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北京金業(yè)順達(dá)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(guó)內(nèi)首套光伏發(fā)電并網(wǎng)接口一體化裝置投入運(yùn)行 近日，國(guó)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(guó)際木雕城已投入試運(yùn)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(shí)現(xiàn)了分布式光伏發(fā)電信息的采集和運(yùn)行控制。是實(shí)現(xiàn)光伏運(yùn)行監(jiān)控主站監(jiān)測(cè)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)、安裝方便、通信靈活的特點(diǎn)，滿足了國(guó)網(wǎng)公司、省公司對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)的要求，為光伏電站信息接入提供了一個(gè)完善的解決方案。 據(jù)介紹，該裝置在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)一個(gè)裝置融合了傳統(tǒng)繼電保護(hù)、測(cè)控、電能質(zhì)量、遠(yuǎn)動(dòng)四項(xiàng)功能，改變了傳統(tǒng)至少需要三個(gè)裝置才能實(shí)現(xiàn)的功能，為用戶節(jié)省了成本，據(jù)可靠統(tǒng)計(jì)，每個(gè)接入點(diǎn)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(jià)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(jià)于數(shù)臺(tái)獨(dú)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(dú)立工作，其特點(diǎn)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(shí)，由每個(gè)模塊內(nèi)的靜態(tài)旁路共同承擔(dān)負(fù)載。 2)分布+集中式架構(gòu) 與之相對(duì)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(gè)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(gè)集中的控制模塊控制。為了消除可能引入的單點(diǎn)故障，該控制模塊及相應(yīng)通訊總線均進(jìn)行1+1冗余。當(dāng)一個(gè)控制單元出現(xiàn)故障時(shí)，整個(gè)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(yùn)行。同時(shí)，功率模塊內(nèi)不再內(nèi)置靜態(tài)旁路，系統(tǒng)配置一個(gè)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(duì)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(gè)模塊都含有一個(gè)完整獨(dú)立的控制單元，系統(tǒng)的主控模塊會(huì)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(gè)從控模塊出現(xiàn)故障時(shí)其余模塊仍正常工作，當(dāng)主控模塊出現(xiàn)故障時(shí)可通過一定的競(jìng)爭(zhēng)規(guī)則來使得另一個(gè)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(diǎn)在于每個(gè)控制單元都可以完成對(duì)系統(tǒng)獨(dú)立控制的工作，故不存在這方面的單點(diǎn)故障點(diǎn)。但缺點(diǎn)也很明顯，首先因?yàn)橹骺啬K既要處理本身的信號(hào)，又要協(xié)調(diào)各模塊之間的信號(hào)，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(huì)在剩余模塊中競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生一個(gè)模塊作為主控模塊，該過程中也容易發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)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(dú)立集中的控制模塊(如圖2中控制模塊)來檢測(cè)市電的頻率和相位，然后向每個(gè)模塊發(fā)出同步信號(hào)，各個(gè)功率模塊接受到此同步信號(hào)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(shí)，集中控制模塊會(huì)自激產(chǎn)生同步信號(hào)發(fā)送給各個(gè)UPS模塊來保證各單元的輸出同頻同相。同時(shí)在均流的控制實(shí)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(cè)整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載電流，然后除以系統(tǒng)模塊數(shù)量來作為各個(gè)UPS模塊的均流參考值，進(jìn)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(diǎn)在于采用獨(dú)立的均流與邏輯控制單元，均流度更好，且控制邏輯層級(jí)清晰，各功率模塊之間不存在競(jìng)爭(zhēng)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(diǎn)故障，一般采用該架構(gòu)的UPS控制單元及通訊線路均會(huì)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(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)踐中已得到驗(yàn)證。 綜合來說，集中式冗余架構(gòu)具有的優(yōu)勢(shì)是明顯的。 集中旁路與分散旁路對(duì)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(gè)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(qiáng)，可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，而分散旁路具有可擴(kuò)容，成本低的優(yōu)點(diǎn)，但可能存在一定的可靠性風(fēng)險(xiǎn)。 對(duì)于分散旁路模式，表面上看因分散布置，在UPS模塊冗余時(shí)類似于冗余設(shè)計(jì)，一處旁路故障，其它旁路仍可工作。實(shí)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?yàn)槠骷碾x散性較大，系統(tǒng)工作在旁路模式時(shí)，各個(gè)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(shí)不會(huì)進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作，難以電流進(jìn)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(jī)，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(shí)分散旁路系統(tǒng)也具有一定的風(fēng)險(xiǎn)。在系統(tǒng)控制器發(fā)送切換旁路模式的信號(hào)之后，因?yàn)樾盘?hào)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(gè)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(fù)載甚至所有負(fù)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(fù)極發(fā)生了改變，反極現(xiàn)象反映在兩個(gè)方面，一是由于鉛蓄電池在裝配組裝時(shí)某單格電池極群組接反或整個(gè)電池極群組接反。這種情況下會(huì)出現(xiàn)鉛蓄電池灌完酸用電壓表測(cè)量端電壓時(shí)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(fù)的現(xiàn)象。另一方面是鉛蓄電池在容量放電時(shí)在多個(gè)串聯(lián)使用中，由于某個(gè)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(shí)這個(gè)電池很快被放完電被其它電池進(jìn)行反充電，使原來的負(fù)極變成正極，原來的正極變成負(fù)極，端電壓出現(xiàn)負(fù)值的現(xiàn)象。 對(duì)于前一種反極故障，在測(cè)量蓄電池端電壓時(shí)(多個(gè)單體電池組成的蓄電池)都可發(fā)現(xiàn)，若有一個(gè)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(duì)于額定電壓為12 V的電池，如測(cè)量其端電壓為8 V左右，說明有1個(gè)單格電池反極。如測(cè)量其端電壓為4 V左右說明有2個(gè)單格反極，如測(cè)量其端電壓為—4 V左右說明有4個(gè)單格反極，如測(cè)量其端電壓為—12 V說明6個(gè)單格均反極。 對(duì)于后一種反極故障，其端電壓值(負(fù)值)隨放電情況而不同。一般在檢測(cè)時(shí)，對(duì)于這種情況要及時(shí)將蓄電池從放電線路中摘除下來，以免對(duì)蓄電池有所損壞；葜萆钏尚铍姵貓(bào)價(jià) 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(fù)極群相連。鉛蓄電池短路現(xiàn)象主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： (1)開路電壓低，閉路電壓(放電)很快達(dá)到終止電壓。 (2)大電流放電時(shí)，端電壓迅速下降到零。 (3)開路時(shí)，電解液密度很低，在低溫環(huán)境中電解液會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。 (4)充電時(shí)，電壓上升很慢，始終保持低值(有時(shí)降為零)。 (5)充電時(shí)，電解液溫度上升很高很快。 (6)充電時(shí)，電解液密度上升很慢或幾乎無變化。 (7)充電時(shí)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(gè)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(fù)極板虛接觸或直接接觸。 (2)隔板竄位致使正負(fù)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(fù)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(fù)極板相連。 (4)導(dǎo)電物體落入電池內(nèi)造成正、負(fù)極板相連。 (5)焊接極群時(shí)形成的“鉛流”未除盡，或裝配時(shí)有“鉛豆”在正負(fù)極板間存在，在充放電過程中損壞隔板造成正負(fù)極板相連；葜萆钏尚铍姵貓(bào)價(jià) 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(jiān)硬的硫酸鉛結(jié)晶，充電時(shí)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(dá)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(shí)，電解液溫度上升的快，易超過45℃。 (4)充電時(shí)，電解液密度低于正常值，且充電時(shí)過早地發(fā)生氣泡。 (5)電池解剖時(shí)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(diǎn)，負(fù)極板呈灰白色(正常為灰色)極板表面粗糙，觸摸時(shí)如同有砂粒的感覺，并且極板發(fā)硬。 (6)嚴(yán)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(shí)間較長(zhǎng)。 (2)鉛蓄電池長(zhǎng)期充電不足。 (3)放電后未能及時(shí)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?cái)R置時(shí)間較長(zhǎng)，長(zhǎng)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(fù)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(shí)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(huì)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(huì)堵塞極板活性物質(zhì)的細(xì)孔，阻礙了電解液的滲透和擴(kuò)散作用，增加了電池的內(nèi)電阻，同時(shí)，在充電時(shí)，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(shí)過久，這些粗而硬的硫酸鉛就會(huì)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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