一种用于储能系统的绝缘检测装置及绝缘检测方法与流程

本发明涉及电力电子的，尤其涉及一种用于储能系统的绝缘检测装置及绝缘检测方法。

背景技术：

1、储能系统面临着高压运行工况，需要可靠的绝缘水平以保证人身安全及系统的可靠运行。当系统出现设备老化、线束绝缘层破损、电池蓝膜破损及漏液等都有可能出现绝缘水平的降低，进而造成的火灾、人身安全及系统运行故障，故需要对储能系统的绝缘水平进行实时监控，提高绝缘检测的准确性。

2、然而，在现有的相关技术中，主要通过多个继电器与各桥臂之间并联或串联方式以达到绝缘检测的目的，增加了电路结构复杂度，从而导致电路出现故障的概率增加。

技术实现思路

1、本发明提供了一种用于储能系统的绝缘检测装置及绝缘检测方法，解决了现有技术需要多个继电器与各桥臂之间并联或串联方式以达到绝缘检测的目的，增加了电路结构复杂度等技术问题。

2、本发明可通过以下技术方案实现：

3、一种用于储能系统的绝缘检测装置，包括连接在储能单元正极和负极之间的第一并联支路和第二并联支路，所述第一并联支路包括串联在一起的开关桥臂和第二电阻，所述第二并联支路包括串联在一起的正绝缘阻抗和负绝缘阻抗，两者中间的节点通过第三电阻连接，且第二并联支路中间的节点连接有地线，

4、通过控制开关桥臂的开关状态，改变第一并联支路的电路拓扑结构，以获取正绝缘阻抗上对应的不同电压信息v，完成对正绝缘阻抗和负绝缘阻抗的电阻检测，或者以获取负绝缘阻抗上对应的不同电压信息，完成对正绝缘阻抗和负绝缘阻抗的电阻检测。

5、进一步，依据kcl基尔霍夫电流定律，结合电压信息v，计算所述开关桥臂处于不同的开关状态下，第三电阻两端对应节点的电流信息，完成对正绝缘阻抗和负绝缘阻抗的电阻检测。

6、进一步，根据所述电压信息v，结合储能单元的总电压，计算第二并联支路中间的节点对应的电压信息。

7、进一步，所述开关桥臂包括并联在一起的第一电阻和电磁开关，其一端与第二电阻串联。

8、进一步，记所述第三电阻两端对应的节点分别为p1、p2，

9、所述开关桥臂处于断开状态时，根据所述电压信息v，解算得到第二并联支路中间的节点对应的电压信息为vpe，根据kcl基尔霍夫电流定律，利用如下公式，计算节点p1、p2对应的电流信息，

10、

11、

12、所述开关桥臂处于闭合状态时，根据所述电压信息v，解算得到第二并联支路中间的节点对应的电压信息为vpe*，根据kcl基尔霍夫电流定律，利用如下公式，计算节点p1对应的电流信息，

13、

14、其中，v总表示储能单元的总电压，rx表示正绝缘阻抗的电阻值，ry表示负绝缘阻抗的电阻值，v*表示节点p2对应的电压信息，r1、r2、r3分别表示第一电阻、第二电阻和第三电阻对应的电阻值；

15、联立公式(1)-(3)，求解获得正绝缘阻抗的电阻值rx以及负绝缘阻抗的电阻值ry。

16、进一步，还包括采样模块，所述采样模块连接在正绝缘阻抗或者负绝缘阻抗的两端，用于采集正绝缘阻抗或者负绝缘阻抗上的电压信息。

17、一种基于上文所述的用于储能系统的绝缘检测装置的绝缘检测方法，包括以下步骤：

18、步骤一、断开电磁开关，利用采样模块采集此时正绝缘阻抗上的电压信息，根据kcl基尔霍夫电流定律，建立节点p1和节点p2此时电流信息对应的方程式；

19、步骤二、闭合电磁开关，利用采样模块采集此时正绝缘阻抗上的电压信息，根据kcl基尔霍夫电流定律，建立节点p1此时电流信息对应的方程式；

20、步骤三、联立步骤一和步骤二建立的方程式，求解得到正绝缘阻抗和负绝缘阻抗对应的电阻值。

21、本发明有益的技术效果在于：

22、1、本发明提出的适用于储能系统的绝缘检测装置，可保证绝缘检测精确度时，降低结构复杂程度。

23、2、本发明优化了绝缘检测的设计，提高了电路可靠性，适用于储能系统绝缘检测领域不同装置间的各种应用场合，具有良好的应用前景。

技术特征：

1.一种用于储能系统的绝缘检测装置，其特征在于：包括连接在储能单元正极和负极之间的第一并联支路和第二并联支路，所述第一并联支路包括串联在一起的开关桥臂和第二电阻，所述第二并联支路包括串联在一起的正绝缘阻抗和负绝缘阻抗，两者中间的节点通过第三电阻连接，且第二并联支路中间的节点连接有地线，

2.根据权利要求1所述的用于储能系统的绝缘检测装置，其特征在于：依据kcl基尔霍夫电流定律，结合电压信息v，计算所述开关桥臂处于不同的开关状态下，第三电阻两端对应节点的电流信息，完成对正绝缘阻抗和负绝缘阻抗的电阻检测。

3.根据权利要求2所述的用于储能系统的绝缘检测装置，其特征在于：根据所述电压信息v，结合储能单元的总电压，计算第二并联支路中间的节点对应的电压信息。

4.根据权利要求3所述的用于储能系统的绝缘检测装置，其特征在于：所述开关桥臂包括并联在一起的第一电阻和电磁开关，其一端与第二电阻串联。

5.根据权利要求4所述的用于储能系统的绝缘检测装置，其特征在于：记所述第三电阻两端对应的节点分别为p1、p2，

6.根据权利要求1所述的用于储能系统的绝缘检测装置，其特征在于：还包括采样模块，所述采样模块连接在正绝缘阻抗或者负绝缘阻抗的两端，用于采集正绝缘阻抗或者负绝缘阻抗上的电压信息。

7.一种基于权利要求1所述的用于储能系统的绝缘检测装置的绝缘检测方法，其特征在于包括以下步骤：

技术总结
本发明属于电力电子的技术领域，公开了一种用于储能系统的绝缘检测装置，包括连接在储能单元正极和负极之间的第一并联支路和第二并联支路，所述第一并联支路包括串联在一起的开关桥臂和第二电阻，所述第二并联支路包括串联在一起的正绝缘阻抗和负绝缘阻抗，两者中间的节点通过第三电阻连接，且第二并联支路中间的节点连接有地线，通过控制开关桥臂的开关状态，改变第一并联支路的电路拓扑结构，以获取正绝缘阻抗上对应的不同电压信息，完成对正绝缘阻抗和负绝缘阻抗的电阻检测，或者以获取负绝缘阻抗上对应的不同电压信息，完成对正绝缘阻抗和负绝缘阻抗的电阻检测。还公开了一种用于储能系统的绝缘检测装置的绝缘检测方法。

技术研发人员：李周洋,岳春晓,黄俊,张亚林,李小兵,连建阳,蒋顺平,张勇
受保护的技术使用者：思源清能电气电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/7/29