变电站铅酸电池的失效及综合修复

铅酸电池是直流(DC)系统的重要储能设备,对变电站的安全稳定运行至关重要。站用铅酸电池寿命普遍低于理论寿命,大量电池的提前失效给电网企业带来巨大的经济和环境压力。针对变电站铅酸电池的特殊运行环境,对失效电池复杂的失效模式进行分析。采用化学和物理相结合的技术手段,针对性地选择合适的活化剂,同时使用“大电流-恒流-恒压”的充电方式,达到修复活化失效铅酸电池的目的,修复后的铅酸电池容量可达额定容量的80%以上。

乙炔黑包覆的铅及其氧化物复合材料对铅酸电池负极性能的影响

铅酸电池负极析氢问题和硫酸盐化问题是限制铅酸电池性能的主要因素,大量的研究集中在负极的添加剂上。本文以乙炔黑包覆的铅及其氧化物形成的复合材料作为铅酸电池负极添加剂,研究其对铅酸电池性能的影响。实验结果表明,加入复合材料的电极,有效抑制了析氢问题,并降低了硫酸盐化现象,延长了其寿命。

基于DKF-Bi-LSTM的阀控式铅酸电池SOC在线估计方法

精准估计阀控式铅酸蓄电池的荷电状态(SOC)对变电站直流系统的可靠性和安全性有着重要的作用,为提高SOC估算精度,提出一种基于DKF-Bi-LSTM的铅酸蓄电池SOC在线估计方法,基于二级结构的双卡尔曼滤波算法,分别进行模型估计和状态估计。通过卡尔曼滤波算法对模型参数进行动态跟踪,进而基于扩展卡尔曼滤波算法在线估算电池SOC值。将在线估算结果、电流、电压、温度值作为Bi-LSTM神经网络的输入,电池SOC预测值作为网络输出,实现对电池SOC的在线估计。经测试发现,与DKF和Bi-LSTM算法相比,DKF-Bi-LSTM算法的SOC预测均方根误差更小,其SOC在线估计方法具有更高的准确性。

退役铅酸蓄电池铅膏回收策略及研究进展

推动再生铅产业的高质量发展,是铅资源实现生产-消费-再生良性循环的重要保障,缓解铅资源枯竭的同时,有效降低铅的生产成本和改善环境污染,对促进铅工业可持续发展具有重要的战略意义。本文概述了近年来铅酸蓄电池铅膏回收的最新研究进展,基于铅酸蓄电池的资源特点和再生产品的经济效益,详细总结了以金属铅、氧化铅、硫化铅及功能性铅基材料为目标的回收工艺技术,重点分析了不同铅产品回收方法的优缺点及需注意的关键环节。结合铅产业链的下游应用,介绍了废铅酸蓄电池再生产品在电池及传感器等领域的应用。最后从实际应用角度出发,展望了未来废铅酸蓄电池铅膏回收及再生铅产品的发展方向。

单价选择性电渗析回收铅酸蓄电池拆解废酸试验

研究针对北方某铅酸蓄电池回收厂拆解废铅酸蓄电池车间的拆解废酸进行单价选择性电渗析回收试验,并考察了操作电流密度、电压及流量对单价选择性电渗析工艺的影响,以期为铅酸蓄电池回收工业清洁生产提供技术支撑。在电压为5 V,电流密度为20 mA/cm2,进水流量为150 L/h,电渗析装置运行时间为48 min的条件下,回收室中H+透过率可达到80%,单价选择性电渗析对H+有较高透过率。同时,单价选择性电渗析对金属离子保持较低的泄漏率,Pb2+泄漏率为0.6%,Zn2+泄漏率为2.8%,Cd2+泄漏率为1.8%。研究实现了对废铅酸蓄电池拆解废酸中H+与重金属离子的选择性分离的目标。

铅酸蓄电池极柱气孔解决方法研究

极柱是铅酸蓄电池的重要组成部件,起着连接内部单体的作用。气孔缺陷会导致极柱有效承载面积减小,耐腐蚀性、大电流承载能力降低,严重时会导致电池失效。笔者从生产实际出发,分析了极柱气孔产生的原因,在确认气孔检测方法的前提下,从影响气体排出时间与效率的合金凝固时间、脱模剂类型、模具结构三个方面进行了验证对比,提出了改善铅酸蓄电池极柱气孔的方法。

铅酸蓄电池T2型端子烧焊结构研究

铅酸蓄电池用T2型端子在使用中有时会被接线卡子卡裂,造成端子爬酸、漏液的现象。端子烧焊深度浅是造成端子被卡裂的一个非常关键的因素。针对端子烧焊深度浅的问题进行原因分析,对端子烧焊结构进行改进,并通过试验验证结构改进后的端子烧焊效果,提高了改进后的端子烧焊深度及其稳定性,保证了蓄电池使用中的可靠性。

光纤铅酸蓄电池安全在线监测技术研究

铅酸蓄电池的电解液变化对于电池安全运行状态至关重要,研究植入性传感技术有助于精确监控蓄电池内部电解液变化等过程,及时在线获得蓄电池的实时工作性能与状态,在蓄电池安全监测领域具有重要意义。文章提出并设计了一种基于全光纤法布里-珀罗(Fabry-Perot,FP)干涉仪的液体浓度传感器,其探头是由两段单模光纤和一段U形毛细石英玻璃管构成的开放式FP腔,可以使液体轻松进入空腔,不易形成气泡。该结构具有耐强酸强碱、侵入性低、体积小、抗电磁干扰和绝缘体特性等优势,可植入铅酸蓄电池内部,实现对电解液中的硫酸溶液浓度的实时在线监测。结果表明:在硫酸为0~30%的体积分数范围内,FP腔的有效腔长和硫酸溶液的体积分数具有良好的线性度,其拟合系数达0.995,硫酸溶液的体积分数测量值与真实值之间的最大偏移量<±1.05%。

阀控式铅酸动力电池装配压力的设计

装配压力是阀控式铅酸动力电池制造工艺的重要参数之一。研究了装配压力对电池初期性能、电池储液量、开路电压、一次放电合格率的影响,以及循环过程中湿态压力的变化。结果表明,装配压力过高或过低都会对电池的性能产生影响。确定装配压力的一个合理范围,保持合适的压缩比,可以对电池的初期性能、电池储液量、开路电压、一次放电合格率有可靠保证。

阀控式密封铅酸蓄电池在线监测与健康评估技术综述

阀控式密封铅酸蓄电池由于其价格低廉、稳定性高、不易爆炸、再生技术成熟等优点得到了广泛应用,但同时也存在寿命短、缺陷较多或故障较为频繁等缺点,因此铅酸蓄电池在线监测与健康评估对其稳定运行具有重要作用。鉴于此,首先分析了铅酸蓄电池的失效机理及其对蓄电池性能的影响,然后提出了铅酸蓄电池的在线监测指标及其计算方法,论述了变电站、通信机房和配电终端等铅酸蓄电池直流电源在线监测技术,构建了蓄电池在线监测系统的拓扑图;从健康评估技术角度,归纳了基于单指标和多指标的健康评估方法;最后总结了目前存在的问题及其发展趋势。

新型电力系统背景下铅酸蓄电池监测系统的发展情况探究

在“双碳”背景下,因新能源发电日益增加,传统电力系统结构发生改变,逐渐向着新型电力系统转型。然而新能源本身的波动性会影响新型电力系统的稳定运行,因此需要提高系统的灵活运行能力。在新型电力系统中,铅酸蓄电池作为储备能源而广泛使用,是整个系统安全稳定运行的重要保障。铅酸蓄电池在使用过程中可能会面临热失控、极板硫酸盐化、腐蚀以及失水等问题,通过在线监测铅酸蓄电池的电压、温度、内阻及电流等性能参数,可以准确反映电池内部情况,确保电池的安全使用,为新型电力系统的稳定运行奠定基础。文章主要分析铅酸蓄电池的工作原理,并总结其失效的影响因素,结合铅酸蓄电池的性能参数分析铅酸蓄电池监测系统的现状与发展趋势。

阀控铅酸蓄电池的放电测试与维护策略

大量的阀控铅酸蓄电池作为高压直流输电(HVDC)、不间断电源(UPS)及直流屏等设备的后备电源在数据中心使用。蓄电池的健康状态对于业务供电的可靠性至关重要。目前采用蓄电池的在线监测、定期放电测试相结合的方式来检查其健康状态。现行的放电测试主要包括实际负载浅放电、核对性放电和深度放电三种,就蓄电池的放电测试和维护策略展开论述。

计算机技术在阀控式密封铅酸蓄电池槽设计中的应用分析

能源问题是人类社会生存进化和稳定发展的重要核心,面对能源储备不断减少的困境,储能技术应运而生。储能(stored energy)是指通过介质或者是设备把能源、能量存储起来,在需要时再释放的过程。通常意义上的储能是对电力能源的储备,生活中常见的电力储能设备包括水电能源的抽水蓄能、风电能源的飞轮储能以及新能源产业的动力电池、铅酸电池和锂离子电池等,这些设备大多通过将电能转化为势能或化学能来实现对电力资源的储蓄,被广泛应用于社会生产和生活的各行各业。

红丹对煤矿用铅酸电池初期容量的影响

红丹作为添加剂在铅酸电池中应用广泛,因电池的使用环境不同,各厂家的添加量差异较大,没有统一的规范。为满足煤矿用客户对电池初期容量的特殊要求,即首次使用即达到额定容量,通过4种不同质量分数(0、10%、20%和30%)红丹添加量的实验,验证煤矿用铅酸电池初期容量和5次循环前容量的变化。添加红丹的电池,首次放电容量比未添加的高5%~10%;红丹添加量不同,5次循环前容量持续增幅不同。研究可为煤矿用铅酸电池生产厂家提供理论参考。

阀控式铅酸蓄电池液面参数检测系统硬件设计

介绍一种阀控式铅酸蓄电池(VLRA)液面参数检测系统的硬件结构和特点。系统主机模块采用AT89C51单片机结合显示、扩展存储和看门狗技术;从机模块采用AT89C2051单片机驱动线阵CCD实现非接触测量;红外传输模块采用RS-232串口转红外技术实现数据传输。系统具有布线少、体积小、精度高、非接触测量等特点。

基于复合模型的铅酸蓄电池数据驱动自适应控制

针对复杂非线性时变动态铅酸蓄电池系统,现有控制方法的控制器设计,要么需要已知其精确数学模型或结构信息,要么依赖人工经验,增加了不确定性。为避免该问题,笔者采用基于控制器的动态线性化方法,并利用参数自适应更新算法,基于复合模型给出铅酸蓄电池的数据驱动自适应控制设计过程。仿真结果表明,与经典PID方法相比,所采用方法的电压跟踪过程平稳度可提高48.21%,电流变化平滑度可提高35.56%。所采用方法在仅需铅酸蓄电池输入和输出数据情况下,仍能获得良好控制效果。

废铅酸蓄电池资源回收行业技术与发展

废铅酸蓄电池的资源回收一直受到国家高度重视,其资源回收技术与装备也在不断进步与升级。本文介绍了再生铅行业的发展与技术装备进展,包括废铅酸蓄电池破碎分选、废铅膏资源回收等技术装备与发展,阐述了废铅酸蓄电池机械破碎分选、自动破碎分选、智能破碎分选的进化历程,重点陈述了废铅膏资源回收环节的高温熔炼、预脱硫-低温熔炼、免冶炼转化等技术的进步。废铅酸蓄电池资源回收技术与装备的系统性布局和模块化实施是行业技术装备进步的根本保障,智慧化和绿色化将是未来的发展趋势,废铅酸蓄电池智能破碎分选-废铅膏免熔炼短程制备铅基电源材料技术将有望引领行业的发展,适应“双碳”目标要求。

舰船铅酸蓄电池室氢气浓度特征研究

[目的]为实现舰船铅酸蓄电池室蓄电池析氢特征在线识别和氢气控制系统量化设计,提出基于集总模型,综合考虑蓄电池析氢速率、系统通风净化风量、蓄电池室泄漏风量等关键参数的蓄电池室氢气浓度特征辨识方法。[方法]根据蓄电池室环境特征,建立舰船蓄电池室氢气浓度特征和蓄电池析氢速率预测数学模型,开发相应的计算程序,分析在给定系统运行策略下,不同蓄电池析氢速率和系统通风净化风量下的蓄电池室氢气浓度变化特征。[结果]蓄电池室氢气浓度变化特征受蓄电池析氢速率、蓄电池室泄漏风量和系统通风净化风量等因素共同影响。当析氢速率较低时(如新蓄电池),泄漏风量会显著影响氢气浓度上升速率;在给定策略下的蓄电池氢气净化系统日均运行频次可以反映蓄电池实际析氢速率特征,指导蓄电池寿命评价。[结论]舰船蓄电池析氢速率与多个参数关联,研究开发的预测模型可对舰船蓄电池室蓄电池析氢速率进行准确预测,并为系统设计和运行策略优化提供指导,相关思路和方法亦可推广应用于与氢气控制相似的其它舱室组分。

阀控式铅酸蓄电池成组一致性检测方法研究

基于提高对阀控式铅酸蓄电池一致性测试的实验效率,提出一种适用于阀控式铅酸蓄电池的一致性检测方法,能够快速判断和预测电池的使用情况。在同一产地电池中挑选三个电池,以半容量等电量充放电的实验方法,对电池一致性检测,通过所得到的实验结果进行标准差分析,实验结果反映了该检测方法比较合理。

基于改进的AEKF铅酸电池SOC在线估计

为了提高铅酸电池在随机工况下荷电状态(SOC)估计精度,减小误差变化对估计精度的影响。针对自适应扩展卡尔曼滤波中误差新息序列长度固定选取的局限性,本文提出一种改进的自适应扩展卡尔曼滤波算法估计SOC。通过似然估计来监测协方差匹配算法中的误差新息序列分布变化时刻,根据误差新息的分布变化来自适应调整新息序列长度,进而降低估计SOC时的误差。首先通过带遗忘因子的递推最小二乘法(FFRLS)辨识获得等效模型参数,其模型平均误差电压为13.63 mV,然后在随机工况实验下发现,改进后的算法在估计SOC时的RMSE和MAE性能上精度分别提高了14.44%和17.26%,结果表明改进后的算法拥有更好的稳定性和精度。