基于PWM的短路检测方法和储能系统与流程

本发明涉及储能领域，尤其涉及基于pwm的短路检测方法和储能系统。

背景技术：

1、储能系统通常由电池组、bms(电池管理系统)、pcs(储能变流器)和交流市电等部分组成，pcs可通过交流市电供电启动工作，并给bms发送指令，由bms控制电池主回路上的充放电开关开启，导通充放电线路，从而实现交流市电对电池充电，或者电池对外部负载放电。在无交流市电的离网状态下，pcs失去供电电源，无法启动工作，便无法给bms发送指令，使电池给外部负载供电，此时需要黑启动操作，让bms控制电池主回路的放电开关开启，导通放电线路，由电池组向pcs供电，进而使整个储能系统可以正常启动工作。但pcs未启动时，bms与外界没有通信，此时直接开启放电开关，使放电线路闭合导通，若储能变流器存在短路故障情况，会有很大的短路电流，导致系统损坏甚至起火爆炸。

2、为了解决上述问题，目前的做法是在bms上电后，先检测与pcs之间有没有建立通讯，如果没有检测到通讯，先开启放电开关一段时间并进行检测，如果检测到很大的电流，则认为储能变流器pcs存在短路故障，随即关闭放电开关，断开放电线路，同时上报短路保护信息。

3、现有技术中，还需要增加大功率tvs二极管来吸收短路保护时产生的能量，以防止放电开关损坏，成本增加；每次短路保护时，tvs二极管及放电开关都需要承受较大的能量冲击，影响使用寿命。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于pwm的短路检测方法和储能系统，实现在储能变流器在短路故障时，降低放电开关损坏风险。

2、为实现上述目的，本发明提供一种基于pwm的短路检测方法，应用于储能系统，包括步骤：

3、s1：电池管理系统上电，分别采集电池组和储能变流器的电压；

4、s2：判断所述储能变流器的电压是否等于所述电池组的电压，若是，则执行步骤s3,若否，则执行步骤s4；

5、s3：通过pwm控制放电开关开启，并在预设时间内采集所述储能变流器的电压,获取所述储能变流器的电压变化值，然后执行步骤s5；

6、s4：关闭所述放电开关；

7、s5：判断所述电压变化值是否小于预设电压阈值，若是，则执行步骤s6,若否，则执行步骤s7；

8、s6：视为所述储能变流器存在短路故障，执行步骤s4；

9、s7：视为所述储能变流器无短路故障，保持所述放电开关开启。

10、优选地，通过预设的pwm占空比来控制所述放电开关的开启或关闭，所述pwm占空比为百分之一、千分之一和万分之一中的一种。

11、优选地，所述电池管理系统上电后，还包括步骤：检测与所述储能变流器之间有无通讯信号，若没有，则分别采集所述电池组和所述储能变流器的电压；若有，则直接控制所述放电开关开启。

12、优选地，所述放电开关为mos管。

13、优选地，所述预设时间为10ms～100ms之间。

14、优选地，所述预设电压阈值为1v。

15、优选地，在步骤s1中，采集所述电池组的电压为其正极端的电压，采集所述储能变流器的电压为其负极端的电压。

16、优选地，在步骤s6之后，还包括步骤：上报短路保护信息至人机界面。

17、本发明还提供一种储能系统，包括储能变流器、电池组和电池管理系统，所述电池组和储能变流器通过放电开关连接，所述电池管理系统包括：采集模块，用于采集所述电池组和储能变流器的电压；检测模块，用于判断所述电池组的电压是否等于所述储能变流器的电压，以及判断所述储能变流器的电压变化值是否小于预设电压阈值；pwm控制电路，用于根据预设的占空比来控制所述放电开关的启动和关闭；控制单元，用于执行上述任一项所述的基于pwm的短路检测方法。

18、与现有技术相比，本发明之技术方案具有以下优点：通过设置较小的pwm占空比来控制放电开关的开启，缩短放电开关的导通闭合时间，短路电流也较小，因此不需要承受较大的电应力，降低损坏风险，延长使用寿命。

技术特征：

1.一种基于pwm的短路检测方法，应用于储能系统，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的基于pwm的短路检测方法，其特征在于，通过预设的pwm占空比来控制所述放电开关的开启或关闭，所述pwm占空比为百分之一、千分之一和万分之一中的一种。

3.根据权利要求1所述的基于pwm的短路检测方法，其特征在于，所述电池管理系统上电后，还包括步骤：

4.根据权利要求1所述的基于pwm的短路检测方法，其特征在于，所述放电开关为mos管。

5.根据权利要求1所述的基于pwm的短路检测方法，其特征在于，所述预设时间为10ms～100ms之间。

6.根据权利要求5所述的基于pwm的短路检测方法，其特征在于，所述预设电压阈值为1v。

7.根据权利要求1所述的基于pwm的短路检测方法，其特征在于，在步骤s1中，采集所述电池组的电压为其正极端的电压，采集所述储能变流器的电压为其负极端的电压。

8.根据权利要求1所述的基于pwm的短路检测方法，其特征在于，在步骤s6之后，还包括步骤：上报短路保护信息至人机界面。

9.一种储能系统，其特征在于，包括储能变流器、电池组和电池管理系统，所述电池组和储能变流器通过放电开关连接，所述电池管理系统包括：

技术总结
本发明提供一种基于PWM的短路检测方法和储能系统，包括步骤S1:电池管理系统上电，分别采集电池组和储能变流器的电压；S2:判断所述储能变流器的电压是否等于所述电池组的电压，若是，则执行步骤S3,若否，则执行步骤S4；S3:通过PWM控制放电开关开启，并在预设时间内采集所述储能变流器的电压,获取所述储能变流器的电压变化值，然后执行步骤S5；S4：关闭所述放电开关；S5:判断所述电压变化值是否小于预设电压阈值，若是，则执行步骤S6,若否，则执行步骤S7；S6:视为所述储能变流器存在短路故障，执行步骤S4；S7：视为所述储能变流器无短路故障，保持所述放电开关开启。通过设置PWM占空比来控制放电开关的开启，降低放电开关损坏风险。

技术研发人员：王君,李小龙
受保护的技术使用者：杭州协能科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12