后备电源

无锡凯帕德瑞科技有限公司（CAPATTERY）作为国际技术领先的电池电容器制造商，将为电力行业装备带来全新的后备电源解决方案。 凯帕德瑞自主研发、生产、销售的Peak Cell系列电池电容器具备宽温幅工作、长寿命存储使用、全密封高可靠、兼顾能量特性与功率特性的特点，它将为输电、变电、配电、用电等多个领域的市场带来更为可靠、更为先进、更为综合的后备电源解决方案。

近几年，智能、人工智能技术在各行业应用非常广泛，电力行业也不例外，国网第三代智能站的研究应用已进入实用阶段。电力变电站用直流电源系统是发电厂和变电站的重要设备，它的运行水平对发电厂和变电站以及电网的安全稳定运行具有特殊重要性，而直流电源系统核心部件蓄电池组作为后备电源运行，长期处于浮充电状态，极易造成极板硫化，蓄电池内阻增大甚至单节电池开路。另外作为直流电源另一核心部件的充电机组，在现场运行过程中由于各种外部与内部原因如:交流输入电压过高、板件老化失效等造成的充电模块性能下降甚至损坏情况的发生以及运行特征参数的监测手段不够完善，导致运维人员不能及时高效的对充电模块做安全处理。目前的直流系统主要针对如交流输入电压、母线电压、蓄电池组电压、单节电池电压、馈线开关量等一些基本参数的检测，这些检测只能做到直观显示电源系统的一些基本情况,而对发生故障一些背后的原因得不到深入分析与诊断，更不能做到一些故障的预判。当下随着电网生产运行管理任务的日趋深化和复杂，对工作标准、流程和质量日益严格要求，对专业管理的精细化要求不断提高。所以针对直流电源系统急需研究集约化程度更强、效率更高的运维技术手段。对于蓄电池性能预估可以是基于模型的性能预测方法，也可以采用基于数据驱动的方案，而基于模型的方法多用于机械形式的性能预判领域，类似蓄电池这样的物理模型较为复杂的情况很难用一个确定的状态方程描述的研究对象实用性不强，所以对于蓄电池组这里采用数据驱动方案完成蓄电池性能的预判。

配电自动化终端电源系统配置现状，主要包括站所终端（DTU）、馈线终端（FTU）、故障指示器（FI）、台区智能融合终端等配电终端的取电、后备电源等配置及要求；一二次融合设备电源系统改进情况，介绍站所终端（DTU）、馈线终端（FTU）、深度融合型智能开关配套控制器电源等；北京公司锂电池试点应用情况及案例分享。

PBAT71是东帆科技自主研发的一款高性能的蓄电池监控模块，采用通讯总线供电技术，集监控铅酸电池、镍镉电池、多极柱电池为一体，配套功能强大的PBMS9000Pro蓄电池监控主机，可全方位监测电池数据，同时具备自动均衡、数据存储、实时告警、4G无线上传、网页展示等功能，可实现现场及远程实时在线监控和管理，有效保障后备电源安全运行，尤其适用于电力系统、轨道交通等行业后备电源场景。

德国品牌、德国品质的荷贝克，多年以来为电力和电网提供了久经验证的长寿命后备电源保障。立足于95年研发、生产的经验，荷贝克推出了新一代纯铅电池，它采用HPPL纯铅薄极板技术，其优越的耐腐蚀性能可显著减小极板厚度，同时延长使用寿命。这也使所用的极板数量最大化，产生了更大的电化学反应表面积和大电流放电能力，因而具备长寿命、宽工作温度、高能量密度、低内阻、可快速充电等优点，为电力和电网带来了长寿命、宽应用、高安全的蓄电池新选择。

介绍了配网自动化用后备电源的现状，分享了配网自动化用后备电源的维护方法、配网自动化用后备电源的各种对比，以及超级电容器在配网自动化用后备电源的应用，最后对配网自动化用后备电源的未来进行展望。

结合配电网与主要直流电源设备的运行维护特点，分析当前配电网直流电源在可靠性与运维方面的不足；重点对并联型直流电源系统的原理、模块功能、主要技术特点、适用场景、当前应用情况及其所解决的问题进行介绍；基于超级电容免维护、长寿命、绿色环保的特点，介绍基于超级电容模组及配套电源模块的配网终端后备电源应用方案，为DTU、FTU等终端后备电源的新建、改造提供相应的技术方案。

该项目成果是针对厂站蓄电池运行中所发生的种种极端问题，依据现场实际电气量特征采用综合判据而研发的。近年来电网系统直流电源引发的电网事故频连发生，国网某省公司330kV南郊变电站“6.18”主变爆炸事故所暴露的蓄电池脱离母线问题，南网云南公司某供电局220kV变电站两起蓄电池脱离母线问题、广东某地市局220kV变电站同样也出现蓄电池脱离母线问题，在系统极端事故情况下，站用电源失去，充电机无输出，热备用下的蓄电池后备电源的状态失控，导致区域电网事故扩大，给运行的主设备带+来了灾难性的后果。当前的厂站直流系统严重存在监测死区问题，对厂站直流系统存在这一隐患问题迫在眉睫，需要亟待解决。因此，围绕网省公司相关直流电源系统的规范和标准要求进行研制并推进这一重要工作的。成果充分利用刀闸位置换路瞬间状态;蓄电池瞬间脱离母线两者间电压微变率以及蓄电池脱离母线后自放电曲线效应;高精度双线电流采集线性合成比较的多电气量和刀闸接点瞬变位移等特征进行综合判断的。本项目成果关乎电网稳定安全，在线运行实时监测蓄电池的充电状态、放电状态和判断蓄电池主熔断器是否熔断，并根据不同状态给出信号灯、硬接点、软信号等+多种信息，使得蓄电池组与直流母线的连接和运行状态进行多维度全方位监测，装置自适应全生命周期实时在线检测，通过RS-485通讯接口上传信息，具自动预警之功能。

介绍了变电站磷酸铁锂直流系统研发的背景，磷酸铁锂蓄电池组作为后备电源在变电站直流电源系统使用的优势，设计建设磷酸铁锂直流电源系统的技术创新点，并介绍了应对磷酸铁锂电池热失控问题的防护措施及极端情况下变电站内的逃生系统。介绍了磷酸铁锂直流电源系统项目实施取得的发明专利、第三方机构的检测认证及项目实施产生的社会经济效益。

贵州电网2008年冰灾后在全省陆续安装数百套输电线路覆冰监测装置，目前覆冰监测装置都采用太阳能板结合蓄电池的供电模式，通过十余年运行经验发现该供电模式存在较大的问题，特别是在冬季覆冰期监测设备经常出现因供电不足而失效，并且需要人工到现场维护才能恢复的情况。造成该间题的原因主要有两点：太阳能板被冰雪覆盖造成能量输入严重不足。在冰冻气候条件下太阳能板会被覆盖较厚的冰层，使其长时间无法为监测系统提供充足的能量。由于长期输入能量不足造成电源管理系统失效、影响使用寿命。监测设备的电源管理系统由内部储能蓄电池供电。作为后备电源的蓄电池在长期得不到外部能量补充时会造成蓄电池能量过放，当其输出电压低于充电控制器的启动电压后整个电源系统就会出现崩溃。即使之后太阳能板恢复正常功率输出电源系统也不能恢复正常。 事实上，目前输电类在线监测设备电源受行业水平限制，大部分采用与覆冰装置相同的供电方案，由于覆冰或长期积污会导致太阳能发电效率较低，以上问题也是输电类在线监测设备遇到的共性问题。 针对以上间题，急需为覆冰监测装置找到一种成本相对低廉、不受外界气候环境影响、具有持续供电能力的取电装置。