本發(fā)明涉及一種無功補償領域，具體是一種UPS電源電量采集與控制系統(tǒng)。

背景技術：

隨著現(xiàn)代技術的不斷發(fā)展，對系統(tǒng)的可靠性要求越來越高，從而在供電能源上要求也較高，很多用電設備都配備有UPS電源，使得UPS供電成為越來越多系統(tǒng)的標準配置。用電信息采集終端是電力系統(tǒng)的重要設備之一，其供電可靠性的重要性不言而喻。目前，電力用戶的用電信息采集終端生產(chǎn)廠家對去電池的管理基本上只采用了電壓監(jiān)測和充電兩個手段。這兩個手段的實現(xiàn)方式過于簡單，充電的截止條件未考慮環(huán)境溫度、個體差異等影響因素，僅僅以充電電壓作為判斷條件，對電池活性的維持沒有任何技術處理，也并未對電池充放電次數(shù)、當前工作狀態(tài)、剩余電量做好記錄與顯示，提醒客戶及時有效的更換。電力公司技術管理手段相對落后，采購安裝流程也很復雜。這些因素都影響了用電信息采集終端備用電池的實際的剩余電量。目前對于用電信息采集終端的備用電池電量管理的方法極易造成備用電池的過度充電；而對于電池而言，不當?shù)某潆姺绞交蛘哌^度充電是電池進入嚴重損壞并不能恢復使用的主要因素之一，很容易造成多節(jié)節(jié)串聯(lián)電池中的某一節(jié)或者多節(jié)出現(xiàn)正負極短路的情況；一旦該類故障發(fā)生，將嚴重降低用電信息采集終端在終端停上電事件上報的成功率，導致用電信息采集終端失去應有的作用，造成巨大的損失。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種結構簡單、使用方便的UPS電源電量采集與控制系統(tǒng)，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種UPS電源電量采集與控制系統(tǒng)，包括充電電流檢測模塊、存儲器、充電電壓檢測模塊、溫度檢測模塊、放電電壓檢測模塊和放電電流檢測模塊，所述充電電流檢測模塊和充電電壓檢測模塊均連接在主電源和備用電源之間的充電電路上，所述放電電壓檢測模塊和放電電流檢測模塊均連接在電池和負載之間的放電電路上，所述溫度檢測模塊和電量監(jiān)測模塊均連接在備用電源上，所述充電電流檢測模塊、充電電壓檢測模塊、溫度檢測模塊、電量監(jiān)測模塊、放電電壓檢測模塊和放電電流檢測模塊均將檢測到的信號傳輸給單片機，單片機上還設有看門狗、存儲器和顯示器。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案：所述方法包括：1.根據(jù)電池自身的特性，設定電池的最低正常工作電壓閾值、電池在充電與放電過程之間的時間間隔、最大充電時間、充電電流、放電電流、不同溫度下電池充電電壓控制值、充電時的最大電壓差值、終端初次上電最大工作時間、終端最大連續(xù)工作時間和新電池最大連續(xù)工作時間；2.電池安裝后，判斷終端是否正常接入市電、電池是否安裝到位且環(huán)境溫度處于電池的工作范圍內(nèi)；3.根據(jù)步驟2的判定結果，對電池進行涓流充電，并保持涓流充電時間大于電池在充電與放電過程之間的時間間隔，并將涓流充電完成后電池此時的狀態(tài)定義為第一穩(wěn)態(tài)；4.第一穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下，采用如下判據(jù)判定電池的目標控制狀態(tài)：A.若終端上電工作時間大于終端初次上電最大工作時間且電池電壓高于最低正常工作電壓閾值，或終端未掉電工作時間大于終端最大連續(xù)工作時間，或新電池進入終端的時間大于新電池最大連續(xù)工作時間且電池電壓高于最低正常工作電壓閾值，此時以放電電流對電池進行放電；B.若電機待機時電池電壓低于最低正常工作電壓閾值，或新電池進入終端時電池電壓即低于最低正常工作電壓閾值，此時以充電電流對電池進行充電；5.根據(jù)步驟4的判定結果，采用如下判據(jù)決定電池的目標控制狀態(tài)：1)若以充電電流對電池進行充電時，當電池電壓連續(xù)N次達到當前溫度下電池充電電壓控制值，或電池當前電壓值與歷史電壓最大值之間的差值小于充電時的最大電壓差值，或充電時間大于最大充電時間時，此時控制電池進入第一穩(wěn)態(tài)，其中N為正整數(shù)；2)若以放電電流對電池進行放電時，電池電壓低于最低正常工作電壓閾值，此時控制電池進入第一穩(wěn)態(tài)，6.在電池處于第一穩(wěn)態(tài)時，判斷電池的第三次放電持續(xù)時間是否大于30分鐘：若是，則表明電池性能不滿足要求，系統(tǒng)告警。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案：所述單片機為STC89系列單片機。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案：所述電池以放電電流放電狀態(tài)和電池以充電電流充電狀態(tài)之間的切換必須經(jīng)過第一穩(wěn)態(tài)。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案：所述電池為鎳鉻電池。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案：所述步驟1所述的最低正常工作電壓閾值為6.75V；電池在充電與放電過程之間的時間間隔15分鐘；最大充電時間為12小時；充電電流為0.05C，其中C為電池的電量；放電電流為0.1C，其中C為電池的電量；終端初次上電最大工作時間為48小時；終端最大連續(xù)工作時間為60天；新電池最大連續(xù)工作時間為48小時；充電時的最大電壓差值為-20mV。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案：所述步驟1所述的充電時的最大電壓差值，為電池的當前電壓值與歷史電壓值中的最大值的差值；歷史電壓值為電池累計充電10小時后記錄的歷史電壓值。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明能夠根據(jù)電池的充電狀態(tài)、放電狀態(tài)以及電池的電量對電池的狀態(tài)進行綜合管理，能夠在電池的任意生命周期時刻都能夠保持終端的備用電池的剩余電量，而且本發(fā)明方法兼顧了電池自身的性能，還具有信息存儲的功能，本發(fā)明可靠性高，實用性好。

附圖說明

圖1為UPS電源電量采集與控制系統(tǒng)的方框圖。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1，一種UPS電源電量采集與控制系統(tǒng)，包括充電電流檢測模塊、存儲器、充電電壓檢測模塊、溫度檢測模塊、放電電壓檢測模塊和放電電流檢測模塊，所述充電電流檢測模塊和充電電壓檢測模塊均連接在主電源和備用電源之間的充電電路上，所述放電電壓檢測模塊和放電電流檢測模塊均連接在電池和負載之間的放電電路上，所述溫度檢測模塊和電量監(jiān)測模塊均連接在備用電源上，所述充電電流檢測模塊、充電電壓檢測模塊、溫度檢測模塊、電量監(jiān)測模塊、放電電壓檢測模塊和放電電流檢測模塊均將檢測到的信號傳輸給單片機，單片機上還設有看門狗、存儲器和顯示器。

方法包括：1.根據(jù)電池自身的特性，設定電池的最低正常工作電壓閾值、電池在充電與放電過程之間的時間間隔、最大充電時間、充電電流、放電電流、不同溫度下電池充電電壓控制值、充電時的最大電壓差值、終端初次上電最大工作時間、終端最大連續(xù)工作時間和新電池最大連續(xù)工作時間；2.電池安裝后，判斷終端是否正常接入市電、電池是否安裝到位且環(huán)境溫度處于電池的工作范圍內(nèi)；3.根據(jù)步驟2的判定結果，對電池進行涓流充電，并保持涓流充電時間大于電池在充電與放電過程之間的時間間隔，并將涓流充電完成后電池此時的狀態(tài)定義為第一穩(wěn)態(tài)；4.第一穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下，采用如下判據(jù)判定電池的目標控制狀態(tài)：A.若終端上電工作時間大于終端初次上電最大工作時間且電池電壓高于最低正常工作電壓閾值，或終端未掉電工作時間大于終端最大連續(xù)工作時間，或新電池進入終端的時間大于新電池最大連續(xù)工作時間且電池電壓高于最低正常工作電壓閾值，此時以放電電流對電池進行放電；B.若電機待機時電池電壓低于最低正常工作電壓閾值，或新電池進入終端時電池電壓即低于最低正常工作電壓閾值，此時以充電電流對電池進行充電；5.根據(jù)步驟4的判定結果，采用如下判據(jù)決定電池的目標控制狀態(tài)：1)若以充電電流對電池進行充電時，當電池電壓連續(xù)N次達到當前溫度下電池充電電壓控制值，或電池當前電壓值與歷史電壓最大值之間的差值小于充電時的最大電壓差值，或充電時間大于最大充電時間時，此時控制電池進入第一穩(wěn)態(tài)，其中N為正整數(shù)；2)若以放電電流對電池進行放電時，電池電壓低于最低正常工作電壓閾值，此時控制電池進入第一穩(wěn)態(tài)，6.在電池處于第一穩(wěn)態(tài)時，判斷電池的第三次放電持續(xù)時間是否大于30分鐘：若是，則表明電池性能不滿足要求，系統(tǒng)告警。

單片機為STC89系列單片機。電池以放電電流放電狀態(tài)和電池以充電電流充電狀態(tài)之間的切換必須經(jīng)過第一穩(wěn)態(tài)。電池為鎳鉻電池。

步驟1所述的最低正常工作電壓閾值為6.75V；電池在充電與放電過程之間的時間間隔15分鐘；最大充電時間為12小時；充電電流為0.05C，其中C為電池的電量；放電電流為0.1C，其中C為電池的電量；終端初次上電最大工作時間為48小時；終端最大連續(xù)工作時間為60天；新電池最大連續(xù)工作時間為48小時；充電時的最大電壓差值為-20mV。

步驟1所述的充電時的最大電壓差值，為電池的當前電壓值與歷史電壓值中的最大值的差值；歷史電壓值為電池累計充電10小時后記錄的歷史電壓值。

本發(fā)明的工作原理是：系統(tǒng)中的各個模塊功能如下：

充電電流檢測模塊：用于檢測電池充電過程中的電流實時信號；

充電電壓檢測模塊：用于檢測電池充電過程中的電壓實時信號；

溫度檢測模塊：用于實時檢測電池的溫度變化。

電量檢測模塊：用于實時檢測電池中的剩余點亮情況。

放電電流檢測模塊：用于檢測電池放電過程中的電流實時信號；

放電電壓檢測模塊：用于檢測電池放電過程中的電壓實時信號；

看門狗：用于記錄各個模塊、各種狀態(tài)變化的時間。

存儲器：記錄電量、電流、電壓等數(shù)據(jù)。

顯示屏：用于直觀的指示各個數(shù)據(jù)、時間參數(shù)。

單片機：用于處理各個模塊反饋來的信號，并傳輸給顯示屏。

系統(tǒng)的具體實行方法：1 .根據(jù)電池自身的特性，設定電池的最低正常工作電壓閾值為6.75V；電池在充電與放電過程之間的時間間隔15分鐘；最大充電時間為12小時；充電電流為0.05C，其中C為電池的電量；放電電流為0.1C，其中C為電池的電量；終端初次上電最大工作時間為48小時；終端最大連續(xù)工作時間為60天；新電池最大連續(xù)工作時間為48小時；充電時的最大電壓差值為-20mV，最大電壓差值為電池的當前電壓值與歷史電壓值中的最大值的差值，而歷史電壓值為電池累計充電12小時后記錄的歷史電壓值，因此充電時的最大電壓差這個值是在電池基本無電量、0.05C充電電流情況下，為充電10小時之后開始記錄的電壓值最大值減去當前值的結果；2.電池安裝后，判斷終端是否正常接入市電、電池是否安裝到位且環(huán)境溫度處于電池的工作范圍內(nèi)；3.根據(jù)步驟S2的判定結果，如果不滿足則直接報警；如果滿足則對電池進行涓流充電，并保持涓流充電時間大于電池在充電與放電過程之間的時間間隔，并將涓流充電完成后電池此時的狀態(tài)定義為第一穩(wěn)態(tài)；4.第一穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下，采用如下判據(jù)判定電池的目標控制狀態(tài)：A.若判斷條件C滿足，即終端上電工作時間大于48h且電池電壓高于6.75V，或終端未掉電工作時間大于60天，或新電池進入終端的時間大于48h且電池電壓高于6.75V，此時以放電電流0.1C對電池進行放電；B.若條件E滿足，即電機待機時電池電壓低于6.75V，或新電池進入終端時電池電壓即低于6.75V，此時以充電電流0.05C對電池進行充電；5.根據(jù)步驟4的判定結果，采用如下判據(jù)決定電池的目標控制狀態(tài)：1)若條件D滿足，即以充電電流0.05C對電池進行充電時，當電池電壓連續(xù)3次達到當前溫度下電池充電電壓控制值，或電池當前電壓值與歷史電壓最大值之間的差值ΔV>20mV，或充電時間大于14.5h時，此時控制電池進入第一穩(wěn)態(tài)；2)若條件F滿足，即以放電電流對電池進行放電時，電池電壓低于6.75V時，此時控制電池進入第一穩(wěn)態(tài)。6.在電池處于第一穩(wěn)態(tài)時，判斷電池的第三次放電持續(xù)時間是否大于30分鐘：若是，則表明電池性能不滿足要求，系統(tǒng)告警。上述用電信息采集終端的電池電量管理方法中，其放電狀態(tài)和充電狀態(tài)之間的切換必須經(jīng)過第一穩(wěn)態(tài)。