高压电池储能系统共模干扰检测方法及系统技术方案

本发明专利技术属于储能系统领域，公开了一种高压电池储能系统共模干扰检测方法及系统，包括：获取高压电池储能系统内电池单元的正极对地等效寄生电容值以及负极对地等效寄生电容值；根据所述电池单元的正极对地等效寄生电容值以及负极对地等效寄生电容值，在电池单元的正极与接地线之间加装正极寄生电容，并检测正极寄生电容的电压值，得到电池单元的正极共模干扰电压实测值；在电池单元的负极与接地线之间加装负极寄生电容，并检测负极寄生电容的电压值，得到电池单元的负极共模干扰电压实测值。采用寄生电容的电压值，量化电池单元的共模电压值，实现高压电池储能系统共模干扰的量化检测。测。测。

【技术实现步骤摘要】
高压电池储能系统共模干扰检测方法及系统


[0001]本专利技术属于储能系统领域，涉及一种高压电池储能系统共模干扰检测方法及系统。

技术介绍

[0002]储能在能源体系变革及能源互联网建设中占据重要地位，是提升电力系统灵活性、经济性和安全性，解决新能源消纳的重要手段，也是促进能源生产消费开放共享、灵活交易，实现多能协同的核心要素。储能机组的大容量化是提升储能系统效率及降低制造成本的必要条件，也大大降低储能电站规模化集成的难度，而电池储能系统的高电压化是储能机组大容量化的必要路径。所谓电池系统的高电压化是指将电池储能系统的上限工作电压提高到超过900V以上。电池储能系统高压化是实现储能系统降本增效的有效手段，但是高压电池系统的故障机理尚不明晰，保护机制尚不完善，需要兼顾系统高安全与高效率、低成本的协调发展，针对性开展相关机理研究与实验验证，为高压电池系统的推广应用奠定基础。
[0003]共模干扰是指同时加载在个输入信号接口端的共有的信号干扰，其干扰电压在信号线及其回线上幅度相同，其电压以大地或设备机壳为参考单位，干扰电流回路是在导线与参考物体构成的回路中流动。在储能系统中，由于电池与壳体之间、电池与机架之间、直流母线与机架之间、功率模块与壳体之间以及长线电缆与地之间均存在寄生电容，变流器调制过程会在直流侧产生与功率模块开关频率一致的共模电压与共模电流干扰。
[0004]随着高压电池储能系统的电压等级的逐步提升，这使得高压电池储能系统的共模干扰情况进一步加剧。共模干扰的电压尖峰一方面会造成电池绝缘层老化甚至介质击穿，引发电池安全事故，另一方面使得电池储能系统内电场分布不均匀程度加剧而增加电弧产生风险，此外电池储能系统在局部故障电弧发生后，串话干扰现象也会引起共模信号的产生，并以线路传导和电磁感应两种途径耦合到正常线路，导致正常线路中出现故障电弧的类似特征，增大故障电弧的识别难度并最终加剧系统中的电弧故障。同时，共模电流流过电池管理系统等电子电路的对地漏电容，还会引起电池管理系统失效或检测错误。因此，如何精确掌握共模干扰强度，成为保证电池储能系统安全可靠运行的一大影响因素。然而，对于高压电池储能系统的共模干扰，目前尚未存在精确的测量方式。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种高压电池储能系统共模干扰检测方法及系统。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]本专利技术第一方面，提供一种高压电池储能系统共模干扰检测方法，包括：获取高压电池储能系统内电池单元的正极对地等效寄生电容值以及负极对地等效寄生电容值；根据所述电池单元的正极对地等效寄生电容值以及负极对地等效寄生电容值，在电池单元的正
极与接地线之间加装正极寄生电容，并检测正极寄生电容的电压值，得到电池单元的正极共模干扰电压实测值；在电池单元的负极与接地线之间加装负极寄生电容，并检测负极寄生电容的电压值，得到电池单元的负极共模干扰电压实测值。
[0008]可选的，还包括：获取高压电池储能系统内电池单元的变流器共模电压；根据所述电池单元的变流器共模电压，通过下式得到电池单元的共模干扰电压理论值：
[0009]u
cm
H1(s)＝u
cmv
[0010][0011]其中，u
cm
为电池单元的变流器共模电压，u
cmv
为电池单元的共模干扰电压理论值；H1(s)为电池单元的共模干扰电压理论值对变流器共模电压的传递函数，s为电路由时域变换为复频域时的数学运算符号，R＝R
g
+R0/3，R
g
为接地网电阻的电阻值，R0为电网侧电阻的电阻值，L
f
为变流器的滤波器的滤波电感值，C
v1
为正极对地等效寄生电容值，C
v2
为负极对地等效寄生电容值。
[0012]根据电池单元的共模干扰电压理论值，得到电池单元的正极共模干扰电压理论值和负极共模干扰电压理论值。
[0013]可选的，所述根据电池单元的共模干扰电压理论值，得到电池单元的正极共模干扰电压理论值和负极共模干扰电压理论值包括：根据电池单元的共模干扰电压理论值，通过下式得到电池单元的正极共模干扰电压理论值和负极共模干扰电压理论值：
[0014][0015]其中，u
cv1
为电池单元的正极共模干扰电压理论值，u
cv2
为电池单元的负极共模干扰电压理论值。
[0016]可选的，还包括：当电池单元的正极共模干扰电压理论值与电池单元的正极共模干扰电压实测值之间的误差在预设误差范围内时，将当前电池单元的正极共模干扰电压实测值作为电池单元的正极共模干扰电压值；否则，重新实测电池单元的正极对地等效寄生电容值，并根据重新实测的电池单元的正极对地等效寄生电容值，在电池单元的正极与接地线之间加装正极寄生电容，并检测正极寄生电容的电压值，更新电池单元的正极共模干扰电压实测值；当电池单元的负极共模干扰电压理论值与电池单元的负极共模干扰电压实测值之间的误差在预设误差范围内时，将当前电池单元的负极共模干扰电压实测值作为电池单元的负极共模干扰电压值；否则，重新实测电池单元的负极对地等效寄生电容值，并根据重新实测的电池单元的负极对地等效寄生电容值，在电池单元的负极与接地线之间加装负极寄生电容，并检测负极寄生电容的电压值，更新电池单元的负极共模干扰电压实测值。
[0017]可选的，还包括：检测正极寄生电容的电流值，得到电池单元的正极共模干扰电流实测值；检测负极寄生电容的电流值，得到电池单元的负极共模干扰电流实测值。
[0018]可选的，还包括：获取高压电池储能系统内电池单元的变流器共模电压；根据电池单元的变流器共模电压，通过下式得到电池单元的共模干扰电流理论值：
[0019]u
cm
H2(s)＝i
cm
[0020][0021]其中，u
cm
为电池单元的变流器共模电压，i
cm
为电池单元的共模干扰电流理论值；H2(s)为电池单元的共模干扰电流理论值对变流器共模电压的传递函数，s为电路由时域变换为复频域时的数学运算符号，R＝R
g
+R0/3，R
g
为接地网电阻的电阻值，R0为电网侧电阻的电阻值，L
f
为电池单元的变流器的滤波器的滤波电感值，C
v1
为正极对地等效寄生电容值，C
v2
为负极对地等效寄生电容值。
[0022]根据电池单元的共模干扰电流理论值和电池单元的正极对地等效寄生电容值以及负极对地等效寄生电容值，得到电池单元的正极共模干扰电流理论值和负极共模干扰电流理论值。
[0023]可选的，所述根据电池单元的共模干扰电流理论值和电池单元的正极对地等效寄生电容值以及负极对地等效寄生电容值，得到电池单元的正极共模干扰电流理论值和负极共模干扰电流理论值包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压电池储能系统共模干扰检测方法，其特征在于，包括：获取高压电池储能系统内电池单元的正极对地等效寄生电容值以及负极对地等效寄生电容值；根据所述电池单元的正极对地等效寄生电容值以及负极对地等效寄生电容值，在电池单元的正极与接地线之间加装正极寄生电容，并检测正极寄生电容的电压值，得到电池单元的正极共模干扰电压实测值；在电池单元的负极与接地线之间加装负极寄生电容，并检测负极寄生电容的电压值，得到电池单元的负极共模干扰电压实测值。2.根据权利要求1所述的高压电池储能系统共模干扰检测方法，其特征在于，还包括：获取高压电池储能系统内电池单元的变流器共模电压；根据所述电池单元的变流器共模电压，通过下式得到电池单元的共模干扰电压理论值：u
cm
H1(s)＝u
cmv
其中，u
cm
为电池单元的变流器共模电压，u
cmv
为电池单元的共模干扰电压理论值；H1(s)为电池单元的共模干扰电压理论值对变流器共模电压的传递函数，s为电路由时域变换为复频域时的数学运算符号，R＝R
g
+R0/3，R
g
为接地网电阻的电阻值，R0为电网侧电阻的电阻值，L
f
为变流器的滤波器的滤波电感值，C
v1
为正极对地等效寄生电容值，C
v2
为负极对地等效寄生电容值；根据电池单元的共模干扰电压理论值，得到电池单元的正极共模干扰电压理论值和负极共模干扰电压理论值。3.根据权利要求2所述的高压电池储能系统共模干扰检测方法，其特征在于，所述根据电池单元的共模干扰电压理论值，得到电池单元的正极共模干扰电压理论值和负极共模干扰电压理论值包括：根据电池单元的共模干扰电压理论值，通过下式得到电池单元的正极共模干扰电压理论值和负极共模干扰电压理论值：其中，u
cv1
为电池单元的正极共模干扰电压理论值，u
cv2
为电池单元的负极共模干扰电压理论值。4.根据权利要求2所述的高压电池储能系统共模干扰检测方法，其特征在于，还包括：当电池单元的正极共模干扰电压理论值与电池单元的正极共模干扰电压实测值之间的误差在预设误差范围内时，将当前电池单元的正极共模干扰电压实测值作为电池单元的正极共模干扰电压值；否则，重新实测电池单元的正极对地等效寄生电容值，并根据重新实测的电池单元的正极对地等效寄生电容值，在电池单元的正极与接地线之间加装正极寄生电容，并检测正极寄生电容的电压值，更新电池单元的正极共模干扰电压实测值；当电池单元的负极共模干扰电压理论值与电池单元的负极共模干扰电压实测值之间
的误差在预设误差范围内时，将当前电池单元的负极共模干扰电压实测值作为电池单元的负极共模干扰电压值；否则，重新实测电池单元的负极对地等效寄生电容值，并根据重新实测的电池单元的负极对地等效寄生电容值，在电池单元的负极与接地线之间加装负极寄生电容，并检测负极寄生电容的电压值，更新电池单元的负极共模干扰电压实测值。5.根据权利要求1所述的高压电池储能系统共模干扰检测方法，其特征在于，还包括：检测正极寄生电容的电流值，得到电池单元的正极共模干扰电流实测值；检测负极寄生电容的电流值，得到电池单元的负极共模干扰电流实测值。6.根据权利要求5所述的高压电池储能系统共模干扰检测方法，其特征在于，还包括：获取高压电池储能...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏家明，渠展展，陈浩，惠东，斯建东，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网浙江省电力有限公司台州供电公司，
类型：发明
国别省市：