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北京金業(yè)順達科技有限公司
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深松蓄電池官方網(wǎng)站 深松蓄電池國內(nèi)首套光伏發(fā)電并網(wǎng)接口一體化裝置投入運行 近日，國內(nèi)首套光伏發(fā)電并網(wǎng)接口一體化裝置在浙江省嘉善國際木雕城已投入試運行10天，裝置數(shù)據(jù)穩(wěn)定，效果顯著。 該光伏一體化裝置由嘉善縣供電局與南瑞繼保電氣有限公司聯(lián)合研制開發(fā)，應(yīng)用于分布式光伏發(fā)電與電網(wǎng)連接，實現(xiàn)了分布式光伏發(fā)電信息的采集和運行控制。是實現(xiàn)光伏運行監(jiān)控主站監(jiān)測與控制分布式光伏發(fā)電的關(guān)鍵設(shè)備之一，起到“承上啟下”的作用。并網(wǎng)接口裝置與逆變器之間采用多種通訊方式，如無線通信、光纖通信等。具有技術(shù)優(yōu)秀、功能齊全、設(shè)計標準、安裝方便、通信靈活的特點，滿足了國網(wǎng)公司、省公司對并網(wǎng)點的要求，為光伏電站信息接入提供了一個完善的解決方案。 據(jù)介紹，該裝置在國內(nèi)首次實現(xiàn)一個裝置融合了傳統(tǒng)繼電保護、測控、電能質(zhì)量、遠動四項功能，改變了傳統(tǒng)至少需要三個裝置才能實現(xiàn)的功能，為用戶節(jié)省了成本，據(jù)可靠統(tǒng)計，每個接入點可為用戶節(jié)約成本至少7萬元，具有較大的推廣應(yīng)用價值。 深松蓄電池官方網(wǎng)站 模塊化UPS的兩種典型架構(gòu) 1)分布式架構(gòu) 圖1中展示了分布式模塊化UPS的系統(tǒng)架構(gòu)。 圖1 分布式結(jié)構(gòu)的模塊化UPS架構(gòu) 分布式是早期模塊化UPS經(jīng)常使用的一種架構(gòu)。此類模塊化UPS系統(tǒng)層面上等價于數(shù)臺獨立的UPS直接并聯(lián)，其功率模塊利用小型UPS改造而成，可自主獨立工作，其特點是：除整流、逆變的控制外，均流與邏輯切換也由內(nèi)部控制單元控制;內(nèi)置容量與功率模塊容量一致的靜態(tài)旁路，在旁路模式時，由每個模塊內(nèi)的靜態(tài)旁路共同承擔(dān)負載。 2)分布+集中式架構(gòu) 與之相對應(yīng)，圖2展示了另一類架構(gòu)的模塊化UPS。 圖2 分布+集中式結(jié)構(gòu)模塊化UPS架構(gòu) 分布+集中式結(jié)構(gòu)的模塊化UPS設(shè)備所有的功率模塊內(nèi)置控制單元用于本模塊的整流器與逆變器控制，而將整個系統(tǒng)的均流及邏輯切換等功能從模塊內(nèi)部控制單元中提取出來，由一個集中的控制模塊控制。為了消除可能引入的單點故障，該控制模塊及相應(yīng)通訊總線均進行1+1冗余。當(dāng)一個控制單元出現(xiàn)故障時，整個UPS系統(tǒng)中功率模塊可由另一處于熱備狀態(tài)的控制單元無縫接管系統(tǒng)控制，保障系統(tǒng)不間斷運行。同時，功率模塊內(nèi)不再內(nèi)置靜態(tài)旁路，系統(tǒng)配置一個靜態(tài)旁路模塊，其容量即為系統(tǒng)容量。 分散控制與分布+集中控制邏輯模式對比 分布式架構(gòu)的模塊化UPS采用分散控制邏輯模式，系統(tǒng)中每個模塊都含有一個完整獨立的控制單元，系統(tǒng)的主控模塊會通過一定的邏輯規(guī)則從系統(tǒng)內(nèi)所有模塊中選出，其余模塊作為從控模塊聽從主控模塊調(diào)度。當(dāng)UPS系統(tǒng)中的一個從控模塊出現(xiàn)故障時其余模塊仍正常工作，當(dāng)主控模塊出現(xiàn)故障時可通過一定的競爭規(guī)則來使得另一個模塊作為主控模塊，保障系統(tǒng)繼續(xù)正常工作。 分散控制邏輯模式的優(yōu)點在于每個控制單元都可以完成對系統(tǒng)獨立控制的工作，故不存在這方面的單點故障點。但缺點也很明顯，首先因為主控模塊既要處理本身的信號，又要協(xié)調(diào)各模塊之間的信號，所以控制邏輯比較復(fù)雜，軟件邏輯可靠性不高。其次各主控模塊故障后，會在剩余模塊中競爭產(chǎn)生一個模塊作為主控模塊，該過程中也容易發(fā)生競爭失敗導(dǎo)致系統(tǒng)故障。 分布+集中式架構(gòu)的模塊化UPS功率模塊內(nèi)整流、逆變的控制是分布的，而均流邏輯等控制則是集中控制模式，即采用獨立集中的控制模塊(如圖2中控制模塊)來檢測市電的頻率和相位，然后向每個模塊發(fā)出同步信號，各個功率模塊接受到此同步信號后通過自身的控制環(huán)輸出相應(yīng)頻率相位的正弦波。當(dāng)市電丟失時，集中控制模塊會自激產(chǎn)生同步信號發(fā)送給各個UPS模塊來保證各單元的輸出同頻同相。同時在均流的控制實現(xiàn)形式方面，集中式架構(gòu)的模塊化UPS依靠控制模塊來檢測整個系統(tǒng)的負載電流，然后除以系統(tǒng)模塊數(shù)量來作為各個UPS模塊的均流參考值，進而與各模塊輸出電流比較后求出偏差值來不斷調(diào)整各模塊的輸出電流，以保證系統(tǒng)內(nèi)模塊間良好的均流度。分布+集中控制邏輯模式的優(yōu)點在于采用獨立的均流與邏輯控制單元，均流度更好，且控制邏輯層級清晰，各功率模塊之間不存在競爭關(guān)系，軟件邏輯可靠性較高。為了保證集中控制單元的可靠性，避免單點故障，一般采用該架構(gòu)的UPS控制單元及通訊線路均會做1+1備份。1+1熱備份是常用的備份方式，其可靠性在各類系統(tǒng)長期運行實踐中已得到驗證。 綜合來說，集中式冗余架構(gòu)具有的優(yōu)勢是明顯的。 集中旁路與分散旁路對比 正如本文中兩種架構(gòu)圖所示，目前大容量模塊化UPS系統(tǒng)的旁路控制技術(shù)主要有兩種模式：1、系統(tǒng)集中旁路模式(UPS系統(tǒng)內(nèi)只有一套旁路系統(tǒng)，如圖2所示);2、系統(tǒng)分散旁路模式(UPS系統(tǒng)內(nèi)每個功率模塊都有一套旁路系統(tǒng)，如圖1所示)。集中旁路系統(tǒng)具有過載能力強，可靠性高的優(yōu)點，而分散旁路具有可擴容，成本低的優(yōu)點，但可能存在一定的可靠性風(fēng)險。 對于分散旁路模式，表面上看因分散布置，在UPS模塊冗余時類似于冗余設(shè)計，一處旁路故障，其它旁路仍可工作。實際上此種分散與冗余有本質(zhì)不同。旁路的主要器件為SCR。因為器件的離散性較大，系統(tǒng)工作在旁路模式時，各個旁路基本不可能處于均流狀態(tài);而為了保持旁路輸出的電壓波形完整，在旁路模式時不會進行開關(guān)動作，難以電流進行控制，僅依賴自然均流不均流度很難控制在25%以內(nèi)，電流大的模塊很可能因旁路過載而關(guān)機，影響系統(tǒng)供電連續(xù)性。 除了穩(wěn)態(tài)的均流問題，在瞬態(tài)時分散旁路系統(tǒng)也具有一定的風(fēng)險。在系統(tǒng)控制器發(fā)送切換旁路模式的信號之后，因為信號傳輸路徑、模塊控制器響應(yīng)速度、器件一致性等各方面原因，各個旁路很難同步切換，而先切換導(dǎo)通的SCR將承擔(dān)大部分負載甚至所有負載，極易導(dǎo)致該SCR失效。 一、故障現(xiàn)象及原因 1、反極的現(xiàn)象及原因 鉛蓄電池的反極系指蓄電池的正負極發(fā)生了改變，反極現(xiàn)象反映在兩個方面，一是由于鉛蓄電池在裝配組裝時某單格電池極群組接反或整個電池極群組接反。這種情況下會出現(xiàn)鉛蓄電池灌完酸用電壓表測量端電壓時其端電壓值小于各單體蓄電池額定電壓之和的現(xiàn)象或出現(xiàn)端電壓為負的現(xiàn)象。另一方面是鉛蓄電池在容量放電時在多個串聯(lián)使用中，由于某個蓄電池(或某單體蓄電池)容量較低或完全喪失容量。在放電時這個電池很快被放完電被其它電池進行反充電，使原來的負極變成正極，原來的正極變成負極，端電壓出現(xiàn)負值的現(xiàn)象。 對于前一種反極故障，在測量蓄電池端電壓時(多個單體電池組成的蓄電池)都可發(fā)現(xiàn)，若有一個單體電池反極，不僅失去該電池的2 V電壓，而且還要增加2 V反電壓，端電壓要降低4V左右。例如，對于額定電壓為12 V的電池，如測量其端電壓為8 V左右，說明有1個單格電池反極。如測量其端電壓為4 V左右說明有2個單格反極，如測量其端電壓為—4 V左右說明有4個單格反極，如測量其端電壓為—12 V說明6個單格均反極。 對于后一種反極故障，其端電壓值(負值)隨放電情況而不同。一般在檢測時，對于這種情況要及時將蓄電池從放電線路中摘除下來，以免對蓄電池有所損壞；葜萆钏尚铍姵貓髢r 2、短路現(xiàn)象及原因 鉛蓄電池的短路系指鉛蓄電池內(nèi)部正負極群相連。鉛蓄電池短路現(xiàn)象主要表現(xiàn)在以下幾個方面： (1)開路電壓低，閉路電壓(放電)很快達到終止電壓。 (2)大電流放電時，端電壓迅速下降到零。 (3)開路時，電解液密度很低，在低溫環(huán)境中電解液會出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。 (4)充電時，電壓上升很慢，始終保持低值(有時降為零)。 (5)充電時，電解液溫度上升很高很快。 (6)充電時，電解液密度上升很慢或幾乎無變化。 (7)充電時不冒氣泡或冒氣出現(xiàn)很晚。 造成鉛蓄電池內(nèi)部短路的原因主要有以下幾個方面： (1)隔板質(zhì)量不好或缺損，使極板活性物質(zhì)穿過，致使正、負極板虛接觸或直接接觸。 (2)隔板竄位致使正負極板相連。 (3)極板上活性物質(zhì)膨脹脫落，因脫落的活性物質(zhì)沉積過多，致使正、負極板下部邊緣或側(cè)面邊緣與沉積物相互接觸而造成正負極板相連。 (4)導(dǎo)電物體落入電池內(nèi)造成正、負極板相連。 (5)焊接極群時形成的“鉛流”未除盡，或裝配時有“鉛豆”在正負極板間存在，在充放電過程中損壞隔板造成正負極板相連；葜萆钏尚铍姵貓髢r 3、極板硫酸化現(xiàn)象及原因 極板硫酸化系指在極板上生成白色堅硬的硫酸鉛結(jié)晶，充電時又非常難于轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)的硫酸鉛。鉛酸蓄電池極板硫酸化后主要有以下幾種現(xiàn)象。 (1)鉛蓄電池在充電過程中電壓上升的很快，其初期和終期電壓過高，終期充電電壓可達2.90V／單格左右。 (2)在放電過程中，電壓降低很快，即過早的降至終止電壓，所以其容量比其它電池顯著降低。 (3)充電時，電解液溫度上升的快，易超過45℃。 (4)充電時，電解液密度低于正常值，且充電時過早地發(fā)生氣泡。 (5)電池解剖時可發(fā)現(xiàn)極板的顏色和狀態(tài)不正常。正極板呈淺褐色(正常為深褐色)，極板表面有白色硫酸鉛斑點，負極板呈灰白色(正常為灰色)極板表面粗糙，觸摸時如同有砂粒的感覺，并且極板發(fā)硬。 (6)嚴重的硫酸鹽化，極板形成的硫酸鉛白色結(jié)晶體粗大，在一般情況下不能復(fù)原成活性物質(zhì)。 造成極板硫酸化主要有以下幾方面的原因。 (1)鉛蓄電池初充電不足或初充電中斷時間較長。 (2)鉛蓄電池長期充電不足。 (3)放電后未能及時充電。 (4)經(jīng)常過量放電或小電流深放電。 (5)電解液密度過高或者溫度過高，硫酸鉛將深入形成不易恢復(fù)。 (6)鉛蓄電池擱置時間較長，長期不使用而未定期充電。 (7)內(nèi)部短路局部作用或電池表面水多造成漏電。 (8)電解液不純，自放電大。 (9)電池內(nèi)部電解液面低，使極板裸露部分硫酸化。 鉛蓄電池在正常使用的情況下，正、負極板上的活性物質(zhì)(Pb02和Pb)大部分轉(zhuǎn)變?yōu)樾×＞畹牧蛩徙U，這些松軟小粒晶狀的硫酸鉛是均勻地分布在多孔性的活性物質(zhì)上，在充電時很容易和電解液接觸起作用恢復(fù)為原來的物質(zhì)PbO2和Pb。 如果在使用中由于上述的使用不當(dāng)?shù)闹T原因，極板上的活 性物質(zhì)會逐漸形成結(jié)晶粒粗大的硫酸鉛，這些粗而硬的硫酸鉛晶體體積大，導(dǎo)電性差，因而會堵塞極板活性物質(zhì)的細孔，阻礙了電解液的滲透和擴散作用，增加了電池的內(nèi)電阻，同時，在充電時，這種粗而硬的硫酸鉛不如軟小晶粒的硫酸鉛容易轉(zhuǎn)化為PbO2、和Pb。若歷時過久，這些粗而硬的硫酸鉛就會失去可逆作用，結(jié)果使極板的有效物質(zhì)減少放電容量降低，使用壽命縮短。 |
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