直流电源蓄电池健康状态评估与无害化关键技术及应用
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完成单位:国网天津市电力公司电力科学研究院
登记编号:CAPE-CXCG-2024-J-2-001
登记年份:2024
发布时间:2024-07-17
成果主要完成人
刘广振、张黎明、刘盛终、李 谦、马小光、郝 捷、苗树国、于金山
项目概况
变电站阀控式铅酸蓄电池(以下简称蓄电池)作为直流系统的核心,在交流电故障状态下,为站内重要的一二次设备提供电源,保证保护和安全装置正确动作,是电力系统中最后一道防线。近年来发生了南郊站、滥坝站、糯扎渡电厂等多起因蓄电池故障引发的停电及爆炸失火等电力事故,暴露出蓄电池质量缺陷隐蔽、状态监测难、处理不当等问题,电力行业迫切需要提升蓄电池寿命和可靠性。其中,主要难题是:1)蓄电池内部结构特性导致寿命测试、核容测试时间长,健康状态评估难;2)蓄电池组在线运行诊断水平差,故障排查难;3)退役蓄电池综合性能复杂,难以无进一步无害化处理。
项目团队历时八年联合攻关,取得有效突破,主要创新如下:
(1)入网检测方面,率先提出了蓄电池加速测试方法,循环寿命评估由180天缩短至10天;发展了蓄电池 SOH(健康状态)评估方法,构建了蓄电池入网质量综合评价的规范化方法,解决了蓄电池质量无法流程化及标准化评估的难题;
(2)在线运行方面,发明了基于熵权法的蓄电池运行状态多层级指标评估方法,研制了蓄电池在线智能维护装置,平均延长蓄电池组使用时间2.3年,开发了蓄电池运维管理系统,攻克了蓄电池在线运行评估难题,实现了故障在线诊断与切除;
(3)无害化处理方面,提出了退役蓄电池不改变电池体系组分、不破坏电池结构的再利用方法,发展了基于场景特征性优化成组方法,形成了退役蓄电池无害化综合利用模式,建立了多场景资源化推广利用标准。
项目授权专利10项,发表论文8篇,制定7项团体标准。经鉴定,成果整体达到国际先进水平。成果已在天津、河北、江西等省、市得到应用,近三年累计发现故障蓄电池122组,有效延长平均使用寿命2年以上,成果实施以来直接经济效益达6938万元。项目产出的成果选入国家电网公司电气性能技术监督方案,在国网范围内27个省市推广使用。此外,蓄电池健康状态评估、在线运行和无害化处理技术在通讯等其它行业备用电源领域也具有广阔的应用前景,促进电池行业有序竞争,减少环境污染,社会效益显著。