù)據仿真分析，驗證本算法的精確性和可靠性。然后重點研究VRLA蓄電池SOH與電池溫度、SOC、內阻、電壓等參數(shù)之間的關系建立蓄電

4、池本體參數(shù)-蓄電池運維工況-壽命模型，在實驗室條件下進行高溫浮充老化加速實驗，進行多因素綜合分析，建立面向變電站用實際工況下的VRLA電池老化模型和SOH估計算法，并詳細介紹了整個算法的實現(xiàn)過程和驗證過程。
　　論文以江蘇理士DJ100和DJ300型VRLA蓄電池作為研究對象，于實驗室恒溫恒濕柜里進行一系列不同溫度、不同工況充放電實驗，根據實驗數(shù)據，進行OCV-SOC數(shù)學模型公式的參數(shù)辨識和電池容量補償系數(shù)參數(shù)辨識，然后在Matl