CN110048375A - 一种储能系统电弧检测与保护方法以及相关装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种储能系统电弧检测与保护方法以及相关装置，用于提高储能系统中检测电弧的准确率，及时采取灭弧措施，降低造成安全隐患的几率。本申请实施例方法包括：控制装置获取储能系统中的电气连接点的电信号；所述控制装置根据所述电信号的频域特征确定频域幅值；当所述频域幅值大于预设幅值时，所述控制装置控制储能系统对所述电气连接点进行灭弧和保护操作。

Description

一种储能系统电弧检测与保护方法以及相关装置
技术领域
本申请实施例涉及能源储能领域，尤其涉及一种储能系统电弧检测与保护方法以及相关装置。
背景技术
储能系统(energy storage)作为一个高压直流设备，一般包含DCDC(directcurrent-direct current)变换器、电池管理系统(battery management system，BMS)以及电池模组。一般地，在该储能系统中存在的多处电气连接点，容易发生线路绝缘碳化、短路、空气电离等故障，从而产生电弧。持续燃烧的电弧将会产生上千度的高温，如果不能及时检测到电弧就容易引发电气火灾，进而造成经济财产损失。因此，如果在电弧产生初期能够及时识别故障电弧并采取保护措施，可以有效避免火灾的发生。
在现有技术中，电池管理系统BMS可以检测电池模块的电流值和电压值，然后，该电池管理系统BMS将该电流值与预设最大电流阈值进行比较，并且，将电压值与预设最小电压阈值进行比较。当该电流值大于该预设最大电流阈值，且，该电压值小于预设最小电压阈值时，确定该储能系统发生电弧故障。
在这样的技术方案中，该电池管理系统BMS只能根据电池模块的电流值和电池模块的电压值的大小检测该储能系统是否发生故障，由于当电弧刚刚出现故障时，该电池模块的电流值和电压值的变化可能并不明显，于是，仅靠电池的电流值和电压值进行判断，并不能准确判断是否发生电弧故障，可能导致无法准确查出电弧故障而造成安全隐患。
发明内容
本申请实施例提供了一种储能系统电弧检测与保护方法以及相关装置，用于提高检测电弧的准确率，及时采取灭弧措施，降低造成安全隐患的几率。
第一方面，本申请实施例提供了一种储能系统电弧检测与保护方法，包括：当需要获知储能系统中的各个电气连接点是否发生电弧故障时，该控制装置可以先获取储能系统中的各个电气连接点的电信号；然后，该控制装置根据该电信号的频域特征确定频域幅值；当该频域幅值大于预设幅值时，该控制装置可以确定该电气连接点可能将要发生电弧故障，于是，该控制装置控制储能系统对该电气连接点进行灭弧和保护操作。
本申请实施例中，控制装置可以根据电信号的频域特征确定频域幅值，当所述频域幅值大于预设幅值时，该控制装置控制储能系统对电气连接点进行灭弧和保护操作。由于，该控制装置是根据电信号的频域幅值来判断是否可能产生电弧，由于在将要产生电弧或者刚产生电弧时，该频域幅值将有明显的变化，如果超过预设幅值，则可以确定该电气连接点产生电弧，并可以迅速执行灭弧和保护操作。因此，与采用电压值或电流值来判断是否产生电弧的方式相比，更加准确高效，能够降低造成安全隐患的几率。
根据第一方面，本申请实施例第一方面的第一种实施方式中，该储能系统包括：电池模组、电池管理系统BMS、直流转直流DCDC转换器；该电气连接点包括该电池模组与该BMS的连接点，该BMS与该DCDC转换器的连接点，或该DCDC转换器与负载电路的连接点。
本实施方式中，明确了储能系统的主要部件，并且，明确了可以布置的电气连接点的具体位置。于是，在实际应用中，可以根据检测需要按需对电气连接点进行检测，从而使得即能较全面地检测电弧故障，又能合理分配资源。因此，增强了方案的可行性。
根据第一方面、第一方面的第一种实施方式，本申请实施例第一方面的第二种实施方式中，该储能系统还包括传感器；该控制装置获取储能系统中的电气连接点的电信号包括：该控制装置从传感器获取电气连接点的电信号，该传感器包括电压传感器或电流传感器。
本实施方式中，明确了控制装置获取电气连接点的具体实现方式，其中，该控制装置是通过传感器获取电气连接点的电信号。由于该传感器具有小巧灵活易布置的特性，可以使得灵活布置与各个电气连接点所处的位置。
根据第一方面、第一方面的第一种实施方式，本申请实施例第一方面的第三种实施方式中，该控制装置根据该电信号的频域特征确定频域幅值包括：该控制装置采用傅里叶变换算法根据该电信号的频域特征确定不同频率所对应的频域幅值。
本实施方式中，提出了根据频域特性确定频域幅值的具体实现方式。该管理装置可以采用傅里叶变换算法确定该频域幅值，从而可以提高计算出的频域幅值的准确性，进而可以提高检测电弧故障的准确性。
根据第一方面、第一方面的第一种实施方式，本申请实施例第一方面的第四种实施方式中，该控制装置控制储能系统对该电气连接点进行灭弧或保护操作包括：该控制装置控制该DCDC转换器生成反向电信号。
本实施方式中，提出了一种灭弧操作，当该控制装置确定该电气连接点处可能存在电弧故障时，该控制装置将控制该DCDC转换器生成反向电信号，以熄灭电弧，从而保证电路的安全。
根据第一方面、第一方面的第一种实施方式，本申请实施例第一方面的第五种实施方式中，该控制装置控制储能系统对该电气连接点进行灭弧或保护操作包括：该控制装置控制该BMS切断该电气连接点处的电气连接通路；或者，该控制装置控制该DCDC转换器切断该电气连接点处的电气连接通路。
本实施方式中，还提出了另外一种灭弧或保护操作，即该控制装置切断可能存在电弧故障的电气连接点处的电气通路。具体地，该控制装置可以控制BMS切断该电气连接点处的电气连接通路，或者，控制该DCDC转换器切断该电气连接点处的电气连接通路。因此，该控制装置可以根据该电弧故障所处的具体位置确定所以切断的电气连接通路。于是，可以在排除电弧安全隐患的条件下，可以尽可能地保证储能系统为负载电路进行供电，增强了方案的可靠性。
根据第一方面、第一方面的第一种实施方式至第一方面的第五种实施方式中的任意一种实施方式，本申请实施例第一方面的第六种实施方式中，该电信号包括电压信号或电流信号。
本实施方式中，明确了电信号可能呈现的方式，该电信号可能是电压信号，也可能是电流信号，具体此处不做限定。本实施方式中，可以根据具体的电路情况布置合适的传感器从而获取电流信号或电压信号，有利于后续分析计算。因此，也可以提高检测电弧故障的准确性。
第二方面，本申请实施例提供了一种控制装置，包括：至少一个处理器，该处理器用于执行存储的程序，具体包括如下步骤：该处理器获取储能系统中的电气连接点的电信号；该处理器根据该电信号的频域特征确定频域幅值；当该频域幅值大于预设幅值时，该处理器控制储能系统对该电气连接点进行灭弧和保护操作。
本申请实施例中，控制装置可以根据电信号的频域特征确定频域幅值，当所述频域幅值大于预设幅值时，该控制装置控制储能系统对电气连接点进行灭弧和保护操作。由于，该控制装置是根据电信号的频域幅值来判断是否可能产生电弧，由于在将要产生电弧或者刚产生电弧时，该频域幅值将有明显的变化，如果超过预设幅值，则可以确定该电气连接点产生电弧，并可以迅速执行灭弧和保护操作。因此，与采用电压值或电流值来判断是否产生电弧的方式相比，更加准确高效，能够降低造成安全隐患的几率。
根据第二方面，本申请实施例第二方面的第一种实施方式中，该处理器，具体用于从传感器获取电气连接点的电信号，该传感器包括电压传感器或电流传感器。
本实施方式中，明确了控制装置获取电气连接点的具体实现方式，其中，该控制装置是通过传感器获取电气连接点的电信号。由于该传感器具有小巧灵活易布置的特性，可以使得灵活布置与各个电气连接点所处的位置。
根据第二方面，本申请实施例第二方面的第二种实施方式中，该处理器，具体用于采用傅里叶变换算法根据该电信号的频域特征确定不同频率所对应的频域幅值。
本实施方式中，提出了根据频域特性确定频域幅值的具体实现方式。该管理装置可以采用傅里叶变换算法确定该频域幅值，从而可以提高计算出的频域幅值的准确性，进而可以提高检测电弧故障的准确性。
根据第二方面，本申请实施例第二方面的第三种实施方式中，该处理器，具体用于控制该DCDC转换器生成反向电信号。
本实施方式中，提出了一种灭弧操作，当该控制装置确定该电气连接点处可能存在电弧故障时，该控制装置将控制该DCDC转换器生成反向电信号，以熄灭电弧，从而保证电路的安全。
根据第二方面，本申请实施例第二方面的第四种实施方式中，该处理器，具体用于控制该BMS切断该电气连接点处的电气连接通路；或者，该处理器，具体用于控制该DCDC转换器切断该电气连接点处的电气连接通路。
本实施方式中，还提出了另外一种灭弧或保护操作，即该控制装置切断可能存在电弧故障的电气连接点处的电气通路。具体地，该控制装置可以控制BMS切断该电气连接点处的电气连接通路，或者，控制该DCDC转换器切断该电气连接点处的电气连接通路。因此，该控制装置可以根据该电弧故障所处的具体位置确定所以切断的电气连接通路。于是，可以在排除电弧安全隐患的条件下，可以尽可能地保证储能系统为负载电路进行供电，增强了方案的可靠性。
第三方面，本申请实施例提供了一种控制装置，包括：获取模块，用于获取储能系统中的电气连接点的电信号；确定模块，用于根据该电信号的频域特征确定频域幅值；灭弧模块，用于当该频域幅值大于预设幅值时，该处理器控制储能系统对该电气连接点进行灭弧和保护操作。
本申请实施例中，控制装置可以根据电信号的频域特征确定频域幅值，当所述频域幅值大于预设幅值时，该控制装置控制储能系统对电气连接点进行灭弧和保护操作。由于，该控制装置是根据电信号的频域幅值来判断是否可能产生电弧，由于在将要产生电弧或者刚产生电弧时，该频域幅值将有明显的变化，如果超过预设幅值，则可以确定该电气连接点产生电弧，并可以迅速执行灭弧和保护操作。因此，与采用电压值或电流值来判断是否产生电弧的方式相比，更加准确高效，能够降低造成安全隐患的几率。
根据第三方面，本申请实施例第三方面的第一种实施方式中，该获取模块包括：获取子模块，用于从传感器获取电气连接点的电信号，该传感器包括电压传感器或电流传感器。
本实施方式中，明确了控制装置获取电气连接点的具体实现方式，其中，该控制装置是通过传感器获取电气连接点的电信号。由于该传感器具有小巧灵活易布置的特性，可以使得灵活布置与各个电气连接点所处的位置。
根据第三方面，本申请实施例第三方面的第二种实施方式中，该确定模块包括：确定子模块，用于采用傅里叶变换算法根据该电信号的频域特征确定不同频率所对应的频域幅值。
本实施方式中，提出了根据频域特性确定频域幅值的具体实现方式。该管理装置可以采用傅里叶变换算法确定该频域幅值，从而可以提高计算出的频域幅值的准确性，进而可以提高检测电弧故障的准确性。
根据第三方面，本申请实施例第三方面的第三种实施方式中，该灭弧模块包括：第一控制子模块，用于控制该DCDC转换器生成反向电信号。
本实施方式中，提出了一种灭弧操作，当该控制装置确定该电气连接点处可能存在电弧故障时，该控制装置将控制该DCDC转换器生成反向电信号，以熄灭电弧，从而保证电路的安全。
根据第三方面，本申请实施例第三方面的第四种实施方式中，该灭弧模块还包括：第二控制子模块，用于控制该BMS切断该电气连接点处的电气连接通路；或者，用于控制该DCDC转换器切断该电气连接点处的电气连接通路。
本实施方式中，还提出了另外一种灭弧或保护操作，即该控制装置切断可能存在电弧故障的电气连接点处的电气通路。具体地，该控制装置可以控制BMS切断该电气连接点处的电气连接通路，或者，控制该DCDC转换器切断该电气连接点处的电气连接通路。因此，该控制装置可以根据该电弧故障所处的具体位置确定所以切断的电气连接通路。于是，可以在排除电弧安全隐患的条件下，可以尽可能地保证储能系统为负载电路进行供电，增强了方案的可靠性。
第四方面，本申请实施例提供了一种能源管理系统，包括：储能系统和控制装置；该储能系统包括电池模组、电池管理系统BMS、直流转直流DCDC转换器和传感器；该电池模组，用于提供电能；该BMS，用于检测该电池模块的状态；该DCDC转换器，用于执行直流高压信号和直流低压信号的转换；该传感器，用于检测电气连接点的电信号；该控制装置执行第一方面所介绍的方法。
第五方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如第一方面所介绍的方法。
第六方面，本申请实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如第一方面所介绍的方法。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
本申请实施例中，控制装置可以根据电信号的频域特征确定频域幅值，当所述频域幅值大于预设幅值时，该控制装置控制储能系统对电气连接点进行灭弧和保护操作。由于，该控制装置是根据电信号的频域幅值来判断是否可能产生电弧，由于在将要产生电弧或者刚产生电弧时，该频域幅值将有明显的变化，如果超过预设幅值，则可以确定该电气连接点产生电弧，并可以迅速执行灭弧和保护操作。因此，与采用电压值或电流值来判断是否产生电弧的方式相比，更加准确高效，能够降低造成安全隐患的几率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请实施例中储能系统电弧检测与保护方法的一个流程图；
图2A为本申请实施例中储能系统电弧检测与保护方法的一个实施例示意图；
图2B为本申请实施例中储能系统电弧检测与保护方法的另一个实施例示意图；
图2C为本申请实施例中储能系统电弧检测与保护方法的另一个实施例示意图；
图2D为本申请实施例中储能系统电弧检测与保护方法的另一个实施例示意图；
图2E为本申请实施例中储能系统电弧检测与保护方法的另一个实施例示意图；
图2F为本申请实施例中储能系统电弧检测与保护方法的另一个实施例示意图；
图3为本申请实施例中控制装置的一个实施例示意图；
图4为本申请实施例中控制装置的另一个实施例示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种储能系统电弧检测与保护方法以及相关装置，用于提高检测电弧的准确率，及时采取灭弧措施，降低造成安全隐患的几率。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面对本申请实施例涉及的一些术语进行介绍：
电弧故障(arc fault，AF)；指带电线路中出现非人类意愿电弧的一种电气故障。按照电弧故障发生时电弧与电路连接关系，可将电弧故障分为串联电弧故障(series arcfault，SAF)、并联电弧故障(parallel arc fault，PAF)、接地电弧故障(grounding arcfault，GAF)和复合电弧故障(complex arc fault，CAF)。本申请实施例中所提出的方法可以检测出上述任意一种或多种电弧，具体此处不做限定。
DCDC转换器(direct current-direct current converter)：指将输入电压转变为有效输出的固定电压的电压转换器。具体地，该DCDC转换器可以分为三类：升压型DCDC转换器、降压型DCDC转换器以及升降压型DCDC转换器。本申请实施例中所采用的DCDC转换器可以是上述任意一种或多种DCDC转换器，具体此处不做限定。
电池管理系统(battery management system，BMS)：用于管理及维护电池模组中的各个电池单元，防止电池单元出现过充电或过放电现象，延长电池的使用寿命。
下面对本申请实施例所提出的方法所适应的应用场景进行介绍：
本申请实施例所提出的方案主要应用于检测储能系统中的电弧故障的场景。本实施例中，该储能系统一般包含DCDC变换器、电池管理系统BMS以及电池模组，并且由线路相互连接，可以形成多处电气连接点。本实施例中的储能系统电弧检测与保护方法便可以用于检测各个电气连接点是否发生电弧故障，并采取相应的保护措施。
本实施例中的储能系统电弧检测与保护方法除了可以适用于上述应用场景以外，还可以适用于其他可能产生电弧故障的场景，具体此处不做限定。
本申请实施例中，执行该储能系统电弧检测与保护方法的控制装置可以是一个独立的计算机设备，也可以是用于实现该控制功能的芯片，具体此处不做限定。当作为独立的计算机设备时，该控制装置都可以作为独立的产品进行制造、销售或者使用。当该控制装置为芯片或芯片组时，可以将该芯片或芯片组集成与储能系统中，例如，储能系统中的电池管理系统BMS或直流转直流DCDC转换器，具体此处不做限定。在本实施例以及后续实施例中，仅以控制装置为例进行介绍。
为便于更好地理解本申请实施例所提出的方案，下面对本实施例中的具体流程进行介绍，如图1所示，为该储能系统电弧检测与保护方法中的控制装置所执行的步骤，包括：
101、控制装置获取储能系统中的电气连接点的电信号；
本实施例中，当该控制装置需要获知该储能系统的各段电路的情况时，该控制装置可以获取该储能系统中的各个电气连接点的电信号，该电信号包括电压信号或电流信号。本实施例中，该电气连接点指储能系统中的各个组成设备之间采用功率线缆进行连接的部分。
如图2A所示，该储能系统20包括：电池模组201、电池管理系统BMS202、直流转直流DCDC转换器203，其中，该电池模组201可以与该电池管理系统BMS202进行连接，以使得该电池模组201提供电能。该电池管理系统BMS202对该电池模组201进行监控并测量该电池模组201的相关数据。该相关数据可以为该电池模组201内的电流信号、该电池模组内201的电压信号以及该电池模组201的工作温度等相关数据，具体此处不做限定。此外，该电池管理系统BMS202与该DCDC转换器203相连，使得该DCDC转换器203对该电池模组201提供的电能进行转换，以适应不同电压需求的负载电路21。由该图2A可知，该储能系统20中存在多处需要功率线缆进行连接的部分，于是，可以称这些需要功率线缆进行连接的部分为电气连接点。具体地，该电气连接点包括该电池模组201与该电池管理系统BMS202的连接点，该电池管理系统BMS202与该DCDC转换器203的连接点，或该DCDC转换器203与负载电路21的连接点。
本实施例中，可以在上述电气连接点处布置传感器，如图2A所示，采用该传感器检测该电气连接点处的电信号。例如，在该电池模组201与该电池管理系统BMS202的连接点处布置传感器221；在该电池管理系统BMS202与该DCDC转换器203的连接点处布置传感器222；在该DCDC转换器203与负载电路21的连接点处布置传感器223。于是，当控制装置24获取储能系统20中的电气连接点的电信号时，该控制装置24可以从该传感器221/222/223中获取电气连接点的电信号，该传感器包括电压传感器或电流传感器。于是，该控制装置可以获取到多个电气连接点的电压信号或电流信号，然后，该控制装置将对多个电气连接点的电压信号或电流信号进行处理分析，具体请参阅步骤102。
本实施例中，该BMS可以管理多个电池模组。如图2B所示，多个电池模组2011/2012可以并联于BMS202。此时，可以设置多个传感器分别监测不同的线路，例如，在电池模组12011与a点之间布置传感器224，在电池模组n2012与a点之间布置传感器225，在a点与BMS之间布置传感器221。
应当理解的是，图2A仅仅是一种较为简单的储能系统的内部结构图。在实际应用中，该储能系统的内部将可采取多种布局方式。如图2C所示，该储能系统可以采取BMS并联的方式，可以将BMSn2022与电池模组n2012串联之后，并联于该DCDC转换器203和该BMS12021之间的b点。此时，需要在BMS12021与b点之间布置传感器222，在BMSn2022与b点之间布置传感器227，在DCDC转换器和b点之间布置传感器228。当然，也需要在BMSn2022与电池模组n2012之间布置传感器226。于是，该控制装置可以通过各个传感器获取各个支路上的电信号，以便后续对各个电信号进行分析。在实际应用中，在DCDC转换器203和BMS12021之间的b点处还可以并联多个设备和部件，具体此处不做限定。
除此之外，该储能系统的内部结构图还可以如图2D所示，此时，可以将DCDC转换器2032、BMSn2022以及电池模组n2012这三者串联之后，并联于该DCDC转换器2031和负载电路21之间的c点。类似的，此时，需要在负载电路21与c点之间布置传感器231，在DCDC转换器2031与c点之间布置传感器223，在DCDC转换器和c点之间布置传感器230。除此之外，也应在BMSn2022与电池模组n2012之间布置传感器226，在DCDC转换器2032和BMSn2022之间布置传感器229。然后，该控制装置可以通过各个传感器获取各个支路上的电信号，以便后续对各个电信号进行分析。在实际应用中，在该DCDC转换器2031和负载电路21之间的c点处还可以并联多个设备和部件，具体此处不做限定。
应当注意的是，前述多种布置传感器的方式只是一些常见的可行方式。在实际应用中，可以根据具体的线路布局情况增添或者减少传感器的布置，以合理分配资源。
此外，还应注意的是，当电池管理系统BMS可以检测电池模组和电池管理系统BMS之间的功率线缆的电流信号或电压信号时，该控制装置也可以从该电池管理系统BMS中获取部分电信号。
102、该控制装置根据该电信号的频域特征确定频域幅值；
本实施例中，该控制装置获取了电信号后，该控制装置便可以提取该电信号的频域特征。由于，正常工作的电信号所表现出的频域特征与产生电弧的电信号所表现出的频域特征有较大差异，于是，该控制装置可以通过对电信号的频域特征的分析确定是否产生电弧。
具体地，当该控制装置获取了电信号之后，该控制装置可以采用傅里叶变换算法对该电信号的频域特性进行分析，以求解出该电信号中各个频率下的频域幅值。具体地，该控制装置将该电信号进行归一化处理后得到相对关系的标量，然后，再进行傅里叶变换处理，可以得到该电信号所对应的频谱图。其中，如图2E所示，为未产生电弧故障时的频谱图，此时，在各个频率下的频域幅值都偏低且相对均衡。当该电气连接点处发生电弧故障时，如图2F所示为产生了电弧故障的频谱图。将图2E和图2F进行对比分析可知，当该电气连接点处发生电弧故障时，部分频率所对应的频域幅值将增大，并且，不同频率下的幅值的变化情况可能不尽相同。该电气连接点处的电弧故障较为严重时，该不同频率下的频域幅值的变化差异将逐渐增大。因此，该控制装置可以将该频域幅值与预设幅值进行比较。具体地，该控制装置可以将某一频率下的频域幅值与该频率对应的预设幅值进行比较，待该频域幅值大于预设幅值时，确定该电气连接点处发生了电弧故障。其中，不同频率所对应的不同的预设幅值可以由运维人员根据实际情况进行调整，以提高电弧检测的准确率，具体此处不做限定。
当确定该电气连接点处发生了电弧故障之后，该控制装置将执行步骤103。
应当注意的是，本实施例中，为避免干扰的影响，可以尽量选取频域特征的频谱中较高频段的信号进行电弧故障分析。但是，为保证检测信号的信噪比，并且，降低对控制装置的计算和分析要求，所选频段也不宜过高。具体地，该控制装置可以根据实际应用情况选取频域特征进行分析，具体此处不做限定。
103、当该频域幅值大于预设幅值时，该控制装置控制储能系统对该电气连接点进行灭弧操作。
本实施例中，当该频域幅值大于预设幅值时，该控制装置可以控制储能系统对该电气连接点进行灭弧操作。具体地，该控制装置可以采用如下方式对该电气连接点进行灭弧操作：
一、该控制装置控制DCDC转换器生成反向电信号：
本实施例中，当该控制装置确定某个电气连接点存在电弧故障时，该控制装置可以控制与该电气连接点相连的DCDC转换器生成反向电信号，以及时熄灭电弧。具体地，该DCDC转换器可以根据该控制装置的指示控制电势发生变化，进而可以根据需求输出反向电势。
二、该控制装置控制储能系统切断该电气连接点；
除了上述生成反向电信号以熄灭电弧的方式以外，本实施例中，该控制装置还可以控制储能系统切断该电气连接点。具体地，当该电池模组与该BMS之间产生电弧时，该控制装置可以控制该BMS切断与该电池模组的连接，从而达到切断电源以中止电弧故障的效果。此外，当该DCDC转换器与该BMS之间产生电弧故障时，该控制装置可以控制该DCDC转换器切断该DCDC转换器与该BMS之间的连接，进而切断电池模组与负载电路之间的连接，从而达到切断电源以中止电弧故障的效果。
本实施例中，控制装置可以根据电信号的频域特征确定频域幅值，当所述频域幅值大于预设幅值时，该控制装置控制储能系统对电气连接点进行灭弧和保护操作。由于，该控制装置是根据电信号的频域幅值来判断是否可能产生电弧，由于在将要产生电弧或者刚产生电弧时，该频域幅值将有明显的变化，如果超过预设幅值，则可以确定该电气连接点产生电弧，并可以迅速执行灭弧和保护操作。因此，与采用电压值或电流值来判断是否产生电弧的方式相比，更加准确高效，能够降低造成安全隐患的几率。
上面对本申请实施例所提出的方法进行了介绍，下面对该储能系统电弧检测与保护方法中所涉及到的控制装置的结构进行介绍。如图3所示，当该控制装置30为独立的计算机设备或者服务器时，该控制装置30可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器301和存储器302，一个或一个以上存储应用程序或数据的存储介质303(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器302和存储介质303可以是短暂存储或持久存储。
该控制装置还包括一个或一个以上输入/输出设备305，该输入/输出设备305，用于接收传感器传送的数据或者向储能系统发送控制指令。
更进一步地，处理器301可以设置为与存储介质303通信，处理器301用于执行存储介质303中的应用程序，具体地：该处理器获取储能系统中的电气连接点的电信号；该处理器根据该电信号的频域特征确定频域幅值；当该频域幅值大于预设幅值时，该处理器控制储能系统对该电气连接点进行灭弧和保护操作。
在一些可行的实施方式中，该处理器可以从传感器获取电气连接点的电信号，该传感器包括电压传感器或电流传感器。在这样的实施方式中，明确了控制装置获取电气连接点的具体实现方式，其中，该控制装置是通过传感器获取电气连接点的电信号。由于该传感器具有小巧灵活易布置的特性，可以使得灵活布置与各个电气连接点所处的位置。
在另外一些可行的实施方式中，该处理器可以采用傅里叶变换算法根据该电信号的频域特征确定不同频率所对应的频域幅值。在这样的实施方式中，提出了根据频域特性确定频域幅值的具体实现方式。该管理装置可以采用傅里叶变换算法确定该频域幅值，从而可以提高计算出的频域幅值的准确性，进而可以提高检测电弧故障的准确性。
还存在一些可行的实施方式，该处理器可以控制该DCDC转换器生成反向电信号。在这样的实施方式中，提出了一种灭弧操作，当该控制装置确定该电气连接点处可能存在电弧故障时，该控制装置将控制该DCDC转换器生成反向电信号，以熄灭电弧，从而保证电路的安全。
除了上述实施方式，还存在一些实施方式，该处理器，具体用于控制该BMS切断该电气连接点处的电气连接通路；或者，该处理器，具体用于控制该DCDC转换器切断该电气连接点处的电气连接通路。在这样的实施方式中，提出了另外一种灭弧或保护操作，即该控制装置切断可能存在电弧故障的电气连接点处的电气通路。具体地，该控制装置可以控制BMS切断该电气连接点处的电气连接通路，或者，控制该DCDC转换器切断该电气连接点处的电气连接通路。因此，该控制装置可以根据该电弧故障所处的具体位置确定所以切断的电气连接通路。于是，可以在排除电弧安全隐患的条件下，可以尽可能地保证储能系统为负载电路进行供电，增强了方案的可靠性。
应理解，该控制装置30还可以包括一个或一个以上电源304，和/或，一个或一个以上操作系统，例如Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM，LinuxTM，FreeBSDTM等。
还应理解，上述图1所对应的方法实施例中，该控制装置所执行的步骤均可以基于该图3所示的控制装置30结构。
本申请实施例中，控制装置可以根据电信号的频域特征确定频域幅值，当所述频域幅值大于预设幅值时，该控制装置控制储能系统对电气连接点进行灭弧和保护操作。由于，该控制装置是根据电信号的频域幅值来判断是否可能产生电弧，由于在将要产生电弧或者刚产生电弧时，该频域幅值将有明显的变化，如果超过预设幅值，则可以确定该电气连接点产生电弧，并可以迅速执行灭弧和保护操作。因此，与采用电压值或电流值来判断是否产生电弧的方式相比，更加准确高效，能够降低造成安全隐患的几率。
上面对该储能系统电弧检测与保护方法的控制装置进行了介绍，下面本实施例对该控制装置的另一种实施方式进行介绍，具体如图4所示，该控制装置40，包括：获取模块401、确定模块402以及灭弧模块403。具体地，该获取模块401，用于获取储能系统中的电气连接点的电信号；该确定模块402，用于根据该电信号的频域特征确定频域幅值；该灭弧模块403，用于当该频域幅值大于预设幅值时，该处理器控制储能系统对该电气连接点进行灭弧和保护操作。
其中，该获取模块401包括：获取子模块4011，用于从传感器获取电气连接点的电信号，该传感器包括电压传感器或电流传感器。在这样的实施方式中，明确了控制装置获取电气连接点的具体实现方式，其中，该控制装置是通过传感器获取电气连接点的电信号。由于该传感器具有小巧灵活易布置的特性，可以使得灵活布置与各个电气连接点所处的位置。
该确定模块402包括：确定子模块4021，用于采用傅里叶变换算法根据该电信号的频域特征确定不同频率所对应的频域幅值。在这样的实施方式中，提出了根据频域特性确定频域幅值的具体实现方式。该管理装置可以采用傅里叶变换算法确定该频域幅值，从而可以提高计算出的频域幅值的准确性，进而可以提高检测电弧故障的准确性。
在一些可行的实施方式中，该灭弧模块403包括：第一控制子模块4031，用于控制该DCDC转换器生成反向电信号。当该控制装置确定该电气连接点处可能存在电弧故障时，该控制装置将控制该DCDC转换器生成反向电信号，以熄灭电弧，从而保证电路的安全。
此外，该灭弧模块403还包括：第二控制子模块4032，用于控制该BMS切断该电气连接点处的电气连接通路；或者，用于控制该DCDC转换器切断该电气连接点处的电气连接通路。本实施方式中，还提出了另外一种灭弧或保护操作，即该控制装置切断可能存在电弧故障的电气连接点处的电气通路。具体地，该控制装置可以控制BMS切断该电气连接点处的电气连接通路，或者，控制该DCDC转换器切断该电气连接点处的电气连接通路。因此，该控制装置可以根据该电弧故障所处的具体位置确定所以切断的电气连接通路。于是，可以在排除电弧安全隐患的条件下，可以尽可能地保证储能系统为负载电路进行供电，增强了方案的可靠性。
本实施例中，控制装置可以根据电信号的频域特征确定频域幅值，当所述频域幅值大于预设幅值时，该控制装置控制储能系统对电气连接点进行灭弧和保护操作。由于，该控制装置是根据电信号的频域幅值来判断是否可能产生电弧，由于在将要产生电弧或者刚产生电弧时，该频域幅值将有明显的变化，如果超过预设幅值，则可以确定该电气连接点产生电弧，并可以迅速执行灭弧和保护操作。因此，与采用电压值或电流值来判断是否产生电弧的方式相比，更加准确高效，能够降低造成安全隐患的几率。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种储能系统电弧检测与保护方法，其特征在于，包括：
控制装置获取储能系统中的电气连接点的电信号；
所述控制装置根据所述电信号的频域特征确定频域幅值；
当所述频域幅值大于预设幅值时，所述控制装置控制储能系统对所述电气连接点进行灭弧和保护操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述储能系统包括：电池模组、电池管理系统BMS、直流转直流DCDC转换器；
所述电气连接点包括所述电池模组与所述BMS的连接点，所述BMS与所述DCDC转换器的连接点，或所述DCDC转换器与负载电路的连接点。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述储能系统还包括传感器；
所述控制装置获取储能系统中的电气连接点的电信号包括：
所述控制装置从传感器获取电气连接点的电信号，所述传感器包括电压传感器或电流传感器。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述控制装置根据所述电信号的频域特征确定频域幅值包括：
所述控制装置采用傅里叶变换算法根据所述电信号的频域特征确定不同频率所对应的频域幅值。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述控制装置控制储能系统对所述电气连接点进行灭弧和保护操作包括：
所述控制装置控制所述DCDC转换器生成反向电信号。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述控制装置控制储能系统对所述电气连接点进行灭弧和保护操作包括：
所述控制装置控制所述BMS切断所述电气连接点处的电气连接通路；
或者，
所述控制装置控制所述DCDC转换器切断所述电气连接点处的电气连接通路。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述电信号包括电压信号或电流信号。
8.一种控制装置，其特征在于，包括：
至少一个处理器，所述处理器用于执行存储的程序，具体包括如下步骤：
所述处理器获取储能系统中的电气连接点的电信号；
所述处理器根据所述电信号的频域特征确定频域幅值；
当所述频域幅值大于预设幅值时，所述处理器控制储能系统对所述电气连接点进行灭弧操作。
9.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述处理器，具体用于从传感器获取电气连接点的电信号，所述传感器包括电压传感器或电流传感器。
10.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述处理器，具体用于采用傅里叶变换算法根据所述电信号的频域特征确定不同频率所对应的频域幅值。
11.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述处理器，具体用于控制所述DCDC转换器生成反向电信号。
12.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述处理器，具体用于控制所述BMS切断所述电气连接点处的电气连接通路；
或者，
所述处理器，具体用于控制所述DCDC转换器切断所述电气连接点处的电气连接通路。
13.一种能源管理系统，其特征在于，包括：
储能系统和控制装置；
所述储能系统包括电池模组、电池管理系统BMS、直流转直流DCDC转换器和传感器；
所述电池模组，用于提供电能；
所述BMS，用于检测所述电池模块的状态；
所述DCDC转换器，用于执行直流高压信号和直流低压信号的转换；
所述传感器，用于检测电气连接点的电信号；
所述控制装置执行如权利要求1至6中任意一项所述的方法。
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