本申请涉及电路技术,尤其涉及一种绝缘电阻的检测装置及方法。
背景技术:
储能技术是能源互联网技术的重要组成部分,同时更是分布式能源系统和智能电网系统的重要组成部分。储能技术一般分为热储能和电储能,但未来应用于全球能源互联网的主要是电储能。其中,电储能技术主要分为物理储能、电化学储能和电磁储能三大类。随着电化学技术的迅速进步,电化学储能越来越广泛的得到应用。
图1为电化学储能系统的结构示意图。如图1所示,电化学储能系统e包括:电化学储能装置a、直流侧装置b、交直流功率变换装置c以及交流侧装置d,其中,所述交流侧装置d连接至电网或负载。电化学储能系统将电网的电能通过交直流功率变换装置c存入电化学储能装置a,或者,通过交直流功率变换装置c将电化学储能装置a中的电能放出至电网。
为了保证电化学储能系统正常运行以及运行维护人员的安全,需要保证电化学储能系统对地良好绝缘。但在电化学储能系统长期运行过程中,绝缘老化、外力破坏等原因都会导致电化学储能系统对地绝缘电阻变小,使得电化学储能系统无法安全运行,以及会危害运行维护人员的人身安全。因此,需要对电化学储能系统的绝缘电阻进行长期检测和监控。
因此,如何对电化学储能系统的绝缘电阻进行检测成为目前研发人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素:
本申请提供一种绝缘电阻的检测装置及方法,实现了对电化学储能系统的绝缘电阻的检测。
第一方面,本申请实施例提供一种绝缘电阻的检测装置,包括:分压模块、采样模块以及处理器,所述分压模块分别与所述采样模块和所述处理器连接;所述分压模块包括:至少两个开关以及至少两个采样电阻;
其中,所述分压模块的第一输出端连接电化学储能系统中的直流侧装置的第一输入端,所述分压模块的第二输出端连接至所述直流侧装置的第二输入端,所述分压模块的第三输出端连接至所述电化学储能系统的地线;
所述处理器用于控制所述分压模块中各所述开关的闭合或断开,以触发所述分压模块中的电路连接发生变化;
所述采样模块用于采集所述分压模块中不同电路连接状态下的所述采样电阻的电压;
所述处理器还用于:根据所述采样电阻的电压以及所述采样电阻的电阻,确定所述电化学储能系统的绝缘电阻。
所述分压模块包括:第一采样单元、第二采样单元、以及第三开关,所述第一采样单元包含第一开关和第一采样电阻,所述第二采样单元包含第二开关和第二采样电阻;其中,所述第一采样单元的第一端连接所述直流侧装置的第一输入端,所述第二采样单元的第一端连接至所述直流侧装置的第二输入端,所述第一采样单元的第二端和所述第二采样单元的第二端连接至所述第三开关的第一端,所述第三开关的第二端连接至所述电化学储能系统的地线;
对应地,所述采样模块具体用于:采集当所述第一开关和所述第二开关闭合时所述第一采样电阻两端的第一电压、所述第一开关和所述第三开关闭合时所述第一采样电阻两端的第二电压、以及所述第二开关和所述第三开关闭合时所述第二采样电阻两端的第三电压;
所述处理器具体用于:根据所述第一电压、所述第二电压、所述第三电压、所述第一采样电阻和所述第二采样电阻,确定所述直流侧装置的第一输入端的对地绝缘电阻以及所述直流侧装置的第二输入端的对地绝缘电阻。
在一种可能的设计中,所述分压模块还包括:第四开关和第三采样单元,所述第三采样单元包含第五开关和第三采样电阻;其中,所述第四开关的第一端和所述第三采样单元的第一端连接至所述第二采样单元的第一端,所述第四开关的第二端连接至所述第三开关的第二端,所述第三采样单元的第二端连接至所述电化学储能系统中的交流侧装置的第一输入端;
对应地,所述采样模块还用于:采集当所述第五开关闭合时所述第三采样电阻两端的第四电压、以及所述第四开关和所述第五开关闭合时所述第三采样电阻两端的第五电压;
所述处理器还用于:根据所述第四电压、所述第五电压和所述第三采样电阻,确定所述交流侧装置的第一输入端的对地绝缘电阻。
在一种可能的设计中,所述分压模块还包括:第四采样单元,所述第四采样单元包含第六开关和第四采样电阻;其中,所述第四采样单元的第一端连接至所述第二采样单元的第一端,所述第四采样单元的第二端连接至所述交流侧装置的第二输入端;
对应地,所述采样模块还用于:采集当所述第六开关闭合时所述第四采样电阻两端的第六电压、以及所述第四开关和所述第六开关闭合时所述第四采样电阻两端的第七电压;
所述处理器还用于:根据所述第六电压、所述第七电压和所述第四采样电阻,确定所述交流侧装置的第二输入端的对地绝缘电阻。
在一种可能的设计中,所述分压模块还包括:第五采样单元,所述第五采样单元包含第七开关和第五采样电阻;其中,所述第五采样单元的第一端连接至所述第二采样单元的第一端,所述第五采样单元的第二端连接至所述交流侧装置的第三输入端;
对应地,所述采样模块还用于:采集当所述第七开关闭合时所述第五采样电阻两端的第八电压、以及所述第四开关和所述第七开关闭合时所述第五采样电阻两端的第九电压;
所述处理器还用于:根据所述第八电压、所述第九电压和所述第五采样电阻,确定所述交流侧装置的第三输入端的对地绝缘电阻。
在一种可能的设计中,所述第一采样单元还包含第一分压电阻,所述第二采样单元还包含第二分压电阻,所述第一分压电阻的第一端连接所述直流侧装置的第一输入端,所述第一分压电阻的第二端连接所述第一开关的第一端,所述第一开关的第二端连接所述第一采样电阻的第一端,所述第一采样电阻的第二端连接所述第三开关的第一端,所述第二分压电阻的第一端连接所述直流侧装置的第二输入端,所述第二分压电阻的第二端连接所述第二开关的第一端,所述第二开关的第二端连接所述第二采样电阻的第一端,所述第二采样电阻的第二端连接所述第三开关的第一端;
对应地,所述处理器具体用于:根据所述第一电压、所述第二电压、所述第三电压、所述第一采样电阻、所述第二采样电阻、所述第一分压电阻和所述第二分压电阻,确定所述直流侧装置的第一输入端的对地绝缘电阻以及所述直流侧装置的第二输入端的对地绝缘电阻。
第二方面,本申请实施例提供一种绝缘电阻的检测方法,适用于检测装置,所述检测装置包括:分压模块、采样模块以及处理器,所述分压模块分别与所述采样模块和所述处理器连接;所述分压模块包括:至少两个开关以及至少两个采样电阻;所述分压模块的第一输出端连接至电化学储能系统中的直流侧装置的第一输入端,所述分压模块的第二输出端连接至所述直流侧装置的第二输入端,所述分压模块的第三输出端连接至所述电化学储能系统的地线;
所述方法包括:
所述处理器控制所述分压模块中各所述开关的闭合或断开,以触发所述分压模块中的电路连接发生变化;
所述采样模块采集所述分压模块中不同电路连接状态下的所述采样电阻的电压;
所述处理器根据所述采样电阻的电压以及所述采样电阻的电阻,确定所述电化学储能系统的绝缘电阻。
在一种可能的设计中,所述分压模块包括:第一采样单元、第二采样单元、以及第三开关,所述第一采样单元包含第一开关和第一采样电阻,所述第二采样单元包含第二开关和第二采样电阻;其中,所述第一采样单元的第一端连接所述直流侧装置的第一输入端,所述第二采样单元的第一端连接至所述直流侧装置的第二输入端,所述第一采样单元的第二端和所述第二采样单元的第二端连接至所述第三开关的第一端,所述第三开关的第二端连接至所述电化学储能系统的地线;
对应地,所述采样模块采集所述分压模块中不同电路连接状态下的所述采样电阻的电压,包括:
所述采样模块采集当所述第一开关和所述第二开关闭合时所述第一采样电阻两端的第一电压、所述第一开关和所述第三开关闭合时所述第一采样电阻两端的第二电压、以及所述第二开关和所述第三开关闭合时所述第二采样电阻两端的第三电压;
所述处理器根据所述采样电阻的电压以及所述采样电阻的电阻,确定所述电化学储能系统的绝缘电阻,包括:
所述处理器根据所述第一电压、所述第二电压、所述第三电压、所述第一采样电阻和所述第二采样电阻,确定所述直流侧装置的第一输入端的对地绝缘电阻以及所述直流侧装置的第二输入端的对地绝缘电阻。
在一种可能的设计中,所述分压模块还包括:第四开关和第三采样单元,所述第三采样单元包含第五开关和第三采样电阻;其中,所述第四开关的第一端和所述第三采样单元的第一端连接至所述第二采样单元的第一端,所述第四开关的第二端连接至所述第三开关的第二端,所述第三采样单元的第二端连接至所述电化学储能系统中的交流侧装置的第一输入端;
对应地,所述采样模块采集所述分压模块中不同电路连接状态下的所述采样电阻的电压,还包括:
所述采样模块采集当所述第五开关闭合时所述第三采样电阻两端的第四电压、以及所述第四开关和所述第五开关闭合时所述第三采样电阻两端的第五电压;
所述处理器根据所述采样电阻的电压以及所述采样电阻的电阻,确定所述电化学储能系统的绝缘电阻,还包括:
所述处理器根据所述第四电压、所述第五电压和所述第三采样电阻,确定所述交流侧装置的第一输入端的对地绝缘电阻。
在一种可能的设计中,所述分压模块还包括:第四采样单元,所述第四采样单元包含第六开关和第四采样电阻;其中,所述第四采样单元的第一端连接至所述第二采样单元的第一端,所述第四采样单元的第二端连接至所述交流侧装置的第二输入端;
对应地,所述采样模块采集所述分压模块中不同电路连接状态下的所述采样电阻的电压,还包括:
所述采样模块采集当所述第六开关闭合时所述第四采样电阻两端的第六电压、以及所述第四开关和所述第六开关闭合时所述第四采样电阻两端的第七电压;
所述处理器根据所述采样电阻的电压以及所述采样电阻的电阻,确定所述电化学储能系统的绝缘电阻,还包括:
所述处理器根据所述第六电压、所述第七电压和所述第四采样电阻,确定所述交流侧装置的第二输入端的对地绝缘电阻。
在一种可能的设计中,所述分压模块还包括:第五采样单元,所述第五采样单元包含第七开关和第五采样电阻;其中,所述第五采样单元的第一端连接至所述第二采样单元的第一端,所述第五采样单元的第二端连接至所述交流侧装置的第三输入端;
对应地,所述采样模块采集所述分压模块中不同电路连接状态下的所述采样电阻的电压,还包括:
所述采样模块采集当所述第七开关闭合时所述第五采样电阻两端的第八电压、以及所述第四开关和所述第七开关闭合时所述第五采样电阻两端的第九电压;
所述处理器根据所述采样电阻的电压以及所述采样电阻的电阻,确定所述电化学储能系统的绝缘电阻,还包括:
所述处理器根据所述第八电压、所述第九电压和所述第五采样电阻,确定所述交流侧装置的第三输入端的对地绝缘电阻。
在一种可能的设计中,所述第一采样单元还包含第一分压电阻,所述第二采样单元还包含第二分压电阻,所述第一分压电阻的第一端连接所述直流侧装置的第一输入端,所述第一分压电阻的第二端连接所述第一开关的第一端,所述第一开关的第二端连接所述第一采样电阻的第一端,所述第一采样电阻的第二端连接所述第三开关的第一端,所述第二分压电阻的第一端连接所述直流侧装置的第二输入端,所述第二分压电阻的第二端连接所述第二开关的第一端,所述第二开关的第二端连接所述第二采样电阻的第一端,所述第二采样电阻的第二端连接所述第三开关的第一端;
对应地,所述处理器根据所述第一电压、所述第二电压、所述第三电压、所述第一采样电阻和所述第二采样电阻,确定所述直流侧装置的第一输入端的对地绝缘电阻以及所述直流侧装置的第二输入端的对地绝缘电阻,包括:
所述处理器根据所述第一电压、所述第二电压、所述第三电压、所述第一采样电阻、所述第二采样电阻、所述第一分压电阻和所述第二分压电阻,确定所述直流侧装置的第一输入端的对地绝缘电阻以及所述直流侧装置的第二输入端的对地绝缘电阻。
本申请实施例提供的绝缘电阻的检测装置及方法中,所述绝缘电阻的检测装置的分压模块的第一输出端连接电化学储能系统中的直流侧装置的第一输入端,所述分压模块的第二输出端连接至所述直流侧装置的第二输入端,所述分压模块的第三输出端连接至所述电化学储能系统的地线。通过所述绝缘电阻的检测装置的处理器控制所述分压模块中各开关的闭合或断开,以触发所述分压模块中的电路连接发生变化;进一步地,所述检测装置的采样模块采集所述分压模块中不同电路连接状态下的各采样电阻的电压;进一步地,所述处理器根据所述采样电阻的电压以及所述采样电阻的电阻,确定所述电化学储能系统的绝缘电阻。可见,实现了对电化学储能系统的绝缘电阻的检测。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为电化学储能系统的结构示意图;
图2a为本申请绝缘电阻的检测装置实施例一的结构示意图;
图2b为本申请实施例中分压模块的结构示意图一;
图3a为本申请实施例中分压模块的结构示意图二;
图3b为本申请实施例中分压模块的结构示意图三;
图4a为本申请实施例中分压模块的结构示意图四;
图4b为本申请实施例中电化学储能系统的直流侧装置通过交直流功率变换装置对交流侧装置的第一输入端的戴维南等效电路的结构示意图;
图4c为本申请实施例中绝缘电阻检测回路的等效电路结构示意图一;
图4d为本申请实施例中绝缘电阻检测回路的等效电路结构示意图二;
图5为本申请实施例中分压模块的结构示意图五;
图6为本申请实施例中分压模块的结构示意图六。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
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例如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器的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或器,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器。
首先,对本申请中涉及的电化学储能系统进行解释说明:
如图1所示,电化学储能系统e包括:电化学储能装置a、直流侧装置b、交直流功率变换装置c以及交流侧装置d。所述电化学储能装置a的第一输出端与所述直流侧装置b的第一输入端连接,所述电化学储能装置a的第二输出端与所述直流侧装置b的第二输入端连接,所述直流侧装置b的第一输出端与所述交直流功率变换装置c的第一输入端连接,所述直流侧装置b的第二输出端与所述交直流功率变换装置c的第二输入端连接,所述交直流功率变换装置c的第一输出端与所述交流侧装置d的第一输入端连接,所述交直流功率变换装置c的第二输出端与所述交流侧装置d的第二输入端连接,所述交直流功率变换装置c的第三输出端与所述交流侧装置d的第三输入端连接,所述交流侧装置d的输出端连接至电网或负载。
其次,对本申请实施例的应用背景进行介绍:
通常情况下,在电化学储能系统e长期运行过程中,绝缘老化、外力破坏等原因都会导致电化学储能系统e对地绝缘电阻变小,使得电化学储能系统e无法安全运行,以及会危害运行维护人员的人身安全。因此,需要对电化学储能系统e的绝缘电阻(例如直流侧的对地绝缘电阻和/或交流侧的对地绝缘电阻)进行长期检测和监控。
本公开实施例提供的绝缘电阻的检测装置及方法旨在实现对电化学储能系统e的绝缘电阻的检测,具体的实现方式参见下述实施例:
下面以具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图2a为本申请绝缘电阻的检测装置实施例一的结构示意图,图2b为本申请实施例中分压模块的结构示意图一。结合图1、图2a和图2b所示,所述绝缘电阻的检测装置20包括:分压模块201、采样模块202以及处理器203,可选地,所述分压模块201分别与所述采样模块202和所述处理器203连接,所述处理器203与所述采样模块202连接;所述分压模块包括:至少两个开关以及至少两个采样电阻。可选地,所述分压模块201中的所述至少两个开关在不同的状态(如闭合或断开)下,所述分压模块201中的电路连接不同。可选地,所述分压模块201中的所述开关可以采用具有物理断点的开关,当然,所述分压模块201中的所述开关还可以采用其它形式的开关,本申请实施例中对此并不作限制。
其中,所述分压模块201的第一输出端①连接电化学储能系统e中的直流侧装置b的第一输入端,所述分压模块201的第二输出端②连接至所述直流侧装置b的第二输入端,所述分压模块201的第三输出端③连接至所述电化学储能系统e的地线。
可选地,所述处理器203用于控制所述分压模块201中各所述开关的闭合或断开,以触发所述分压模块201中的电路连接发生变化。所述采样模块202用于采集所述分压模块201中不同电路连接状态下的所述采样电阻的电压。可选地,所述采样模块202将采集的所述分压模块201中不同电路连接状态下的各所述采样电阻的电压传输至所述处理器203。进一步地,所述处理器203还用于:根据所述采样模块202传输的各所述采样电阻的电压以及各所述采样电阻的电阻,确定所述电化学储能系统e的绝缘电阻,可选地,所述绝缘电阻可以为直流侧的对地绝缘电阻(例如图1中的所述直流侧装置的第一输入端的对地绝缘电阻rgp和所述直流侧装置的第二输入端的对地绝缘电阻rgn)。当然,所述电化学储能系统e的绝缘电阻还可以包括其它的对地绝缘电阻,本申请实施例中对此并不作限制。
可选地,所述采样模块202可以先将采集的所述分压模块201中不同电路连接状态下的各所述采样电阻的电压转换为数字电压信号,并将各所述数字电压信号传输至所述处理器203,以便所述处理器203根据各所述数字电压信号(即所述采样模块202传输的各所述采样电阻的电压)以及各所述采样电阻的电阻,确定所述电化学储能系统e的绝缘电阻。可选地,所述采样模块202将各所述采样电阻的电压通过模数转换(analog-to-digitalconvert,a/d)转换为数字电压信号,以便所述处理器计算。可选地,所述a/d转换的方式可以采用现有技术中的a/d转换方式,本申请实施例中对此并不作限制。
本实施例中,所述绝缘电阻的检测装置的分压模块的第一输出端连接电化学储能系统中的直流侧装置的第一输入端,所述分压模块的第二输出端连接至所述直流侧装置的第二输入端,所述分压模块的第三输出端连接至所述电化学储能系统的地线;所述绝缘电阻的检测装置的处理器用于控制所述分压模块中各开关的闭合或断开,以触发所述分压模块中的电路连接发生变化;所述绝缘电阻的检测装置的采样模块用于采集所述分压模块中不同电路连接状态下的各采样电阻的电压;所述处理器还用于:根据所述采样电阻的电压以及所述采样电阻的电阻,确定所述电化学储能系统的绝缘电阻。可见,实现了对电化学储能系统的绝缘电阻的检测。
图3a为本申请实施例中分压模块的结构示意图二。结合图1、图2b和图3a所示,在实施例的基础上,所述分压模块201包括:第一采样单元201a、第二采样单元201b、以及第三开关kg1,所述第一采样单元201a包含第一开关kp和第一采样电阻rp2,所述第二采样单元201b包含第二开关kn和第二采样电阻rn2。其中,所述第一采样单元201a的第一端(即所述分压模块201的第一输出端①)连接所述直流侧装置b的第一输入端,所述第二采样单元201b的第一端(即所述分压模块201的第二输出端②)连接至所述直流侧装置b的第二输入端,所述第一采样单元201a的第二端和所述第二采样单元201b的第二端连接至所述第三开关kg1的第一端,所述第三开关kg1的第二端(即所述分压模块201的第三输出端③)连接至所述电化学储能系统e的地线。
可选地,本实施例中对所述第一采样单元201a中的所述第一开关kp与所述第一采样电阻rp2的连接关系,以及所述第二采样单元201b中的所述第二开关kn和所述第二采样电阻rn2的连接关系并不作限定。例如:所述第一开关kp的第一端可以作为所述第一采样单元201a的第一端,所述第一开关kp的第二端连接所述第一采样电阻rp2的第一端,所述第一采样电阻rp2的第二端作为所述第一采样单元201a的第二端(图中未示出);或者,所述第一采样电阻rp2的第一端可以作为所述第一采样单元201a的第一端,所述第一采样电阻rp2的第二端连接所述第一开关kp的第一端,所述第一开关kp的第二端作为所述第一采样单元201a的第二端(如图3a所示)。当然,所述第一采样单元201a和所述第二采样单元201b还可以包括其它器件,本实施例中对此并不作限制。
可选地,所述采样模块202的第一检测端和第二检测端分别连接至所述第一采样电阻rp2两端,以便用于采集所述第一采样电阻rp2两端的电压,以及所述采样模块202的第三检测端和第四检测端分别连接至所述第二采样电阻rn2两端,以便用于采集所述第二采样电阻rn2两端的电压。可选地,所述采样模块202的具体电路结构可以采用现有技术中的采样电路的结构,本实施例中对此并不作限制。
可选地,所述处理器203用于:分别控制所述分压模块201中的所述第一开关kp和所述第二开关kn闭合且所述分压模块201中除所述第一开关kp和所述第二开关kn之外的其余开关都处于断开状态、所述分压模块201中的所述第一开关kp和所述第三开关kg1闭合且所述分压模块201中除所述第一开关kp和所述第三开关kg1之外的其余开关都处于断开状态、以及所述分压模块201中的所述第二开关kn和所述第三开关kg1闭合且所述分压模块201中除所述第二开关kn和所述第三开关kg1之外的其余开关都处于断开状态。
可选地,所述采样模块202具体用于:采集当所述第一开关kp和所述第二开关kn闭合(所述分压模块201中除所述第一开关kp和所述第二开关kn之外的其余开关都处于断开状态)时所述第一采样电阻rp2两端的第一电压up21、所述第一开关kp和所述第三开关kg1闭合(所述分压模块201中除所述第一开关kp和所述第三开关kg1之外的其余开关都处于断开状态)时所述第一采样电阻rp2两端的第二电压up22、以及所述第二开关kn和所述第三开关kg1闭合(所述分压模块201中除所述第二开关kn和所述第三开关kg1之外的其余开关都处于断开状态)时所述第二采样电阻rn2两端的第三电压un2。
进一步地,所述处理器203具体用于:根据所述第一电压up21、所述第二电压up22、所述第三电压un2、所述第一采样电阻rp2和所述第二采样电阻rn2,确定所述直流侧装置的第一输入端的对地绝缘电阻rgp以及所述直流侧装置的第二输入端的对地绝缘电阻rgn。
可选地,所述处理器根据如下公式一、公式二和公式三,确定所述rgp以及所述rgn。
其中,所述udc代表所述电化学储能系统e的直流侧电压(或者所述直流侧装置b的第一输入端与所述直流侧装置b的第二输入端之间的电压)。
由于上述三个公式中除所述udc、所述rgp以及所述rgn之外的其余参数都为已知的,因此,所述处理器根据上述三个公式可以确定出所述udc、所述rgp以及所述rgn。
当然,所述处理器还可根据上述公式一的其它等效或变形公式、上述公式二的其它等效或变形公式、以及上述公式三的其它等效或变形公式,确定所述rgp以及所述rgn,本申请实施例中对此并不作限制。
综上所述,本实施例中,通过采样模块采集当所述分压模块中的第一开关和所述第二开关闭合时所述分压模块中的第一采样电阻两端的第一电压up21、所述第一开关和所述分压模块中的第三开关闭合时所述第一采样电阻两端的第二电压up22、以及所述分压模块中的所述第二开关和所述第三开关闭合时所述分压模块中的第二采样电阻两端的第三电压un2;进一步地,所述处理器根据所述第一电压up21、所述第二电压up22、所述第三电压un2、所述第一采样电阻rp2和所述第二采样电阻rn2,确定所述直流侧装置的第一输入端的对地绝缘电阻rgp以及所述直流侧装置的第二输入端的对地绝缘电阻rgn。可见,实现了对电化学储能系统的直流侧的对地绝缘电阻的检测。
图3b为本申请实施例中分压模块的结构示意图三。可选地,如图3b所示,所述第一采样单元201a还包含第一分压电阻rp1,所述第二采样单元还包含第二分压电阻rn1。可选地,所述第一分压电阻rp1的第一端(即所述第一采样单元201a的第一端)连接所述直流侧装置b的第一输入端,所述第一分压电阻rp1的第二端连接所述第一开关kp的第一端,所述第一开关kp的第二端连接所述第一采样电阻rp2的第一端,所述第一采样电阻rp2的第二端(即所述第一采样单元201a的第二端)连接所述第三开关kg1的第一端。可选地,所述第二分压电阻rn1的第一端(即所述第二采样单元201b的第一端)连接所述直流侧装置b的第二输入端,所述第二分压电阻rn1的第二端连接所述第二开关kn的第一端,所述第二开关kn的第二端连接所述第二采样电阻rn2的第一端,所述第二采样电阻rn2的第二端(即所述第二采样单元201b的第二端)连接所述第三开关kg1的第一端。
当然,所述第一采样单元201a中的所述第一开关kp、第一分压电阻rp1与所述第一采样电阻rp2的连接关系,和/或所述第二采样单元201b中的所述第二开关kn、第二分压电阻rn1和所述第二采样电阻rn2的连接关系,还可以为采用其它的连接方式;本实施例中对所述第一采样单元201a中的所述第一开关kp、第一分压电阻rp1与所述第一采样电阻rp2的连接关系,以及所述第二采样单元201b中的所述第二开关kn、第二分压电阻rn1和所述第二采样电阻rn2的连接关系并不作限定。
对应地,所述处理器203具体用于:根据所述第一电压up21、所述第二电压up22、所述第三电压un2、所述第一采样电阻rp2、所述第二采样电阻rn2、所述第一分压电阻rp1和所述第二分压电阻rn1,确定所述直流侧装置的第一输入端的对地绝缘电阻rgp以及所述直流侧装置的第二输入端的对地绝缘电阻rgn。
可选地,所述处理器根据如下公式四、公式五和公式六,确定所述rgp以及所述rgn。
其中,所述udc代表所述电化学储能系统e的直流侧电压(或者所述直流侧装置b的第一输入端与所述直流侧装置b的第二输入端之间的电压)。
由于上述公式四至公式六中除所述udc、所述rgp以及所述rgn之外的其余参数都为已知的,因此,所述处理器根据上述公式四至公式六可以确定出所述udc、所述rgp以及所述rgn。
当然,所述处理器还可根据上述公式四的其它等效或变形公式、上述公式五的其它等效或变形公式、以及上述公式六的其它等效或变形公式,确定所述rgp以及所述rgn,本申请实施例中对此并不作限制。
可选地,所述绝缘电阻的检测装置的采样模块在采集所述第一开关kp和所述第二开关kn闭合时所述第一采样电阻rp2两端的第一电压up21、所述第一开关kp和所述第三开关kg1闭合时所述第一采样电阻rp2两端的第二电压up22、以及所述第二开关kn和所述第三开关kg1闭合时所述第二采样电阻rn2两端的第三电压un2时,如图1所示,1)若所述电化学储能系统e的电化学储能装置a的开关s1和开关s2闭合,则所述绝缘电阻的检测装置的处理器根据上述公式一至公式三、或者上述公式四至公式六所计算得到的所述rgp以及所述rgn包括电化学储能装置a的对地绝缘电阻;2)若所述电化学储能系统e的电化学储能装置a的开关s1和开关s2断开,则所述绝缘电阻的检测装置的处理器根据上述公式一至公式三、或者上述公式四至公式六所计算得到的所述rgp以及所述rgn不包括电化学储能装置a的对地绝缘电阻。
图4a为本申请实施例中分压模块的结构示意图四。结合图1、图2b、图3a、图3b和图4a所示,在实施例的基础上,所述分压模块201还包括:第四开关kg2和第三采样单元201c,所述第三采样单元201c包含第五开关ka和第三采样电阻ra。其中,所述第四开关kg2的第一端和所述第三采样单元201c的第一端连接至所述第二采样单元201b的第一端(即所述分压模块201的第二输出端②),所述第四开关kg2的第二端连接至所述第三开关kg1的第二端(即所述分压模块201的第三输出端③),所述第三采样单元201c的第二端(即所述分压模块201的第四输出端④)连接至所述电化学储能系统e中的交流侧装置d的第一输入端。可选地,所述交流侧装置的第一输入端可以为所述交流侧装置的a相线、b相线或者c相线,为了便于附图说明,图1中以所述交流侧装置的第一输入端可以为a相线为例。
可选地,本实施例中对所述第三采样单元201c中的所述第五开关ka与所述第三采样电阻ra的连接关系并不作限定。例如:所述第五开关ka的第一端可以作为所述第三采样单元201c的第一端,所述第五开关ka的第二端连接所述第三采样电阻ra的第一端,所述第三采样电阻ra的第二端作为所述第三采样单元201c的第二端(图中未示出);或者,所述第三采样电阻ra的第一端可以作为所述第三采样单元201c的第一端,所述第三采样电阻ra的第二端连接所述第五开关ka的第一端,所述第五开关ka的第二端作为所述第三采样单元201c的第二端(如图4a所示)。当然,所述第三采样单元201c还可以包括其它器件,本实施例中对此并不作限制。
可选地,所述采样模块202的第五检测端和第六检测端分别连接至所述第三采样电阻ra两端,以便用于采集所述第三采样电阻ra两端的电压。
可选地,所述处理器203还用于:分别控制所述分压模块201中的所述第五开关ka闭合且所述分压模块201中除所述第五开关ka之外的其余开关都处于断开状态、以及所述分压模块201中的所述第四开关kg2和所述第五开关ka闭合且所述分压模块201中除所述第四开关kg2和所述第五开关ka之外的其余开关都处于断开状态。
可选地,所述采样模块202还用于:采集当所述第五开关ka闭合(所述分压模块201中除所述第五开关ka之外的其余开关都处于断开状态)时所述第三采样电阻ra两端的第四电压ua1、以及所述第四开关kg2和所述第五开关ka闭合(所述分压模块201中除所述第四开关kg2和所述第五开关ka之外的其余开关都处于断开状态)时所述第三采样电阻ra两端的第五电压ua2。
进一步地,所述处理器203还用于:根据所述第四电压ua1、所述第五电压ua2和所述第三采样电阻ra,确定所述交流侧装置的第一输入端的对地绝缘电阻rga(属于电化学储能系统的交流侧的对地绝缘电阻)。
图4b为本申请实施例中电化学储能系统的直流侧装置通过交直流功率变换装置对交流侧装置的第一输入端的戴维南等效电路的结构示意图,图4c为本申请实施例中绝缘电阻检测回路的等效电路结构示意图一,图4d为本申请实施例中绝缘电阻检测回路的等效电路结构示意图二。其中,图4c为当所述分压模块中的所述第五开关ka闭合且所述分压模块201中除所述第五开关ka之外的其余开关都处于断开状态时对应的等效电路,图4d为所述分压模块中的所述第四开关kg2和所述第五开关ka闭合且所述分压模块201中除所述第四开关kg2和所述第五开关ka之外的其余开关都处于断开状态时对应的等效电路。图4b-图4d中的所述udc代表所述电化学储能系统的直流侧电压(或者所述直流侧装置b的第一输入端与所述直流侧装置b的第二输入端之间的电压),r0a代表所述戴维南等效电路的内阻。
可选地,所述处理器根据如下公式七和公式八,确定所述rga。
由于上述公式七和公式八中除所述r0a以及所述rga之外的其余参数都为已知的(udc可以采用上述实施例中确定出的数值),因此,所述处理器根据上述公式七和公式八可以确定出所述r0a以及所述rga。
当然,所述处理器还可根据上述公式七的其它等效或变形公式、以及上述公式八的其它等效或变形公式,确定所述rga,本申请实施例中对此并不作限制。
图5为本申请实施例中分压模块的结构示意图五。结合图1、图2b、图3a、图3b、图4a和图5所示,在实施例的基础上,所述分压模块201还包括:第四采样单元201d,所述第四采样单元201d包含第六开关kb和第四采样电阻rb。其中,所述第四采样单元201d的第一端连接至所述第二采样单元201b的第一端(即所述分压模块201的第二输出端②),所述第四采样单元201d的第二端(即所述分压模块201的第五输出端⑤)连接至所述交流侧装置d的第二输入端。可选地,所述交流侧装置d的第二输入端可以为所述交流侧装置的a相线、b相线或者c相线,为了便于附图说明,图1中以所述交流侧装置的第二输入端可以为b相线为例。
可选地,本实施例中对所述第四采样单元201d中的所述第六开关kb与所述第四采样电阻rb的连接关系并不作限定。例如:所述第六开关kb的第一端可以作为所述第四采样单元201d的第一端,所述第六开关kb的第二端连接所述第四采样电阻rb的第一端,所述第四采样电阻rb的第二端作为所述第四采样单元201d的第二端(图中未示出);或者,所述第四采样电阻rb的第一端可以作为所述第四采样单元201d的第一端,所述第四采样电阻rb的第二端连接所述第六开关kb的第一端,所述第六开关kb的第二端作为所述第四采样单元201d的第二端(如图5所示)。当然,所述第四采样单元201d还可以包括其它器件,本实施例中对此并不作限制。
可选地,所述采样模块202的第七检测端和第八检测端分别连接至所述第四采样电阻rb两端,以便用于采集所述第四采样电阻rb两端的电压。
可选地,所述处理器203还用于:分别控制所述分压模块201中的所述第六开关kb闭合且所述分压模块201中除所述第六开关kb之外的其余开关都处于断开状态、以及所述分压模块201中的所述第四开关kg2和所述第六开关kb闭合且所述分压模块201中除所述第四开关kg2和所述第六开关kb之外的其余开关都处于断开状态。
可选地,所述采样模块202还用于:采集当所述第六开关kb闭合(所述分压模块201中除所述第六开关kb之外的其余开关都处于断开状态)时所述第四采样电阻rb两端的第六电压ub1、以及所述第四开关kg2和所述第六开关kb闭合(所述分压模块201中除所述第四开关kg2和所述第六开关kb之外的其余开关都处于断开状态)时所述第四采样电阻rb两端的第七电压ub2。
进一步地,所述处理器203还用于:根据所述第六电压ub1、所述第七电压ub2和所述第四采样电阻rb,确定所述交流侧装置的第二输入端的对地绝缘电阻rgb(属于电化学储能系统的交流侧的对地绝缘电阻)。
可选地,所述处理器203根据所述第六电压ub1、所述第七电压ub2和所述第四采样电阻rb,确定所述交流侧装置的第二输入端的对地绝缘电阻rgb的实现方式,可以参见本申请上述实施例中关于“所述处理器203根据所述第四电压ua1、所述第五电压ua2和所述第三采样电阻ra,确定所述交流侧装置的第一输入端的对地绝缘电阻rga”的相关内容(例如,可以将上述公式七和上述公式八中的ua1替换为ub1、ua2替换为ub2、ra替换为rb、r0a替换为r0b、以及rga替换为rgb),本申请实施例中对此不再赘述。
图6为本申请实施例中分压模块的结构示意图六。结合图1、图2b、图3a、图3b、图4a、图5和图6所示,在实施例的基础上,所述分压模块201还包括:第五采样单元201e,所述第五采样单元201e包含第七开关kc和第五采样电阻rc。其中,所述第五采样单元201e的第一端连接至所述第二采样单元201b的第一端(即所述分压模块201的第二输出端②),所述第五采样单元201e的第二端(即所述分压模块201的第六输出端⑥)连接至所述交流侧装置d的第三输入端。可选地,所述交流侧装置d的第三输入端可以为所述交流侧装置的a相线、b相线或者c相线,为了便于附图说明,图1中以所述交流侧装置的第三输入端可以为c相线为例。
可选地,本实施例中对所述第五采样单元201e中的所述第七开关kc与所述第五采样电阻rc的连接关系并不作限定。例如:所述第七开关kc的第一端可以作为所述第五采样单元201e的第一端,所述第七开关kc的第二端连接所述第五采样电阻rc的第一端,所述第五采样电阻rc的第二端作为所述第五采样单元201e的第二端(图中未示出);或者,所述第五采样电阻rc的第一端可以作为所述第五采样单元201e的第一端,所述第五采样电阻rc的第二端连接所述第七开关kc的第一端,所述第七开关kc的第二端作为所述第五采样单元201e的第二端(如图6所示)。当然,所述第五采样单元201e还可以包括其它器件,本实施例中对此并不作限制。
可选地,所述采样模块202的第九检测端和第十检测端分别连接至所述第五采样电阻rc两端,以便用于采集所述第五采样电阻rc两端的电压。
可选地,所述处理器203还用于:分别控制所述分压模块201中的所述第七开关kc闭合且所述分压模块201中除所述第七开关kc之外的其余开关都处于断开状态、以及所述分压模块201中的所述第四开关kg2和所述第七开关kc闭合且所述分压模块201中除所述第四开关kg2和所述第七开关kc之外的其余开关都处于断开状态。
可选地,所述采样模块202还用于:采集当所述第七开关kc闭合(所述分压模块201中除所述第七开关kc之外的其余开关都处于断开状态)时所述第五采样电阻rc两端的第八电压uc1、以及所述第四开关kg2和所述第七开关kc闭合(所述分压模块201中除所述第四开关kg2和所述第七开关kc之外的其余开关都处于断开状态)时所述第五采样电阻rc两端的第九电压uc2。
进一步地,所述处理器203还用于:根据所述第八电压uc1、所述第九电压uc2和所述第五采样电阻rc,确定所述交流侧装置的第三输入端的对地绝缘电阻rgc(属于电化学储能系统的交流侧的对地绝缘电阻)。
可选地,所述处理器203根据所述所述第八电压uc1、所述第九电压uc2和所述第五采样电阻rc,确定所述交流侧装置的第三输入端的对地绝缘电阻rgc的实现方式,可以参见本申请上述实施例中关于“所述处理器203根据所述第四电压ua1、所述第五电压ua2和所述第三采样电阻ra,确定所述交流侧装置的第一输入端的对地绝缘电阻rga”的相关内容(例如,可以将上述公式七和上述公式八中的ua1替换为uc1、ua2替换为uc2、ra替换为rc、r0a替换为r0c、以及rga替换为rgc),本申请实施例中对此不再赘述。
综上所述,本申请提供的绝缘电阻的检测装置,通过所述处理器根据所述采集模块采集的所述第一电压up21、所述第二电压up22、所述第三电压un2、所述分压模块中的所述第一采样电阻rp2和所述第二采样电阻rn2,确定所述直流侧装置的第一输入端的对地绝缘电阻rgp以及所述直流侧装置的第二输入端的对地绝缘电阻rgn、根据所述采集模块采集的所述第四电压ua1、所述第五电压ua2和所述第三采样电阻ra,确定所述交流侧装置的第一输入端的对地绝缘电阻rga、根据所述采集模块采集的所述第六电压ub1、所述第七电压ub2和所述第四采样电阻rb,确定所述交流侧装置的第二输入端的对地绝缘电阻rgb、以及根据所述采集模块采集的所述第八电压uc1、所述第九电压uc2和所述第五采样电阻rc,确定所述交流侧装置的第三输入端的对地绝缘电阻rgc。可见,实现了对电化学储能系统的直流侧的对地绝缘电阻(包括所述rgp和rgn)和交流侧的对地绝缘电阻(包括所述rga、所述rgb和所述rgc)的检测,从而保证了电化学储能系统安全运行以及运行维护人员的人身安全。
可选地,在上述各实施例中,所述绝缘电阻的检测装置的采样模块在采集所述分压模块中不同电路连接状态下的各所述采样电阻的电压时,如图1所示,所述电化学储能系统e的交直流功率变换装置d应停止工作,并且所述交流侧装置d的开关组s3应断开。
本申请实施例还提供一种绝缘电阻的检测方法实施例,可选地,该绝缘电阻的检测方法可以适用于本申请上述实施例提供的绝缘电阻的检测装置。可选地,所述检测装置包括:分压模块、采样模块以及处理器,所述分压模块分别与所述采样模块和所述处理器连接;所述分压模块包括:至少两个开关以及至少两个采样电阻;所述分压模块的第一输出端连接至电化学储能系统中的直流侧装置的第一输入端,所述分压模块的第二输出端连接至所述直流侧装置的第二输入端,所述分压模块的第三输出端连接至所述电化学储能系统的地线。
该绝缘电阻的检测方法,包括:
所述处理器控制所述分压模块中各所述开关的闭合或断开,以触发所述分压模块中的电路连接发生变化;
所述采样模块采集所述分压模块中不同电路连接状态下的所述采样电阻的电压;
所述处理器根据所述采样电阻的电压以及所述采样电阻的电阻,确定所述电化学储能系统的绝缘电阻。
可选地,所述分压模块包括:第一采样单元、第二采样单元、以及第三开关,所述第一采样单元包含第一开关和第一采样电阻,所述第二采样单元包含第二开关和第二采样电阻;其中,所述第一采样单元的第一端连接所述直流侧装置的第一输入端,所述第二采样单元的第一端连接至所述直流侧装置的第二输入端,所述第一采样单元的第二端和所述第二采样单元的第二端连接至所述第三开关的第一端,所述第三开关的第二端连接至所述电化学储能系统的地线;
对应地,所述采样模块采集所述分压模块中不同电路连接状态下的所述采样电阻的电压,包括:
所述采样模块采集当所述第一开关和所述第二开关闭合时所述第一采样电阻两端的第一电压、所述第一开关和所述第三开关闭合时所述第一采样电阻两端的第二电压、以及所述第二开关和所述第三开关闭合时所述第二采样电阻两端的第三电压;
所述处理器根据所述采样电阻的电压以及所述采样电阻的电阻,确定所述电化学储能系统的绝缘电阻,包括:
所述处理器根据所述第一电压、所述第二电压、所述第三电压、所述第一采样电阻和所述第二采样电阻,确定所述直流侧装置的第一输入端的对地绝缘电阻以及所述直流侧装置的第二输入端的对地绝缘电阻。
可选地,所述分压模块还包括:第四开关和第三采样单元,所述第三采样单元包含第五开关和第三采样电阻;其中,所述第四开关的第一端和所述第三采样单元的第一端连接至所述第二采样单元的第一端,所述第四开关的第二端连接至所述第三开关的第二端,所述第三采样单元的第二端连接至所述电化学储能系统中的交流侧装置的第一输入端;
对应地,所述采样模块采集所述分压模块中不同电路连接状态下的所述采样电阻的电压,还包括:
所述采样模块采集当所述第五开关闭合时所述第三采样电阻两端的第四电压、以及所述第四开关和所述第五开关闭合时所述第三采样电阻两端的第五电压;
所述处理器根据所述采样电阻的电压以及所述采样电阻的电阻,确定所述电化学储能系统的绝缘电阻,还包括:
所述处理器根据所述第四电压、所述第五电压和所述第三采样电阻,确定所述交流侧装置的第一输入端的对地绝缘电阻。
可选地,所述分压模块还包括:第四采样单元,所述第四采样单元包含第六开关和第四采样电阻;其中,所述第四采样单元的第一端连接至所述第二采样单元的第一端,所述第四采样单元的第二端连接至所述交流侧装置的第二输入端;
对应地,所述采样模块采集所述分压模块中不同电路连接状态下的所述采样电阻的电压,还包括:
所述采样模块采集当所述第六开关闭合时所述第四采样电阻两端的第六电压、以及所述第四开关和所述第六开关闭合时所述第四采样电阻两端的第七电压;
所述处理器根据所述采样电阻的电压以及所述采样电阻的电阻,确定所述电化学储能系统的绝缘电阻,还包括:
所述处理器根据所述第六电压、所述第七电压和所述第四采样电阻,确定所述交流侧装置的第二输入端的对地绝缘电阻。
可选地,所述分压模块还包括:第五采样单元,所述第五采样单元包含第七开关和第五采样电阻;其中,所述第五采样单元的第一端连接至所述第二采样单元的第一端,所述第五采样单元的第二端连接至所述交流侧装置的第三输入端;
对应地,所述采样模块采集所述分压模块中不同电路连接状态下的所述采样电阻的电压,还包括:
所述采样模块采集当所述第七开关闭合时所述第五采样电阻两端的第八电压、以及所述第四开关和所述第七开关闭合时所述第五采样电阻两端的第九电压;
所述处理器根据所述采样电阻的电压以及所述采样电阻的电阻,确定所述电化学储能系统的绝缘电阻,还包括:
所述处理器根据所述第八电压、所述第九电压和所述第五采样电阻,确定所述交流侧装置的第三输入端的对地绝缘电阻。
可选地,所述第一采样单元还包含第一分压电阻,所述第二采样单元还包含第二分压电阻,所述第一分压电阻的第一端连接所述直流侧装置的第一输入端,所述第一分压电阻的第二端连接所述第一开关的第一端,所述第一开关的第二端连接所述第一采样电阻的第一端,所述第一采样电阻的第二端连接所述第三开关的第一端,所述第二分压电阻的第一端连接所述直流侧装置的第二输入端,所述第二分压电阻的第二端连接所述第二开关的第一端,所述第二开关的第二端连接所述第二采样电阻的第一端,所述第二采样电阻的第二端连接所述第三开关的第一端;
对应地,所述处理器根据所述第一电压、所述第二电压、所述第三电压、所述第一采样电阻和所述第二采样电阻,确定所述直流侧装置的第一输入端的对地绝缘电阻以及所述直流侧装置的第二输入端的对地绝缘电阻,包括:
所述处理器根据所述第一电压、所述第二电压、所述第三电压、所述第一采样电阻、所述第二采样电阻、所述第一分压电阻和所述第二分压电阻,确定所述直流侧装置的第一输入端的对地绝缘电阻以及所述直流侧装置的第二输入端的对地绝缘电阻。
本申请实施例的绝缘电阻的检测方法,可以采用本申请上述绝缘电阻的检测装置任意实施例中的技术方案,其实现原理和技术效果类似,此处不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元或模块的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或模块可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,设备或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各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,或者对其中部分或者全部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范围。