在我國“雙碳”目標(biāo)背景下,構(gòu)建具有更強(qiáng)新能源消納能力的新型電力系統(tǒng)已經(jīng)成為電力行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展方向,是構(gòu)建清潔低碳可靠高效的能源體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。新型電力系統(tǒng)具有清潔低碳、可靠可控、靈活高效、智能友好、開放互動等基本特征,但也面臨新的技術(shù)挑戰(zhàn):
一是新能源成為主力電源,系統(tǒng)面臨的源荷雙重不確定性進(jìn)一步加劇,系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力不足,電力電量平衡壓力增大。風(fēng)、光等新能源替代化石能源是實(shí)現(xiàn)降碳的關(guān)鍵措施,然而日益增大的新能源的隨機(jī)性和波動性與日益減小的火電的調(diào)節(jié)能力將給系統(tǒng)帶來嚴(yán)峻的新能源消納與電力保供矛盾。亟需挖掘源網(wǎng)荷儲多種靈活資源,從設(shè)備靈活性提升、電網(wǎng)調(diào)度能力增強(qiáng)、市場機(jī)制保障等多方面提升系統(tǒng)的電力電量平衡能力。
二是大量電力電子設(shè)備并網(wǎng),系統(tǒng)慣量大幅降低,針對各類擾動下系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行風(fēng)險增大。相比于旋轉(zhuǎn)電機(jī),電力電子設(shè)備一方面轉(zhuǎn)動慣量低,另一方面控制方式復(fù)雜,使得電力電子化電力系統(tǒng)的動態(tài)特性不清,穩(wěn)定機(jī)理不明,因而研究可靠穩(wěn)定的控制保護(hù)方法缺乏理論分析方法的基礎(chǔ)。目前構(gòu)筑于以傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)為主體之上的系統(tǒng)運(yùn)行控制理論與技術(shù),難以滿足新型電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行要求,系統(tǒng)基礎(chǔ)理論、分析方法、控制技術(shù)亟需全方位變革與突破。
三是配用電形態(tài)發(fā)生巨大變化,分布式資源大量接入,負(fù)荷側(cè)互動能力進(jìn)一步加強(qiáng),給系統(tǒng)的可觀可控可測能力帶來難題。“雙碳”目標(biāo)下,大規(guī)模分布式新能源將接入配電網(wǎng),使配電網(wǎng)潮流呈現(xiàn)多向性、隨機(jī)性;與此同時,電動汽車的規(guī)?;l(fā)展,以及需求側(cè)響應(yīng)的不斷推進(jìn),使負(fù)荷的時空特性變得更為復(fù)雜,給系統(tǒng)電能質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性、可靠性帶來難題。為了高效優(yōu)化調(diào)配這些海量分布式資源,亟需先進(jìn)的信息與通信技術(shù)提升系統(tǒng)可觀、可測、可控能力,解決多元異構(gòu)數(shù)據(jù)融合帶來的互操作問題。
新型電力系統(tǒng)面臨的上述挑戰(zhàn)本質(zhì)上是由于系統(tǒng)呈現(xiàn)出了更高的不確定性、控制復(fù)雜、弱慣性、數(shù)量大、分散化的特點(diǎn),而現(xiàn)有以同步發(fā)電機(jī)為基礎(chǔ)電力系統(tǒng)的分析方法及運(yùn)行控制技術(shù)難以解決上述難點(diǎn),需要我們從其他視角挖掘新的方法和技術(shù)。
第1章 簡介(WBXC-1000蓄電池組內(nèi)阻測量儀外形美觀實(shí)用,型號齊全)
1. 說明
本手冊為WBXC-1000蓄電池內(nèi)阻測試儀的使用指南,請在操作使用測試儀前仔細(xì)閱讀本手冊。
2. 主機(jī)部件(WBXC-1000蓄電池組內(nèi)阻測量儀外形美觀實(shí)用,型號齊全)
2. 1 USB接口:用來通過U盤上傳測試數(shù)據(jù)和下載參數(shù);
2. 2 測試接口:連接測試夾具;
2. 3 充電接口:連接充電器;
2. 4 LCD:320*240彩色TFT液晶屏;
2. 5 鍵盤:共7個按鍵。定義如表一。
表一 鍵盤功能一覽表
3. 主要功能特點(diǎn)(WBXC-1000蓄電池組內(nèi)阻測量儀外形美觀實(shí)用,型號齊全)
可對蓄電池電壓、內(nèi)阻、容量進(jìn)行測試;
可以作為電壓表使用,測試電池電壓;
可對不同電壓等級的蓄電池進(jìn)行自動切換;
可對蓄電池進(jìn)行容量測算;
測試數(shù)據(jù)同步存儲;
對判別結(jié)果進(jìn)行聲音提示;
電池充電狀態(tài)指示;
本機(jī)電池電壓實(shí)時顯示;
無操作自動待機(jī);
測試數(shù)據(jù)記錄存儲;
通過u盤和分析軟件系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
4. 技術(shù)指標(biāo)(WBXC-1000蓄電池組內(nèi)阻測量儀外形美觀實(shí)用,型號齊全)
測試量
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量程
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精度
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分辨率
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電壓
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0~16V
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±0.5%
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1mv
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內(nèi)阻(2V)
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0~10mΩ
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≤5%
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1μΩ
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內(nèi)阻(6V/12V)
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0~100mΩ
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≤5%
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1μΩ
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溫度
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-20℃~80℃
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±0.5%±1℃
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1℃
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供電電源
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12V 3000mAh可充鋰電池
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可存數(shù)據(jù)
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2500節(jié)
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測試時間
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連續(xù)工作不小于6小時
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存儲容量
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512Kbytes
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待機(jī)時間
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>32小時(有自動待機(jī)功能)
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尺寸
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238*134*44mm
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顯示器
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320*240彩色TFT液晶屏
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相對濕度
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10%~90%
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工作溫度
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-10℃~45℃
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采樣率
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1.25組(內(nèi)和電壓測量)/秒。
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第2章 內(nèi)阻測試說明(WBXC-1000蓄電池組內(nèi)阻測量儀外形美觀實(shí)用,型號齊全)
電池內(nèi)部阻抗,也稱為內(nèi)阻,是一項影響電池性能的關(guān)鍵指標(biāo)。測試電池內(nèi)阻以判斷電池供電能力已經(jīng)是業(yè)內(nèi)的共識。影響電池內(nèi)阻的因素有:電池尺寸、工作時間、結(jié)構(gòu)、狀況、溫度和充電狀態(tài)。
對于一個充滿電的電池,當(dāng)電池放電時,其內(nèi)阻逐步緩慢增大;當(dāng)電池放電達(dá)到一定程度后,內(nèi)阻的變化量才急速增大;當(dāng)電池放完電后,其電阻比完全充電狀態(tài)時大2~5倍。
電池溫度也影響內(nèi)阻的測量,但只在冰點(diǎn)以下才比較明顯。在32℉以下,溫度對內(nèi)阻的影響很大,在-20℉時的內(nèi)阻是原來的兩倍。這就是為何在冬季電池的能量要小很多。
電池的使用時間也會影響其內(nèi)阻。電池使用時間越長,隨著鹽化增加內(nèi)阻越大。內(nèi)阻增加的多少與電池的使用和維護(hù)方法有關(guān)。電池的整體狀況(例如機(jī)械裝置失效)也會影響電池的內(nèi)阻。某些失效模式會使電池內(nèi)阻增加。
由于不同廠家在生產(chǎn)電池時,工藝、配方的不同,造成同樣容量的電池內(nèi)阻有所差異,對電池好壞的判斷不應(yīng)完全拘泥于電池內(nèi)阻的值,還應(yīng)參考電池內(nèi)阻的變化趨勢。當(dāng)電池內(nèi)阻超過初始內(nèi)阻的1.25倍時,電池就已經(jīng)不能通過測試,當(dāng)電池內(nèi)阻變化到初始內(nèi)阻的2倍后,電池結(jié)構(gòu)容量就不足80%。
本內(nèi)阻儀的采用瞬間放電法對電池進(jìn)行內(nèi)阻測量。對蓄電池的實(shí)際工作情況進(jìn)行分析研究可以發(fā)現(xiàn),蓄電池的端口對外電路呈現(xiàn)阻抗特性。在實(shí)際的使用中,蓄電池的電極,連接線等構(gòu)成的電感,由于使用頻率低,引線短,電感很微弱,一般在分析和研究中不予考慮。
一般我們都將蓄電池的電阻分為金屬電阻,也即是歐姆電阻;電化學(xué)電阻,包括電化學(xué)反應(yīng)電阻和粒子濃差極化電阻。關(guān)于容抗部分,法拉第電容因?yàn)槠浜銐禾匦?,可以將其等效為一個電壓源。另外,將其他容抗都等效變化為多個電容并聯(lián)形式,則電池的等效模型可以簡化如圖1所示。
Rm為金屬電阻,這部分的電阻只是隨著金屬的腐蝕、蠕變、硫化等因素而緩慢地變化著。電化學(xué)電阻Re則是隨著容量的狀態(tài)而時刻發(fā)生著變化的,但是這部分的變化又為并聯(lián)著的電容的容抗變化所掩蓋著。在交流情況下,由于電容 C 比較大,大部分電流流經(jīng)電容,而 Re上分流較少,此時檢測到的實(shí)際上是由Rm和C串聯(lián)的阻抗,而 Re被忽略了。為了避開C的分流,直接由電池產(chǎn)生一個瞬時的大放電電流,然后測出電池極柱上電壓的瞬間變化,如圖2所示,通過負(fù)載接通時的瞬間電壓降和斷開負(fù)載時的瞬間電壓恢復(fù)可以推導(dǎo)出相應(yīng)的內(nèi)阻。
在瞬間直流情況下,蓄電池的等效模型可以認(rèn)為是一個電壓源和內(nèi)阻串聯(lián) (戴維南等效模型 )所構(gòu)成,如圖3所示。
ΔU=RinternalI從而有Rinternal=ΔU/I
從理論上說,在這里ΔU 有兩個,一個是給試驗(yàn)電路加上負(fù)載的瞬間,電池電壓跌落值,另外一個就是斷開負(fù)載的瞬間,電池電壓的恢復(fù)值。但是,由于實(shí)驗(yàn)過程中,在合閘瞬間,電壓和電流都容易引入很大的沖擊,導(dǎo)致較大的誤差,所以這里統(tǒng)一采用電壓的恢復(fù)值,而此時電流也基本上達(dá)到了穩(wěn)態(tài)。
本內(nèi)阻儀可以測量電壓、內(nèi)阻,估算出電池剩余容量。
第三章 使用方法
1. 準(zhǔn)備
將測試線和內(nèi)阻儀通過插頭連接起來。
本機(jī)電池應(yīng)該充滿電。
2. 目視檢查
使用測試儀測試前應(yīng)對被測電池進(jìn)行如下檢查:
待測電池盒是否破裂。
待測電池單元蓋是否破裂。
待測電池盒與電池單元蓋的密封情況。
待測電池接頭或接線柱是否被腐蝕。
待測電池壓板是否過松或過緊而使電池內(nèi)部破裂。
待測電池上部污垢或?qū)щ娝帷?/span>
電纜或?qū)Ь€磨損、斷裂或損壞。
待測電池接頭被腐蝕或過松。
3. 注意事項
使用本內(nèi)阻儀進(jìn)行測試時,應(yīng)觀察所有設(shè)備制造商的注意事項和警告。
測試前應(yīng)仔細(xì)檢查所有測試引線的連接。
確認(rèn)測試夾牢靠連接在電池的接線柱上。
確認(rèn)正極和負(fù)極正確連接在電池的接線柱上。
如果極性接反或未連接,電壓將顯示為零。
電池夾必須與電池連接牢固。否則將出現(xiàn)錯誤診斷。對于接線柱在側(cè)面的電池,將測試夾夾在圓形電纜的接線端,而不是方形電纜的接線端。為了確保連接牢固,必要時可拆下電池夾螺栓,并用一個側(cè)面轉(zhuǎn)接接頭代替。安裝前檢查接線柱間隙是否足夠。
4. 電池測試
按下鍵1秒鐘,即可打開測試儀電源。自動進(jìn)入【電池測試】界面。
在【電池測試】界面下,按Enter鍵進(jìn)行電池測試,按左右鍵進(jìn)行菜單切換,序號表示當(dāng)前保存的序號值;右上角的圖標(biāo)顯示內(nèi)部鋰電池電量;電壓顯示被測電池電壓值;內(nèi)阻為被測電池內(nèi)阻數(shù)值(單位mΩ);容量為被測電池剩余容量百分比;溫度是當(dāng)前環(huán)境溫度;型號為所測電池安時數(shù),通過上下鍵選擇,當(dāng)“型號”變?yōu)椤盎怠睍r,此時表示根據(jù)電池的基值(蓄電池滿容量內(nèi)阻值)進(jìn)行測量,用戶可在“系統(tǒng)設(shè)置”菜單中的“基值設(shè)定”設(shè)定電池的基值。
說明:鍵即為電源開關(guān)鍵,電源關(guān)閉時按下可打開電源,電源關(guān)閉狀態(tài)下按鍵可打開電源,每次按下時間需持續(xù)1秒以上方為有效。
5. 歷史記錄
在【電池測試】界面下按←、→ 鍵進(jìn)入【歷史記錄】界面。
歷史記錄顯示從*新保存值開始排列,按↑↓鍵進(jìn)行翻頁操作
6. 系統(tǒng)設(shè)置
在【電池測試】或者【歷史記錄】界面下按←、→ 鍵進(jìn)入【參數(shù)系統(tǒng)】界面,按Enter鍵清楚所有保存的數(shù)據(jù)!
其中,【基值設(shè)定】設(shè)定蓄電池滿容量內(nèi)阻值,例如某品牌2V 300Ah蓄電池滿容量內(nèi)阻值為650微歐,該值由蓄電池廠家提供;【時間設(shè)置】設(shè)置系統(tǒng)日期和時間;【數(shù)據(jù)處理】數(shù)據(jù)保存至U盤及本機(jī)數(shù)據(jù)清理,寫入U盤時保存為NZY_V20.TXT文件;【出廠設(shè)置】由廠家設(shè)置,客戶一般不需要進(jìn)行設(shè)置。
7. 提示音說明
開機(jī)是蜂鳴器發(fā)出短促的“嘟”聲。
在【電池測試】界面下按Enter鍵進(jìn)行電池測試,測試開始與結(jié)束時蜂鳴器發(fā)出短促的“嘟”聲。
當(dāng)內(nèi)部溫度高于一定值時內(nèi)阻儀需要進(jìn)行散熱冷卻,蜂鳴器發(fā)出連續(xù)的“嘟-嘟”聲,此時電池測試被禁用,等待冷卻以后蜂鳴器發(fā)出短促的“嘟”聲,此時可繼續(xù)進(jìn)行電池測試。
數(shù)據(jù)保存至U盤成功后,蜂鳴器發(fā)出短促的“嘟”聲。
近年來,隨著電力能源領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,電力系統(tǒng)的發(fā)、輸、配、用各個環(huán)節(jié)涌現(xiàn)了海量的數(shù)據(jù),而信息領(lǐng)域中以大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)據(jù)驅(qū)動的技術(shù),使得從電力系統(tǒng)中的海量數(shù)據(jù)中挖掘新型電力系統(tǒng)特性的內(nèi)在規(guī)律成為可能,從而實(shí)現(xiàn)能量流和信息流的深度融合,促進(jìn)各類資源大范圍的優(yōu)化配置。基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的電力系統(tǒng)分析方法和運(yùn)行控制技術(shù)具有彌補(bǔ)傳統(tǒng)基于模型的理論體系的不足,解決新型電力系統(tǒng)面臨挑戰(zhàn)的優(yōu)勢,體現(xiàn)在以下幾個方面:
一是基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的新型電力系統(tǒng)分析方法。新型電力系統(tǒng)的源側(cè)和荷側(cè)都發(fā)生深刻變化,傳統(tǒng)的電源和負(fù)荷建模方法無法有效反映新元素的動態(tài)特性,而數(shù)據(jù)驅(qū)動方法擅長高維非線性特性的表征能力,采用基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的源荷建模方法具有描述源荷復(fù)雜動態(tài)特性的技術(shù)優(yōu)勢;新型電力系統(tǒng)由于多重不確定性,潮流計算面臨短時執(zhí)行海量場景分析的計算瓶頸,基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的潮流計算方法能夠?qū)崿F(xiàn)海量場景的高精度快速計算。
二是基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析方法。新型電力系統(tǒng)的“雙高”特性使其具有強(qiáng)非線性和復(fù)雜動態(tài)特性,其系統(tǒng)穩(wěn)定機(jī)理尚不明確,傳統(tǒng)的基于模型的穩(wěn)定性分析方法不能反映所有可能的運(yùn)行方式和故障場景。需要通過海量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)擾動識別,評估系統(tǒng)線路過載、電壓越限等靜態(tài)可靠特性,并根據(jù)暫態(tài)特性的海量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)暫態(tài)可靠運(yùn)行風(fēng)險的評估方法,為系統(tǒng)穩(wěn)定性分析提供新方法。
三是基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的新型電力系統(tǒng)保護(hù)控制方法。隨著大規(guī)模電力電子設(shè)備的并網(wǎng),由于逆變器的控制特性,使系統(tǒng)的短路電流特性以及故障特征與傳統(tǒng)系統(tǒng)差別較大,給故障分析識別和保護(hù)控制帶來困難。基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法可以通過建立多源數(shù)據(jù)與故障特征、短路電流特性的映射關(guān)系,揭示影響故障特征的關(guān)鍵因素和機(jī)理,可以有效實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)下的故障分析與類型甄別。
四是基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的新型電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行方法。新型電力系統(tǒng)由于新能源急劇波動、海量設(shè)備離散運(yùn)行、源網(wǎng)荷儲互動,傳統(tǒng)基于物理模型的運(yùn)行決策方法面臨復(fù)雜度急劇增大的難點(diǎn),難以滿足在線應(yīng)用的需求。利用海量運(yùn)行數(shù)據(jù),構(gòu)建深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)機(jī)制,并通過數(shù)據(jù)積累對學(xué)習(xí)模型進(jìn)行持續(xù)修正和自我學(xué)習(xí)能力,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜場景下決策的精度和效率。
五是面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)融合與資源協(xié)同。新型電力系統(tǒng)具有海量異構(gòu)設(shè)備接入的特征,給傳統(tǒng)的集中式的調(diào)控機(jī)制帶來挑戰(zhàn),而分布式調(diào)控機(jī)制離不開面向?qū)ο蟮姆植际叫畔⒓軜?gòu),需要建立不同業(yè)務(wù)對象的信息交互機(jī)制,提出源網(wǎng)荷儲異構(gòu)數(shù)據(jù)模型的映射方法,實(shí)現(xiàn)各類差異化資源的有效協(xié)同。
新型電力系統(tǒng)作為一個具有海量數(shù)據(jù)的復(fù)雜系統(tǒng),有望通過數(shù)字化建設(shè),借助海量數(shù)據(jù)的價值,從新的視角認(rèn)識新型電力系統(tǒng)的內(nèi)在機(jī)理和特性,助力突破新型電力系統(tǒng)面臨的技術(shù)難題。相信隨著電力行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型的步伐不斷加快,以數(shù)據(jù)為工具的新型電力系統(tǒng)分析方法和運(yùn)行控制技術(shù)將會得到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視,促進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)的蓬勃發(fā)展。
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