[發明專利]一種能夠在線定位至分系統的儲能絕緣故障檢測系統及方法

在審

• 申請號: 202010567416.7
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111679210A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 陳娟;侯朝勇;渠展展;官亦標;許守平
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/385
• 分類號: G01R31/385;G01R31/12;G01R31/52;G01R27/02
• 代理公司: 北京寶護知識產權代理有限公司 11703
• 代理人: 文驪鹍

本發明公開了一種能夠在線定位至分系統的儲能絕緣故障檢測系統及方法，該系統包括系統級絕緣檢測板卡和由n個漏電流檢測單元組成的漏電流檢測陣列，每個漏電流檢測單元用于檢測對應儲能分系統的絕緣電阻；系統級絕緣檢測板卡用于檢測儲能系統直流母線的絕緣電阻；n個儲能分系統并聯掛接在儲能系統直流母線上，形成儲能系統；漏電流檢測陣列用于將檢測到的分系統級絕緣阻抗信息傳遞給系統級，系統級根據自我檢測的絕緣電阻和收集到的分系統級絕緣電阻的信息做出判斷，切斷問題分系統級的輸出。本發明方法在儲能系統的不同控制層級分別采用兩種檢測方式，揚長避短，給儲能系統帶來更高的絕緣安全性能。

技術領域

本發明屬于儲能與電池管理技術領域，具體涉及一種能夠在線定位至分系統的儲能絕緣故障檢測系統及方法。

背景技術

在用鋰電池組作為電力系統儲能單元時，輸出直流高壓高達800V。其輸出正極、負極對電池柜外殼之間的絕緣狀況直接影響整個系統的安全性。

在電池儲能系統結構設計時，充分考慮爬電距離和絕緣防護。在生產過程中，用絕緣測試儀做好絕緣強度檢測，防止電柜生產中絕緣工藝不符合要求。

當電池儲能系統安裝到電力設施現場時，需要鋪設高壓電纜將同一直流系統內多個高壓直流儲能電池柜連接到同一高壓母線上，雖然每個電柜具有獨立切斷能力，但工作時，切斷開關閉合，同一直流系統內的高壓正負極全部連接在一起。在應用過程中，由于環境的影響(如溫度、濕度、灰塵、振動、磨損等)和絕緣材料(絕緣接線柱、導線絕緣層等)的老化，甚至安裝不當等因素影響，高壓直流系統正負極對電柜外殼或其它過線支撐外殼(統稱殼地)的絕緣阻抗可能發生變化，原來出廠絕緣電阻合格的電柜組成的直流系統可能產生絕緣電阻下降到不可接受的程度，這時需要及時發現并采取措施。因此設計監控系統在線監測高壓直流系統的正負極對殼地的絕緣電阻。

絕緣電阻的檢測可以通過接入漏電流傳感器或者在系統的正負輸出級與機殼之間并接高壓電阻變換輸出回路的網絡拓撲來實現檢測，但是兩種方式各有優缺點，接入漏電流傳感器方法的優點是測量時不破壞系統絕緣電阻值，可以頻繁檢測絕緣特性，但是受限于漏電流傳感器的精度，只能感知非對稱性絕緣故障，并且對絕緣電阻的測量誤差較大，變換絕緣阻抗網絡的測量方式雖然能夠比較準確的測量絕緣電阻的大小，但是一個直流系統最好只接入一個判斷電路，否則在檢測過程中頻繁改變儲能系統輸出回路，會產生系統級的問題。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中采用絕緣電阻的檢測存在的不足，提供一種能夠在線定位至分系統的儲能絕緣故障檢測系統及方法，其能夠將兩種方法有機結合起來，在儲能系統的不同控制層級分別采用兩種檢測方式，揚長避短，給儲能系統帶來更高的絕緣安全性能。

本發明采用如下技術方案來實現的：

一種能夠在線定位至分系統的儲能絕緣故障檢測系統，包括系統級絕緣檢測板卡和由n個漏電流檢測單元組成的漏電流檢測陣列，每個漏電流檢測單元用于檢測對應儲能分系統的絕緣電阻；系統級絕緣檢測板卡用于檢測儲能系統直流母線的絕緣電阻；

其中，n個儲能分系統并聯掛接在儲能系統直流母線上，形成儲能系統；

漏電流檢測陣列用于將檢測到的分系統級絕緣阻抗信息傳遞給系統級，系統級根據自我檢測的絕緣電阻和收集到的分系統級絕緣電阻的信息做出判斷，切斷問題分系統級的輸出。

進一步的，儲能分系統為電池簇或者儲能柜或者儲能集裝箱的電池儲能單元。

進一步的，每個儲能分系統均能夠控制本地繼電器自我切斷與儲能系統直流母線的連接。

進一步的，每個儲能分系統均由一個繼電器單元連接至儲能系統直流母線，每個繼電器單元均能夠吸合或切斷對應的儲能分系統與儲能系統直流母線的連接。

進一步的，n個漏電流檢測單元之間相互隔離。