基于互相关原理的变电站蓄电池内阻检测仿真分析
摘 要:变电站的安全稳定运行离不开可靠的操作电源,目前大多采用蓄电池组作为站内备用或不间断应急电源。蓄电池性能关系到电网安全,因此必须监测蓄电池性能,其中内阻就是评估其性能好坏的重要指标参数。本文提出了一种基于互相关原理的内阻检测方法,并进行了仿真分析,仿真结果表明,该法能有效抑制干扰,实现对蓄电池内阻的精确测量。
关键词:蓄电池;内阻;互相关原理
1 引言
蓄电池作为电力控制系统中的后备直流电源,其性能直接关系到电网的安全稳定可靠运行。长期运行的蓄电池可能会干涸发热、漏液、欠充、过放、极板岩化、内阻增大,进而迅速失效,严重威胁电网安全,因此,必须监测蓄电池性能,而内阻就是评估其性能好坏的重要指标参数。蓄电池内阻与蓄电池容量有着密切的关系,根据内阻的大小可以判断电池的性能。本文提出一种系统实现简单、抗干扰能力强,测量精度高的蓄电池内阻测试方法。
2 基于互相关原理的内阻测试法原理
互相关函数是用于度量两个随机函数相关性的函数,如果两个随机函数是相互独立的,互相关函数为值等于两个随机函数平均值积的常数,如噪声和信号的互相关函数为0;若两个随机函数具有相同的频率时,可提取有效信号。如图1所示是互相关原理法测内阻原理框图,恒流交流源注入蓄电池后,通过带通滤波器从蓄电池两端提取相应频率的电压信号Us,经电阻Rr检测电流信号,并经过转化后形成与电流同频率同相位的方波信号Ur作为参考信号。
3 仿真分析
当注入电流是频率为1kHz的正弦电流,参考信号是频率为1kHz的标准方波,设θ为3.6°,其仿真结果如图所示,其中,图2为提取的电压信号,图3为互相关函数分离出的直流信号。
由于实际检测中会有噪音,若假设检测到的电压伴有噪音,如图2所示中紫色部分,当噪音为信号的30%时仿真结果如图3紫色部分所示。
从图3比较看,滤波稳定后,伴有噪音的信号与理想信号得出的直流分量基本相同,即使在噪音为信号的30%时,也表现平稳,基于互相关原理的内阻测量法能有效的抑制测量过程中的各种噪音,从而提高了检测精度。
结论
本文设计了基于互相关基于互相关原理的内阻检测方法,仿真结果表明,该法不需要注入大电流,能较强的抑制测量噪音,有效提高测量精度,是一种不损伤蓄电池的可靠内阻测量方法。
参考文献
[1]江莉.阀控式密封铅酸蓄电池在线监测系统的研究[D].武汉理工大学,2007.
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