基于MCU技术的变电站蓄电池组智能稳压系统吴晨静

基于MCU技术的变电站蓄电池组智能稳压系统吴晨静

吴晨静

（广东电网有限责任公司惠州供电局广东惠州516003）

摘要：本文叙述的变电站蓄电池组智能稳压系统属于自动控制技术，是为了满足电力系统继电保护装置及信号回路等设备的正常供电而对现有直流系统的改进方法。本文分为原理应用，MCU核心部分描述，电压采集原理及控制部分，分别说明了该改进方法的思想及实现方案。

关键词：MCU；蓄电池组；稳压；硅链

本文所叙述的变电站蓄电池组智能稳压系统通过充分利用冗余配置单体蓄电池，使用基于MCU技术的自动调节系统自动对蓄电池组的输出电压进行稳压控制，并且可以实现单体蓄电池故障时在不影响直流系统运行的情况下快速隔离故障点，进而提高整体运行稳定性和可靠性。

1技术方案

变电站蓄电池组智能稳压技术的实现由三部分构成：MCU处理部分、电压采集部分、控制部分。原变电站蓄电池组原理框图及经改进后的蓄电池组原理框图如图1、图2所示：

2硬件方案

2.1MCU处理部分

由于电压调节要求实时快速调节，所以MCU处理部分采用快速W77E58作为系统核心。W77E58是一种快速8051兼容微控制器，在相同的时钟频率下，指令执行速度比标准8051要快许多，非常适合要求高速、双串口、外围简洁、低成本系统应用的高性能MCU。

MCU处理部分原理是通过采集入口进行采集蓄电池组电压，W77E58将采集到的电压值与要求的稳定运行值比较，进行精确地运算和严谨的控制规律，由MCU对应的P0口输出高低电平（其中R2、R3、R4、R5、R6为上拉电阻，可以有效保证P0口输出高低电平），经过同向驱动器7407使信号加强，经过光耦隔离发出控制信号，使相应的继电器闭合或断开，来满足输出所需的稳定电压。

2.2电压采集部分

电压采集部分是由电压变送器，运算放大器，模数转换芯片组成。工作原理是将蓄电池组的输出电压经过直流电压变送器，线性输出为0~5V的直流电压，经过运算放大器把模拟量做放大处理，再由12位高精度模数转换芯片TLC2543把采集到的0~5V模拟量转换为数字量后传送给W77E58，再由W77E58进行内部程序运算处理。由于W77E58具有双串口功能，所以采集到的电压也可以通过RS485上传给后台以便实时监测数据。

2.3电压控制部分

电压控制部分的原理是将采集到的蓄电池组的电压与所需电压固定值相比较，使MCU的P0口输出相应的高低电平，通过光耦隔离（设置光耦隔离目的是确保信号的有效性）将控制信号送入K1~K5中，再由Q1~Q5大功率驱动三极管驱动继电器，通过继电器触点的分合，来控制电压调节系统整体以及硅链二极管组D1~D4的投入与退出，调整输出电压以满足蓄电池组整体输出电压的稳定。控制部分原理图如下所示（图3）：

图3电压控制部分原理图

3软件方案

在该改进方案中，软件设计的思路是由MCU精确地检测蓄电池组输出电压U1并与设定稳定电压值U2比较，当采集到的蓄电池组输出电压U1低于设定稳定电压值U2时，MCU根据它们的差值发出相应的控制信号，通过大功率三极管驱动执行继电器，通过继电器触点的分合投入退出备用蓄电池，以及改变硅链的降压值，从而确保蓄电池组输出电压为设定稳定电压。软件流程图如下所示（图4）：

图4软件流程图

4结束语

本方案采用W77E58作为控制核心，具有成本低、通讯可靠、实时控制、稳压效果显著等特点，并有效地利用了冗余配置的蓄电池，提高了经济效益；而且当单体蓄电池检修时可单独隔离拆除，无需停用整组蓄电池，进一步提高了直流系统的稳定性和可靠性。

参考文献

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[2]W77E58中文手册[OL].当当电子工作室，2005.

[3]赵书强.单片机直流调压技术[M].九州电气，2005.

[4]童诗白、华成英.模拟电子技术基础[M].北京高等教育出版社，2003.