CN116381526A - 电池簇并网故障检测方法和多电池簇并联的储能系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电池簇并网故障检测方法和多电池簇并联的储能系统，所述检测方法包括：选择任意一个电池簇作为参考簇，对所述参考簇启动并网；检测每个电池簇的外部负载电压，根据所述外部负载电压来判断是否存在并网故障。本发明并网故障检测效率高，且检测过程安全。
Description
技术领域
本发明涉及储能技术领域，尤其涉及电池簇并网故障检测方法和多电池簇并联的储能系统。
背景技术
储能系统一般并联有多个电池簇，每个电池簇的直流侧输出都会并联至直流配电柜中，通过配电柜进行充放电。在项目的实际安装过程中，由于安装人员的疏忽，可能会存在个别电池簇的直流侧输出未被并联至直流配电柜或者是正负极接反的并网故障情况。
当个别电池簇的直流侧输出未被并联至直流配电柜时，若启动储能系统进行充放电，由于没有将所有电池簇并联在一起，储能系统的实际充放电功率和能量均小于设计值，影响储能系统的正常运行。当个别电池簇正负极接反时，会导致簇与簇之间的电池短路，而短路造成的大电流会造成元器件损坏。
为了解决此问题，目前是在储能系统安装完成后，用万用表对每个电池簇逐一进行短路测试，通过测量各电池簇与配电柜之间电阻是否为零来检测是否存在并网故障。在测试过程中，检测效率低，且人工测量高压回路存在安全隐患。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电池簇并网故障检测方法和多电池簇并联的储能系统，以便提高电池簇并网故障的检测效率。
为实现上述目的，本发明提供一种电池簇并网故障检测方法，应用于多电池簇并联的储能系统，所述检测方法包括：选择任意一个电池簇作为参考簇，对所述参考簇启动并网；检测每个电池簇的外部负载电压，根据所述外部负载电压来判断是否存在并网故障。
优选地，若所有电池簇的外部负载电压大于0，视为所有电池簇并网正常；若任何一个电池簇的外部负载电压为0，视为所述储能系统存在并网故障。
优选地，若所述参考簇的外部负载电压等于其电池总压，其他电池簇的外部负载电压等于0，视为所述参考簇存在并网故障；若第N个电池簇的外部负载电压等0，其他电池簇的外部负载电压大于0，视为第N个电池簇并网故障，所述第N个电池簇不等于所述参考簇。
优选地，对所述参考簇启动并网的步骤为：闭合所述参考簇所对应的采样开关，接通所述参考簇与配电柜之间的线路；所述采样开关包括正开关和负开关，所述正开关的一端通过第一线束与配电柜的正供电母线连接，所述负开关的一端通过第二线束与配电柜的负供电母线连接。
优选地，检测每个电池簇的外部负载电压的步骤包括：检测每个电池簇所对应的第一线束和第二线束之间的电压，获得所述外部负载电压。
优选地，所述正开关的另一端与电池单元正极连接，所述负开关的另一端与电池单元负极连接；设置所述电池单元正极和所述正开关的中间节点为检测点A,设置所述正开关和所述第一线束的中间节点为检测点B,设置所述电池单元负极和所述负开关的中间节点为检测点C，采集所述检测点A和检测点C之间的电压获得所对应电池簇的电池总压，采集所述检测点B和检测点C之间的电压获得所对应电池簇的外部负载电压。
本发明还提供一种多电池簇并联的储能系统，包括多个电池簇，每个所述电池簇通过采样开关与配电柜并网连接，应用如上述任一项所述的电池簇并网故障检测方法。
优选地，每个所述电池簇包括电池单元和高压箱，所述高压箱包括所述采样开关，所述采样开关包括正开关和负开关，所述正开关的一端通过第一线束连接所述配电柜的正供电母线，另一端连接电池单元正极；所述负开关的一端通过第二线束连接所述配电柜的负供电母线，另一端连接电池单元负极。
优选地，所述高压箱包括第一采样线路和第二采样线路，所述第一采样线路的第一端连接所述电池单元正极和所述正开关的中间节点，所述第一采样线路的第二端连接所述正开关和所述第一线束的中间节点，所述第二采样线路的第一端连接所述电池单元负极和所述负开关的中间节点，所述第二采样线路的第二端连接所述负开关和所述第二线束的中间节点，所述第一采样线路和第二采样线路通过所述电池单元负极和所述负开关的中间节点相连。
与现有技术相比，本发明之技术方案具有以下优点：通过对一个电池簇启动并网，再检测所有电池簇的外部负载电压，根据外部负载电压的情况即可判断每个电池簇是否存在并网故障，无需对所有电池簇逐一启动并网，检测效率高，且检测过程安全。通过高压箱第二采样线路与第二线束连接，增加了外部负载电压的检测途径。本发明既可以检测出电池簇未并网至配电柜的故障情况，还可以检测出电池簇与配电柜正负极接反的情况。
附图说明
图1是本发明实施例提供的多电池簇并联的储能系统的示意图；
图2是本发明实施例提供的高压箱的采样线路示意图；
图3是本发明实施例提供的电池簇并网故障检测方法的步骤图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。
为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图1，是本发明实施例提供的多电池簇并联的储能系统，应用本发明提供的电池簇并网故障检测方法，储能系统包括多个电池簇，每个电池簇均并联至配电柜的供电母线上，每个电池簇包括电池单元和高压箱，电池单元由多个串联的电池箱组成，高压箱包括采样开关，采样开关的一端与供电母线连接，采样开关的另一端连接电池单元，采样开关闭合时，电池簇的直流侧并网至配电柜。具体的，采样开关均包括正开关Relay+和负开关Relay-，供电母线包括正供电母线L0+，负供电母线L0-。正开关Relay+的一端通过第一线束P+连接正供电母线L0+，正开关Relay+的另一端连接电池单元的正极BAT+。负开关Relay-的一端通过第二线束P-连接负供电母线L0-，负开关Relay-的另一端连接电池单元的负极BAT-。如图1所示，所有电池簇通过各自对应的第一线束P+和第二线束P-连接至供电母线上，第一线束P+和第二线束P-之间的电压即电池簇向外部负载供电的外部负载电压Vload，而电池单元的电压即电池簇的电池总压Vbat。当其中一个电池簇的采样开关闭合，在连接正常的情况下，电池簇和配电柜之间的线路接通，供电母线上电，继而所有电池簇的所对应的第一线束P+和第二线束P-之间也上电。
请参考图2，是本发明实施例提供的高压箱的采样线路示意图。如图2所示，本发明实施例提供的多电池簇并联的储能系统，采用的高压箱包括第一采样线路L1和第二采样线路L2，第一采样线路L1的第一端连接电池单元正极BAT+与正开关Relay+的中间节点，第一采样线路L1的第二端连接正开关Relay+与第一线束P+的中间节点，第二采样线路L2的第一端连接电池单元负极BAT-与负开关Relay-的中间节点，第二采样线路L2的第二端连接负开关Relay-与第二线束P-的中间节点，第一采样线路L1与第二采样线路L2通过电池单元负极BAT-与负开关Relay-的中间节点连接。本实施例中，除了检测第一线束P+和第二线束P-之间的电压来获得外部负载电压Vload，还可以通过检测高压箱采样线路的来获得外部负载电压Vload，但是现有技术的储能系统，采用的高压箱采样线路与第二线束P-不相连，因此只有在负开关Relay-闭合导通的情况下，才可以通过采样线路来检测到外部负载电压。而本发明实施例提供的多电池簇并联的储能系统，第二采样线路L2与第二线束P-相连，即使在负开关Relay-断开的情况下，还可以通过第二采样线路L2形成回路，从而通过采样线路来检测到外部负载电压Vload，增加外部负载电压的检测途径。
请参考图3，是本发明实施例提供的电池簇并网故障检测方法的步骤流程图。检测方法包括：
S10:选择任意一个电池簇作为参考簇，对所述参考簇启动并网；
S20:检测每个电池簇的外部负载电压，根据所述外部负载电压来判断是否存在并网故障。
本实施例中,以第1电池簇作为参考簇为例，在未启动并网时，所有电池簇的外部负载电压Vload等于0，需要进行检测时，可以通过闭合第1电池簇的采样开关Relay+和Relay-，使第1电池簇启动并网，并检测所有电池簇的外部负载电压Vload，此时存在以下三种情形：
情形一：所有电池簇的外部负载电压Vload大于0，则代表所有电池簇并网正常；
情形二：第1电池簇的外部负载电压Vload等于其电池总压Vbat,其他电池簇的外部负载电压Vload等于0，则代表第1电池簇存在并网故障；
情形三：第N电池簇的外部负载电压Vload等于0，其他电池簇的外部负载电压Vload大于0，则代表第N电池簇存在并网故障，且N不等于1。
第1电池簇正常并联至配电柜的情况下，将其启动并网后，供电母线上电，供电母线的电压等于第1电池簇的电池总压Vbat，再检测每个电池簇第一线束P+和第二线束P-之间的电压，来获得每个电池簇的外部负载电压Vload，根据上述的情形来判断是否存在并网故障，从而获知每个电池簇是否正常并联至配电柜的情况。如果第1簇电池并未并联至配电柜，此时第1电池簇的外部负载电压Vload等于其电池总压Vbat,而供电母线没有上电，其他电池簇的第一线束P+和第二线束P-之间的电压为0，即所有其他电池簇的外部负载电压Vload等于0。
具体的，还可以将电池单元正极BAT+与正开关Relay+的中间节点设为检测点A,正开关Relay+与第一线束P+的中间节点设为检测点B,电池单元负极BAT-与负开关Relay-的中间节点设为检测点C。采集检测点A和C之间的电压，可以获得对应电池簇的电池总压Vbat,而在负开关Relay-断开的情况下，通过第二采样线路L2形成的回路，可以采集检测点B和C之间的电压，来获得对应电池簇的外部负载电压Vload，再根据上述情形来判断并网故障情况。另外，在参考簇正常并网后，供电母线上电，如果有个别电池簇存在正负极反接的情况，会检测到该电池簇对应的第一线束P+和第二线束P-之间的电压为0，此时检测人员通过进一步检测节点B和C之间的电压来获得该电池簇的外部负载电压Vload，再根据上述三种情形来判断该电池簇是否存在并网故障，可以获得该电池簇线路接反的情况。
从而只需对其中一个电池簇启动并网，再检测所有电池簇的外部负载电压Vload，即可检测出哪个电池簇存在并网故障情况，无需对每个电池簇逐一进行短路测试，检测效率高，且避免高压回路带来的安全隐患，检测过程安全。而且，本发明可以通过两种途径来检测外部负载电压，可以根据项目的实际情况来灵活检测。另外，本发明既可以检测出每个电池簇是否与配电柜进行了连接，还可以检测出每个电池簇与配电柜之间的线路是否存在正负极接反的情况。
虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种电池簇并网故障检测方法，应用于多电池簇并联的储能系统，所述检测方法包括：
选择任意一个电池簇作为参考簇，对所述参考簇启动并网；
检测每个电池簇的外部负载电压，根据所述外部负载电压来判断是否存在并网故障。
2.根据权利要求1所述的电池簇并网故障检测方法，其中：
若所有电池簇的外部负载电压大于0，视为所有电池簇并网正常；
若任何一个电池簇的外部负载电压为0，视为所述储能系统存在并网故障。
3.根据权利要求2所述的电池簇并网故障检测方法，其中：
若所述参考簇的外部负载电压等于其电池总压，其他电池簇的外部负载电压等于0，视为所述参考簇存在并网故障；
若第N个电池簇的外部负载电压等0，其他电池簇的外部负载电压大于0，视为第N个电池簇并网故障，所述第N个电池簇不等于所述参考簇。
4.根据权利要求3所述的电池簇并网故障检测方法，其中：对所述参考簇启动并网的步骤为：闭合所述参考簇所对应的采样开关，接通所述参考簇与配电柜之间的线路；
所述采样开关包括正开关和负开关，所述正开关的一端通过第一线束与配电柜的正供电母线连接，所述负开关的一端通过第二线束与配电柜的负供电母线连接。
5.根据权利要求4所述的电池簇并网故障检测方法，其中：检测每个电池簇的外部负载电压的步骤包括：检测每个电池簇所对应的第一线束和第二线束之间的电压，获得所述外部负载电压。
6.根据权利要求4所述的电池簇并网故障检测方法，其中：所述正开关的另一端与电池单元正极连接，所述负开关的另一端与电池单元负极连接；设置所述电池单元正极和所述正开关的中间节点为检测点A,设置所述正开关和所述第一线束的中间节点为检测点B,设置所述电池单元负极和所述负开关的中间节点为检测点C，采集所述检测点A和检测点C之间的电压获得所对应电池簇的电池总压，采集所述检测点B和检测点C之间的电压获得所对应电池簇的外部负载电压。
7.一种多电池簇并联的储能系统，包括多个电池簇，每个所述电池簇通过采样开关与配电柜并网连接，其特征在于，应用如权利要求1-6任一项所述的电池簇并网故障检测方法。
8.根据权利要求7所述的多电池簇并联的储能系统，其特征在于，每个所述电池簇包括电池单元和高压箱，所述高压箱包括所述采样开关，所述采样开关包括正开关和负开关，所述正开关的一端通过第一线束连接所述配电柜的正供电母线，另一端连接电池单元正极；所述负开关的一端通过第二线束连接所述配电柜的负供电母线，另一端连接电池单元负极。
9.根据权利要求8所述多电池簇并联的储能系统，其特征在于，所述高压箱包括第一采样线路和第二采样线路，所述第一采样线路的第一端连接所述电池单元正极和所述正开关的中间节点，所述第一采样线路的第二端连接所述正开关和所述第一线束的中间节点，所述第二采样线路的第一端连接所述电池单元负极和所述负开关的中间节点，所述第二采样线路的第二端连接所述负开关和所述第二线束的中间节点，所述第一采样线路和第二采样线路通过所述电池单元负极和所述负开关的中间节点相连。
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