储能单元绝缘监测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种储能单元绝缘监测系统及方法，包括：执行硬件模块、执行控制策略模块、电池簇绝缘监测回路以及储能单元；所述储能单元采用电池簇；所述执行硬件模块包括：程控开关部件、绝缘监测模块、通信回路单元和主控模块；所述电池簇与绝缘监测模块相连；所述主控模块与执行控制策略模块相连；所述执行控制策略模块产生控制策略；所述绝缘监测模块包括：一个或者多个电池簇绝缘监测回路。本发明专利技术通过措施使得各个绝缘模块分时工作，相互不干扰，又能够实时监测所有电池簇的绝缘状态，并能准确定位绝缘异常的电池簇，提升储能系统运行的可靠性、稳定性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
储能单元绝缘监测系统及方法
本专利技术涉及一种储能系统绝缘监测算法，具体地，涉及一种储能单元绝缘监测系统及方法。
技术介绍
随着电池技术的发展和电池成本的降低，大型储能系统项目的建设越来越多，参与调频，调峰，稳网等功能。随着技术的发展，逆变器(PCS)的容量逐步加大，500kW和1MW容量的PCS很常见，一台PCS下通过汇流排或者直接接入多路电池簇，各个电池簇并列工作，在大型储能项目中，一台变压器下还会并联多台PCS。储能系统中，系统绝缘值是一个非常重要的参数，该参数影响系统安全性，稳定性和操作人员生命安全，在传统方法中，由各台PCS在并列运行前分别进行绝缘监测，并列运行后不再进行绝缘监测，进而无法监测运行过程中系统绝缘值，存在设定安全隐患。而系统架构决定了整个储能系统中不能多个绝缘监测模块同时工作，因为无论是低频注入法还是平衡电桥法，多个绝缘监测模块同时工作时会相互干扰，导致误报，使得系统无法运行。专利文献CN110488146A公开了一种直流配电网绝缘监测系统及直流绝缘监测装置，属于直流配电领域，直流配电网绝缘监测系统包括监控后台，监控后台通过通讯网络连接至少一个直流绝缘监测装置，每个直流绝缘监测装置对应一条直流母线或者直流母线分段，每个直流绝缘监测装置采样连接对应直流母线或者直流母线分段上的支路漏电流传感器。该专利利用多台直流绝缘监测装置的通讯组网方式，能够对配电网进行全面的监测和准确的故障判断。该专利在结构和性能上仍然有提高的空间。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种储能单元绝缘监测系统及方法。根据本专利技术提供的一种储能单元绝缘监测系统，包括：执行硬件模块、执行控制策略模块、电池簇绝缘监测回路一种储能单元；所述储能单元采用电池簇；所述执行硬件模块包括：程控开关部件、绝缘监测模块、通信回路单元和主控模块；所述绝缘监测模块与通信回路单元相连；所述主控模块与执行控制策略模块相连；主控模块为控制策略的载体。所述执行控制策略模块产生控制策略；所述绝缘监测模块包括：一个或者多个电池簇绝缘监测回路；所述主控模块通过控制策略，以通信回路为载体控制每个电池簇绝缘监测回路的投入和切除。优选地，所述储能单元采用两种拓扑形式。一种是大主控控制所有绝缘监测回路，另一种主控模块只负责本簇电池。优选地，所述储能单元采用以下任意一种拓扑形式：第一拓扑形式；第二拓扑形式；在第一拓扑形式，主控模块通过顺序或俄罗斯轮盘赌的方式控制绝缘监测模块的投切；在第二拓扑形式，主控模块通过投票选举算法选出超级主控，控制绝缘监测模块的投切。优选地，所述程控开关部件接入主回路；所述主控模块能够控制程控开关部件进行闭合或者断开；所述绝缘监测模块采用以下任意一种：平衡电桥法模块；低频注入法模块。优选地，所述绝缘监测模块采用以下任意一种通信回路协议：DP通信协议；485通信协议；CAN通信协议；以太网通信协议。所述绝缘监测模块的通信回路载体采用以下任意一种：光纤及其对应的协议装换单元；电缆。优选地，所述主控模块采用以下任意一种：整个储能单元绝缘监测系统的控制模块；设定的嵌入式系统；PLC单元；工控机单元；PC单元。优选地，所述控制策略包括：第一控制策略、第二控制策略；第一控制策略：在单台变压器下设置一个主控模块，主控模块和所有的绝缘监控模块进行通信，以顺序或俄罗斯轮盘赌的策略控制绝缘模块的投入和切除；第二控制策略：在单台变压器下设置多个主控模块，各个主控模块只控制一部分的绝缘监控模块，主控模块之间进行通信，通过投票选举算法，从各个主控模块中选出超级主控，控制所有的绝缘检测模块的投入和切除。优选地，所述第一控制策略包括：步骤S1：当采用顺序方式时，主控模块按顺序控制每个绝缘采样模块投入和切除设定的时间，步骤S2：当采用俄罗斯轮盘赌算法是，根据各个绝缘监测模块的权重，分配设定的比例，通过轮盘赌的方式选出需要进行绝缘采样的监测模块，通过通信回路控制该绝缘监测模块投入绝缘采样，其他绝缘监测模块切除，不进行绝缘采样，当采样进行一段时间后，重新进行检测模块选择，通过此两种方式，达到每时每刻有且仅有一个绝缘检测模块在采样的效果。优选地，所述第二控制策略包括：步骤D1：各个主控模块处于等同地位，各个模块之间相互通信，判断是否产生超级主控模块；若是，由超级主控模块控制设定绝缘监测模块投入采集绝缘；若否，各个主控模块发起投票选举任务，竞选成为超级主控，竞选的依据是设备编号，上次担任超级主控的时间，所管辖绝缘监测模块的历史表现和人为设定的权重，各个模块根据以上信心进行投票，得票最多的主控模块竞选成功成为超级主控模块，超级主控模块存在设定任期，任期到后，能够指定另一个主控模块成为超级主控模块，也能够不指定，所有主控模块再次发起投票选举。步骤D2：由主控或者超级主控模块对程控开关进行控制；采用主控模块或者超级主控模块实时监测实时监测变化信息，获取绝缘故障信息或者正常参数信息；步骤D3：根据绝缘故障信息，主控模块或者超级主控模块控制电池簇解列，并切换绝缘监测模块，不影响其他电池簇的正常运行。根据本专利技术提供的一种储能单元绝缘监测方法，采用储能单元绝缘监测系统，进行储能单元绝缘监测。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术通过分时的方式，保证储能系统时刻都能进行绝缘监控，保证系统安全性，稳定性和可靠性，同时各个绝缘监测模块之间不相互干扰；2、本专利技术当某个电池电池簇出现故障时，能够迅速解列，不影响系统其它部分正常运行，提升储能系统鲁棒性；3、本专利技术结构合理，使用方便，能够克服现有技术的缺陷。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术实施例中第一种拓扑示意图。图2为本专利技术实施例中第二种拓扑示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还能够做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。本专利技术提供一种大型储能系统绝缘监测算法，基于分时的概念，由每个电池簇进行绝缘监测，而绝缘监测的投切有主控模块(BCM)进行控制，根据拓扑不同基于顺序或者俄罗斯轮盘赌的方式进行控制，达到实时监控储能系统绝缘的目的，提升储能系统运行的安全性，稳定性和可靠性。在储能系统中，每个电池簇有一个绝缘监测模块，绝缘监测模块具备绝缘监测功能，且该功能可通过接收控制命令进行投入或者切除，当投入时，绝缘模块进行绝缘采样，当切除时，绝缘模块对系统不产生任何影响。同时系统中有主控模块(BCM)，主控模块执行绝缘监测算法，通过算法的控制策略，以通信回路为载体，控制绝缘监测模块进行投入或者切除。...

【技术保护点】
1.一种储能单元绝缘监测系统，其特征在于，包括：执行硬件模块、执行控制策略模块、电池簇绝缘监测回路以及储能单元；/n所述储能单元采用电池簇；/n所述执行硬件模块包括：程控开关部件、绝缘监测模块、通信回路单元和主控模块；/n所述电池簇与绝缘监测模块相连；/n所述绝缘监测模块与通信回路单元相连；/n所述主控模块与执行控制策略模块相连；/n所述执行控制策略模块产生控制策略；/n所述绝缘监测模块包括：一个或者多个电池簇绝缘监测回路；/n所述主控模块通过控制策略，以通信回路为载体控制每个电池簇绝缘监测回路的投入和切除。/n

【技术特征摘要】
1.一种储能单元绝缘监测系统，其特征在于，包括：执行硬件模块、执行控制策略模块、电池簇绝缘监测回路以及储能单元；
所述储能单元采用电池簇；
所述执行硬件模块包括：程控开关部件、绝缘监测模块、通信回路单元和主控模块；
所述电池簇与绝缘监测模块相连；
所述绝缘监测模块与通信回路单元相连；
所述主控模块与执行控制策略模块相连；
所述执行控制策略模块产生控制策略；
所述绝缘监测模块包括：一个或者多个电池簇绝缘监测回路；
所述主控模块通过控制策略，以通信回路为载体控制每个电池簇绝缘监测回路的投入和切除。


2.根据权利要求1所述的储能单元绝缘监测系统，其特征在于，所述储能单元采用两种拓扑形式。


3.根据权利要求1所述的储能单元绝缘监测系统，其特征在于，所述储能单元采用以下任意一种拓扑形式：
-第一拓扑形式；
-第二拓扑形式；
在第一拓扑形式，主控模块通过顺序或者俄罗斯轮盘赌的方式控制绝缘监测模块的投切；
在第二拓扑形式，主控模块通过投票选举算法控制绝缘监测模块的投切。


4.根据权利要求1所述的储能单元绝缘监测系统，其特征在于，所述主控模块能够控制程控开关部件进行闭合或者断开；
所述绝缘监测模块采用以下任意一种：
-平衡电桥法模块；
-低频注入法模块。


5.根据权利要求1所述的储能单元绝缘监测系统，其特征在于，所述绝缘监测模块采用以下任意一种通信回路协议：
-DP通信协议；
-485通信协议；
-CAN通信协议；
-以太网通信协议；
所述绝缘监测模块的通信回路载体采用以下任意一种：
-光纤及其对应的协议装换单元；
-电缆。


6.根据权利要求5所述的储能单元绝缘监测系统，其特征在于，所述主控模块采用以下任意一种：
-整个储能单元绝缘监测系统的控制模块；
-设定的嵌入式系统；
-PLC单元；
-工控机单元；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈向东，沈成宇，刘思，侯敏，曹辉，
申请(专利权)人：上海瑞浦青创新能源有限公司，瑞浦能源有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31