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| | | 電壓(V) | 容量(Ah) | 參考尺寸(毫米) | 參考重量(kg) | | ||||||||
| | 長(zhǎng) | 寬 | 總高度 | | ||||||||||
| | NP4-6 | 6 | 4(20小時(shí)率)，3.7(10小時(shí)率)，3.4(5小時(shí)率)，2.4(1小時(shí)率) | 70 | 47 | 102(含端子:106) | 0.85 | | ||||||
| | NP10-6 | 6 | 10(20小時(shí)率)，9.3(10小時(shí)率)，8.5(5小時(shí)率)，6(1小時(shí)率) | 151 | 50 | 94(含端子高度:97.5) | 1.74 | | ||||||
| | NP12-6 | 6 | 6(20小時(shí)率)，11.16(10小時(shí)率)，10.2(5小時(shí)率)，7.2(1小時(shí)率) | 151 | 50 | 94(含端子高度:97.5) | 1.93 | | ||||||
| | NP0.8-12 | 12 | 0.8(20小時(shí)率)，0.74(10小時(shí)率)，0.68(5小時(shí)率)，0.48(1小時(shí)率) | 96 | 25 | 61.5(含端子高度:61.5) | 0.35 | | ||||||
| | NP1.2-12 | 12 | 1.2(20小時(shí)率)，1.1(10小時(shí)率)，1(5小時(shí)率)，0.7(1小時(shí)率) | 97 | 48 | 51(含端子高度:54.5) | 0.57 | | ||||||
| | NP2-12 | 12 | 2(20小時(shí)率)，1.86(10小時(shí)率)，1.7(5小時(shí)率)，1.2(1小時(shí)率) | 150 | 20 | 89(含端子高度:89) | 0.7 | | ||||||
| | NP2.1-12 | 12 | 2.1(20小時(shí)率)，1.95(10小時(shí)率)，1.79(5小時(shí)率)，1.26(1小時(shí)率) | 178 | 34 | 60(含端子高度:64) | 0.94 | | ||||||
| | NP2.3-12 | 12 | 2.3(20小時(shí)率)，2.1(10小時(shí)率)，1.95(5小時(shí)率)，1.38(1小時(shí)率) | 178 | 34 | 60(含端子高度:64) | 0.94 | | ||||||
| | NP2.6-12 | 12 | 2.6(20小時(shí)率)，2.4(10小時(shí)率)，2.2(5小時(shí)率)，1.6(1小時(shí)率) | 134 | 67 | 60(含端子高度:64) | 1.12 | | ||||||
| | NP2.8-12 | 12 | 2.8(20小時(shí)率)，2.6(10小時(shí)率)，2.38(5小時(shí)率)，1.68(1小時(shí)率) | 134 | 67 | 60(含端子高度:64) | 1.3 | | ||||||
| | NP7-12 | 12 | 7.5(20小時(shí)率)，7(10小時(shí)率)，5.95(5小時(shí)率)，4.2(1小時(shí)率) | 151 | 65 | 94(含端子高度:97.5) | 2.5 | | ||||||
| | NP24-12 | 12 | 25(20小時(shí)率)，24(10小時(shí)率)，20.4(5小時(shí)率)，14.4(1小時(shí)率) | 175 | 166 | 125(含端子高度:125) | 8.5 | | ||||||
| | NP38-12 | 12 | 40(20小時(shí)率)，38(10小時(shí)率)，32.3(5小時(shí)率)，22.8(1小時(shí)率) | 197 | 165 | 170(含端子高度:170) | 13 | | ||||||
| | NP65-12 | 12 | 70(20小時(shí)率)，65(10小時(shí)率)，55(5小時(shí)率)，39(1小時(shí)率) | 350 | 166 | 174(含端子高度:174) | 21 | | ||||||
| | NP85-12 | 12 | 85(20小時(shí)率)，80(10小時(shí)率)，68(5小時(shí)率)，48(1小時(shí)率) | 330 | 172.5 | 216(含端子高度:220) | 26.5 | | ||||||
| | NP100-12 | 12 | 105(20小時(shí)率)，100(10小時(shí)率)，85(5小時(shí)率)，60(1小時(shí)率) | 407 | 172.5 | 207(含端子高度:237) | 32 | | ||||||
| | NP220-6 | 6 | 220(20小時(shí)率)，200(10小時(shí)率)，170(5小時(shí)率)，120(1小時(shí)率) | 397 | 175.6 | 215(含端子高度:249) | 33 | | ||||||
| | NP120-12 | 12 | 120（20小時(shí)率），110（10小時(shí)率），102（5小時(shí)率），66（1小時(shí)率） | 407 | 172.5 | 210（含端子高度：240） | 36 | | ||||||
| | NP210-12 | 12 | 212（20小時(shí)率）,196（10小時(shí)率），170（5小時(shí)率），120（1小時(shí)率） | 538 | 268.5 | 211.5（含端子高度：211.5） | 62 | | ||||||
| 型號(hào) | 電壓(V) | 容量(Ah) | 參考尺寸(毫米) | 參考重量(kg) | ||||||||||
| 長(zhǎng) | 寬 | 總高度 | ||||||||||||
| NPL24-12 | 12 | 25(20小時(shí)率) | 175 | 166 | 125 | 9.00 | ||||||||
| NPL38-12 | 12 | 40(20小時(shí)率) | 197 | 165 | 170 | 14.20 | ||||||||
| NPL65-12 | 12 | 70(20小時(shí)率) | 350 | 166 | 174 | 23.00 | ||||||||
| NPL100-12 | 12 | 105(20小時(shí)率) | 407 | 172.5 | 240 | 35 | ||||||||
| NPL200-6 | 6 | 210(20小時(shí)率) | 398 | 176 | 250 | 35 | ||||||||
| NPL120-12 | 12 | 120(20小時(shí)率） | 407 | 172.5 | 240 | 36 | ||||||||
| NPL165-12 | 12 | 165(20小時(shí)率） | 530 | 125 | 325 | 58 | ||||||||
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選擇蓄電池的容量可按下述公式計(jì)算：
湯淺蓄電池12V120AH實(shí)時(shí)報(bào)價(jià)
式中，Q——蓄電池容量（安培小時(shí)）；
I平均——忙時(shí)全局平均放電電流；
Kn——容量轉(zhuǎn)變系數(shù)，即n小時(shí)放電率下，蓄電池容量與10小時(shí)放電率的蓄電池容量之比。
t——實(shí)際電解液的**溫度。蓄電池室有采暖設(shè)備時(shí)，可按15℃考慮；無(wú)采暖設(shè)備時(shí)，則按所在地區(qū)**室內(nèi)溫度計(jì)算，但不應(yīng)低于0℃。
25——蓄電池額定容量時(shí)的電解液溫度；
0.006——容量溫度系數(shù)（即電解液以25℃為時(shí)，每上升或下降1℃時(shí)所或的容量比值）。
為了便于計(jì)算，可將上述公式簡(jiǎn)化為：
Q＝K·I平均
式中，K——電池容量計(jì)算系數(shù)。
2 通信蓄電池的安裝
2.1 蓄電池安裝的選擇
電池工作和存放的應(yīng)該清潔、通風(fēng)、干燥，嚴(yán)禁有火花、火焰等引燃物，并配備有滅火器，電池安裝應(yīng)遠(yuǎn)離熱源和易產(chǎn)生火花的地方，避免陽(yáng)光直射，周圍無(wú)和腐蝕性氣體。同時(shí)，也應(yīng)避免空調(diào)或通風(fēng)的通風(fēng)口直接影響電池單體溫度，造成電池電壓不均勻。
3．1 設(shè)計(jì)原理
本文采用了數(shù)字式發(fā)生器產(chǎn)生正弦波和電流負(fù)反饋法產(chǎn)確交流恒流源法, 交流恒流源實(shí)現(xiàn)原理如圖2所示。
電路組成框圖如圖2所示：這是一個(gè)閉環(huán)控制，電流負(fù)反饋電路。正弦波產(chǎn)生一個(gè)、對(duì)稱、失真度低的1KHz正弦波。驅(qū)動(dòng)電路把正弦波放大，去推動(dòng)功放電路，正弦交流電流輸出。恒流控制電路從功放輸出中的，通過(guò)與給定的相比較，來(lái)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路的，從而使輸出電流保持。
智能節(jié)點(diǎn)為智能型的監(jiān)控模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池組內(nèi)(總電壓48V，單塊電壓12V或2V)的單塊電池端電壓、體溫、溫度進(jìn)行測(cè)量。若超出工作范圍則進(jìn)行告*，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，定期上報(bào)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。超限告*及時(shí)上報(bào)，并可接受機(jī)的輪詢。下面僅就智能節(jié)點(diǎn)給出詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案。
硬件組成
智能監(jiān)控節(jié)點(diǎn)以89C52為控制器，模塊包括CAN接口模塊、溫度測(cè)量模塊、電壓測(cè)量模塊、告*模塊、節(jié)點(diǎn)地址選擇和可選的存儲(chǔ)器模塊等，如圖2所示。為充分利用89C52的接口資源，除CAN接口模塊外其余模塊均采用串行接口器件，這樣就減小了電路體積，了電路的硬件成本。
圖2智能監(jiān)控節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖
CAN接口模塊
CAN總線協(xié)議及其特性見(jiàn)參考文獻(xiàn)。目前，具有CAN協(xié)議功能的芯片很多，本設(shè)計(jì)選用常見(jiàn)的PHLIPLE公司的SJA1000CAN控制器芯片和82C250 CAN接口驅(qū)動(dòng)芯片。為增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的抗能力，SJA1000的TX0和RX0通過(guò)高速光耦6N137與82C250相連，電路如圖3所示。
圖3 CAN接口模塊原理圖
電壓測(cè)量模塊
當(dāng)蓄電池是由4節(jié)12V電池串接而成時(shí)，其在線端電壓遠(yuǎn)高于ADC的允許輸入電壓，所以對(duì)電壓的采集電路要進(jìn)行特別設(shè)計(jì)：將串連電池組的各節(jié)電池端電壓經(jīng)模擬開(kāi)關(guān)分別引入分壓電路進(jìn)行分壓處理，再經(jīng)電壓跟隨器進(jìn)行阻抗變換后送入ADC的差分輸入端，轉(zhuǎn)換后的電壓數(shù)字量輸出到單片機(jī)的PI口。
ADC選用National Semiconductor的ADC0838。 該器件是一種輸入端可編程、單端8通道/差分4通道、8位串行ADC，其數(shù)據(jù)輸入輸出口可以分時(shí)共用。
模擬開(kāi)關(guān)選用MAXIM的MAX4613。它是一種四路單刀單擲TTL/CMOS兼容的模擬開(kāi)關(guān)，可單端供電(9~40V)也可雙端供電(±4.5~±20V)，與電池組的連接采用“浮地”：每個(gè)MAX4613控制兩節(jié)電池的選通，電源和地分別取兩節(jié)電池串連后的正極和負(fù)極。由于MAX4613的S1、S4和S2、S3的控制極性相反，所以不能采用譯碼電路，而由單片機(jī)的四個(gè)I
/O口線經(jīng)光耦隔離后單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，以保證同時(shí)只有一路電池電壓接入后級(jí)的分壓電路。另外，其控制端采用CMOS電平(VL接V+)。
分壓電路采用三個(gè)相同的電阻，分壓后的電壓約為4V左右。由于使用同一個(gè)分壓網(wǎng)絡(luò)，避免了由于分壓網(wǎng)絡(luò)的差異引起各路間的誤差。同時(shí)模擬轉(zhuǎn)換器采用差分輸入從而了共模和避免了“浮地”引起的電壓不兼容的問(wèn)題。如果對(duì)2V電池采樣，可以用6個(gè)CD4052模擬開(kāi)關(guān)控制各節(jié)電池的選通，每個(gè)CD4052控制4節(jié)電池，由兩個(gè)I/O口線經(jīng)光耦隔離后驅(qū)動(dòng)兩個(gè)地址選擇端，另三個(gè)I/O口線經(jīng)74LS138譯碼后分別控制六個(gè)CD4052的使能端(INH)。
溫度測(cè)量模塊
溫度測(cè)量模塊采用美國(guó)DALLAS公司推出的DS18S20系列單總線數(shù)字溫度計(jì)，只需要一根導(dǎo)線就可將單片機(jī)和DS18S20連接起來(lái)，如圖4所示。每個(gè)I/O口線可以同時(shí)掛接多個(gè)DS18S20。
的實(shí)現(xiàn)
設(shè)計(jì)采用模塊化編程，主要分為主程序、數(shù)據(jù)采集(電壓、溫度)處理程序和通訊程序。
主程序?yàn)榭刂瞥绦? 實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)行初始化(包括自檢、讀取本節(jié)點(diǎn)地址、電池組電池電壓種類、向機(jī)發(fā)送本節(jié)點(diǎn)的地址、接收機(jī)發(fā)送的本節(jié)點(diǎn)的基準(zhǔn)電壓值和溫度值)和各模塊的總體調(diào)度。
數(shù)據(jù)采集處理程序包括電壓采集和溫度采集。由于DS18S20的溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間較長(zhǎng)(750ms)，所以每次采集先進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換、電壓采集，再進(jìn)行溫度的采集。溫度轉(zhuǎn)換和電壓采集同步進(jìn)行。每一輪采集后要將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，判斷是否超過(guò)限定值。若正常則判斷是否采集了5次，若不是則再次進(jìn)行采集。這是因?yàn)閿?shù)據(jù)的變換是的，如果正常就沒(méi)有必要每次都將數(shù)據(jù)上報(bào)，以CAN總線上的數(shù)據(jù)量；若到了5次或數(shù)據(jù)超限，則對(duì)數(shù)據(jù)打包上傳，CAN通信階段。
CAN通信程序負(fù)責(zé)將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN控制器，再由CAN控制器負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN總線。主要的子程序有：CAN初始化、CAN發(fā)送、CAN接收、ADC子程序，DS1820的復(fù)位、啟動(dòng)、ROM的搜索、讀寫等。其中CAN初始化、發(fā)送和接收子程序、DS1820的復(fù)位、啟動(dòng)、ROM搜索、讀寫等可參閱后面的參考文獻(xiàn)，ADC的轉(zhuǎn)換子程序詳見(jiàn)本刊網(wǎng)站。
結(jié)語(yǔ)
分布式蓄電池智能監(jiān)測(cè)智能化程度高、測(cè)量準(zhǔn)確、能及時(shí)發(fā)現(xiàn)蓄電池組存在的早期故障。其智能監(jiān)控節(jié)點(diǎn)可以作為對(duì)一個(gè)臺(tái)站的多組電池實(shí)現(xiàn)分散采集、集中監(jiān)控的一個(gè)組成部分進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)使用，也可以作為開(kāi)關(guān)電源的一個(gè)附屬部分與開(kāi)關(guān)電源配套使用。CAN接口可以用RS-232接口代替，以和現(xiàn)有的開(kāi)關(guān)電源的控制主機(jī)聯(lián)接，現(xiàn)有電源的性能。
注：本模型相關(guān)參數(shù)取值為①普通燃煤火電機(jī)組單位投資為4元/瓦，風(fēng)電機(jī)組為8元/瓦，固定資產(chǎn)折舊年限15年;②項(xiàng)目總投資中80%為性資金，借款利率為5%；③火電、風(fēng)電機(jī)組上網(wǎng)小時(shí)取各地區(qū)2016年機(jī)組平均上網(wǎng)小時(shí)數(shù)；④福建標(biāo)煤價(jià)格按防城港5500大卡折算820元/噸（2017年2月末），內(nèi)標(biāo)煤價(jià)格按包頭市5600大卡煤價(jià)折算575元/噸，度電煤耗按300g/度；⑤不考慮、銷售、費(fèi)用等在新能源設(shè)備造價(jià)下降、煤價(jià)上漲、火電機(jī)組發(fā)電小時(shí)下跌的大下，部分可再生能源消納情況、火電發(fā)電小時(shí)較低、煤價(jià)較高的東部及南部地區(qū)，風(fēng)電的度電成本已接近或低于當(dāng)?shù)鼗痣姷亩入姵杀�，具備了�?jìng)價(jià)上網(wǎng)的客觀條件。而在煤炭資源富集的西部地區(qū)，由于低煤價(jià)、限電問(wèn)題（寧夏、、甘肅等地區(qū)可再生能源限電形勢(shì)更為嚴(yán)峻，棄風(fēng)、棄光率均在30%以上），風(fēng)電、光伏發(fā)電機(jī)組度電成本較火電相比并無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)將力爭(zhēng)在2020年前根本性解決可再生能源消納問(wèn)題，考慮到新能源技術(shù)進(jìn)度必然帶來(lái)成本的下降，西北部地區(qū)的風(fēng)電度電成本具備較大下降空間。而十三五期間我國(guó)將對(duì)三北地區(qū)1.33億千瓦熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組進(jìn)行調(diào)峰性改造，西北部地區(qū)火電高利用小時(shí)數(shù)難以為繼。本文基于上述考慮，在特定約束條件下對(duì)內(nèi)蒙地區(qū)火電、風(fēng)電度電成本重新測(cè)算。經(jīng)測(cè)算，在火電利用小時(shí)數(shù)下降10%、風(fēng)電發(fā)電量全額消納、項(xiàng)目總造價(jià)下降10%的情景下，風(fēng)電的度電成本與火電相當(dāng)。