光伏并網(wǎng)逆變器的絕緣阻抗檢測(cè)方法及實(shí)現(xiàn)其的檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光伏并網(wǎng)逆變器的絕緣阻抗檢測(cè)方法，尤其涉及一種可對(duì)具有多 路輸入的光伏并網(wǎng)逆變器的絕緣阻抗進(jìn)行檢測(cè)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在很多國(guó)家的光伏并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中都有對(duì)非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器的絕緣阻抗的規(guī) 定，要求連接逆變器光伏輸入的正負(fù)端對(duì)于機(jī)殼（大地）的絕緣阻抗不小于規(guī)定值才能進(jìn) 行并網(wǎng)發(fā)電工作，因此在非隔離的并網(wǎng)逆變器中加入絕緣阻抗的檢測(cè)是非常必要的。目前 對(duì)于光伏并網(wǎng)逆變器絕緣阻抗的檢測(cè)多為通過母線分壓的方法檢測(cè)單路輸入對(duì)地絕緣阻 抗，即其未知阻抗為兩個(gè)，相對(duì)比較簡(jiǎn)單。而對(duì)于多路輸入的光伏系統(tǒng)，其輸入路數(shù)較多，相 對(duì)的未知阻抗也較多，無法通過簡(jiǎn)單的電阻配比來同時(shí)檢測(cè)出多路光伏輸入中每路輸入對(duì) 地的絕緣阻值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種光伏并網(wǎng)逆變器的 絕緣阻抗檢測(cè)方法，可對(duì)具有多路輸入的光伏并網(wǎng)逆變器的絕緣阻抗進(jìn)行有效準(zhǔn)確的檢 測(cè)。
[0004]本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：
[0005] 一種光伏并網(wǎng)逆變器的絕緣阻抗檢測(cè)方法，所述光伏并網(wǎng)逆變器包括N個(gè)光伏輸 入端，各光伏輸入端的正/負(fù)極分別經(jīng)由升壓電路后匯入所述光伏并網(wǎng)逆變器的直流母線 正/負(fù)極，N為大于等于2的整數(shù)；該方法包括以下步驟：
[0006] 步驟A、將一個(gè)可調(diào)電阻電路和一個(gè)分壓電阻電路串聯(lián)后跨接于直流母線正極與 負(fù)極之間，并令可調(diào)電阻電路和分壓電阻電路的中點(diǎn)接地；
[0007] 步驟B、分別檢測(cè)所述N個(gè)光伏輸入端的輸入電壓，得到一種輸入電壓組合，令輸 入電壓組合發(fā)生變化，并選取N種不同的輸入電壓組合；在每一種輸入電壓組合下，將所述 可調(diào)電阻電路分別調(diào)整為K個(gè)不同的阻值，形成K個(gè)回路狀態(tài)，K為大于等于2的整數(shù)；在 每一種輸入電壓組合的每個(gè)回路狀態(tài)下，利用此時(shí)各光伏輸入端正極與負(fù)極之間的電壓、 母線電壓、分壓電阻電路兩端電壓以及可調(diào)電阻電路當(dāng)前阻值、分壓電阻電路阻值，構(gòu)建出 包含每個(gè)光伏輸入端對(duì)地絕緣阻抗的電路方程，從而得到N*K個(gè)不同的電路方程；
[0008] 步驟C、從所述N*K個(gè)電路方程中選出至少N+1個(gè)電路方程構(gòu)成方程組，該N+1個(gè) 電路方程中至少包含在每種輸入電壓組合下得到的一個(gè)電路方程，對(duì)該方程組求解，得到 每個(gè)光伏輸入端對(duì)地絕緣阻抗。
[0009] 一種用于實(shí)現(xiàn)如上所述絕緣阻抗檢測(cè)方法的檢測(cè)裝置，包括：
[0010]N個(gè)輸入電壓檢測(cè)電路，用于分別對(duì)各光伏輸入端正極與負(fù)極之間的電壓進(jìn)行檢 測(cè)；
[0011]母線電壓檢測(cè)電路，用于對(duì)母線電壓進(jìn)行檢測(cè)；
[0012] 電阻切換及分壓電路，包括相互串聯(lián)的一個(gè)可調(diào)電阻電路和一個(gè)分壓電阻電路；
[0013] 分壓電壓檢測(cè)電路，用于對(duì)所述分壓電阻電路兩端電壓進(jìn)行檢測(cè)。
[0014] 進(jìn)一步地，為了能夠自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和計(jì)算，所述檢測(cè)裝置還包括計(jì)算單元，所 述計(jì)算單元分別與N個(gè)輸入電壓檢測(cè)電路、母線電壓檢測(cè)電路、分壓電壓檢測(cè)電路的檢測(cè) 信號(hào)輸出端連接。
[0015] 相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0016] 本發(fā)明可對(duì)多路輸入的光伏并網(wǎng)逆變器的每一路輸入端的對(duì)地絕緣阻抗進(jìn)行準(zhǔn) 確測(cè)量，從而可在并網(wǎng)前提前發(fā)現(xiàn)絕緣阻抗缺陷，提高了光伏并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)運(yùn)行的安全 可靠性；
[0017] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明檢測(cè)方法的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)且成本低廉。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明方法的原理示意圖；
[0019] 圖2為本發(fā)明方法具體實(shí)施例的檢測(cè)裝置整體設(shè)置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明：
[0021] 針對(duì)多路輸入的光伏并網(wǎng)逆變器的絕緣阻抗檢測(cè)問題，本發(fā)明的解決思路是在主 回路中構(gòu)建不平衡電橋，并通過輸入電壓的變化生成一系列電路方程，最后對(duì)由這些方程 所組成的方程組進(jìn)行求解，得到每一路輸入的對(duì)地絕緣電阻。
[0022] 圖1顯示了本發(fā)明方法的基本原理。如圖1所示，所要檢測(cè)的光伏并網(wǎng)逆變器具有 N個(gè)光伏輸入端PV1、PV2、…、PVN(N為大于等于2的整數(shù)），各光伏輸入端的正極（PV1+、 PV2+、…、PVN+)和負(fù)極（PV1-、PV2-、…、PVN-)分別經(jīng)由BOOST升壓電路后匯入所述光伏 并網(wǎng)逆變器的直流母線正/負(fù)極（即圖中的PV+和PV-)。所要檢測(cè)的對(duì)象為N個(gè)光伏輸入 端正極與地之間的絕緣阻抗Rpl、Rp2、…、RpN，以及N個(gè)光伏輸入端負(fù)極與地之間的絕緣 阻抗Rn，為了便于理解，圖中將這些絕緣阻抗用等效電阻的形式標(biāo)出，實(shí)際上是不存在的。
[0023] 本發(fā)明的檢測(cè)方法，具體包括以下步驟：
[0024] 步驟A、如圖1所示，將一個(gè)可調(diào)電阻電路（其電阻用Ra表示）和一個(gè)分壓電阻電 路（其電阻用Rb表示）串聯(lián)而成的電阻切換及分壓電路跨接于直流母線PV+和PV-之間， 可調(diào)電阻電路Ra-端與正母線PV+連接于p點(diǎn)，分壓電阻電路Rb-端與負(fù)母線PV-相交 于n點(diǎn)，可調(diào)電阻電路Ra與分壓電阻電路Rb的中點(diǎn)g接地。
[0025] 步驟B、分別檢測(cè)所述N個(gè)光伏輸入端的輸入電壓，得到一種輸入電壓組合，令輸 入電壓組合發(fā)生變化（可以是所有N個(gè)輸入電壓均發(fā)生變化，也可以是其中部分輸入電壓 變化），并選取N種不同的輸入電壓組合；在每一種輸入電壓組合下，將所述可調(diào)電阻電路 Ra分別調(diào)整為K(K多2)個(gè)不同的阻值，形成K個(gè)回路狀態(tài)；在每一種輸入電壓組合的每個(gè) 回路狀態(tài)下，利用PV1-PVN電壓檢測(cè)電路分別檢測(cè)出當(dāng)前各光伏輸入端的輸入電壓，利用 母線電壓檢測(cè)電路檢測(cè)處當(dāng)前的母線電壓，利用gn電壓檢測(cè)電路檢測(cè)出當(dāng)前分壓電阻電 路Rb兩端的電壓，而可調(diào)電阻電路Ra當(dāng)前阻值、分壓電阻電路Rb的阻值均為已知量，則可 構(gòu)建出包含每個(gè)光伏輸入端對(duì)地絕緣阻抗的電路方程，從而得到N*K個(gè)不同的電路方程。
[0026] 步驟C、由于作為未知量的絕緣阻抗值Rpl、Rp2、…、RpN、Rn為N+1個(gè)，因此從所 述N*K個(gè)電路方程中選出至少N+1個(gè)電路方程構(gòu)成方程組，這樣方程組就可解；對(duì)該方程組 求解，即可得到N路光伏輸入陣列正極對(duì)地以及負(fù)極對(duì)地的絕緣阻抗值Rpl、Rp2、…、RpN、 Rn〇
[0027] 為了使公眾更好地理解，下面以一個(gè)具體實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行更詳細(xì) 說明。
[0028] 為簡(jiǎn)便起見，本實(shí)施例中的光伏并網(wǎng)逆變器具有兩路光伏輸入。如圖2所示，在直 流母線PV+和PV-之間連接電阻切換及分壓電路，并將可調(diào)電阻電路Ra與分壓電阻電路 Rb的中點(diǎn)g接地。本實(shí)施例中的可調(diào)電阻電路如圖2所示，包括電阻Rl、R2和開關(guān)S1，電 阻R1和開關(guān)S1串聯(lián)后再與電阻R2并聯(lián)，通過開關(guān)S1的閉合和關(guān)斷即可實(shí)現(xiàn)可調(diào)電阻電 路在兩個(gè)不同電阻值之間的切換。本實(shí)施例中的分壓電阻電路包括兩個(gè)串聯(lián)的電阻R3和 R4。在兩個(gè)光伏輸入端分別接入PV1電壓檢測(cè)電路、PV2電壓檢測(cè)電路，在直流母線正極和 負(fù)極之間接入母線電壓檢測(cè)電路，在母線負(fù)極和g點(diǎn)之間接入gn電壓檢測(cè)電路，實(shí)際上，gn 電壓也可通過檢測(cè)電阻R3和R4間中點(diǎn)與母線負(fù)極之間的電壓，然后根據(jù)計(jì)算得到。
[0029] 設(shè)PV1電壓檢測(cè)電路采得當(dāng)前第一路電源輸入電壓為Upvl，PV2電壓檢測(cè)電路采 得當(dāng)前第二路電源輸入電壓為Upv2,母線電壓檢測(cè)電路采得當(dāng)前母線電壓為Upv，
[0030] 當(dāng)S1斷開時(shí)，gn電壓為Ugna，此時(shí)，可列出電路方程如下：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光伏并網(wǎng)逆變器的絕緣阻抗檢測(cè)方法，所述光伏并網(wǎng)逆變器包括光伏輸入 端，各光伏輸入端的正/負(fù)極分別經(jīng)由升壓電路后匯入所述光伏并網(wǎng)逆變器的直流母線正 /負(fù)極，A為大于等于2的整數(shù)；其特征在于，該方法包括W下步驟： 步驟A、將一個(gè)可調(diào)電阻電路和一個(gè)分壓電阻電路串聯(lián)后跨接于直流母線正極與負(fù)極 之間，并令可調(diào)電阻電路和分壓電阻電路的中點(diǎn)接地； 步驟B、分別檢測(cè)所述光伏輸入端的輸入電壓，得到一種輸入電壓組合，令輸入電 壓組合發(fā)生變化，并選取鄉(xiāng)巾不同的輸入電壓組合；在每一種輸入電壓組合下，將所述可調(diào) 電阻電路分別調(diào)整為K個(gè)不同的阻值，形成K個(gè)回路狀態(tài)，K為大于等于2的整數(shù)；在每一 種輸入電壓組合的每個(gè)回路狀態(tài)下，利用此時(shí)各光伏輸入端正極與負(fù)極之間的電壓、母線 電壓、分壓電阻電路兩端電壓W及可調(diào)電阻電路當(dāng)前阻值、分壓電阻電路阻值，構(gòu)建出包含 每個(gè)光伏輸入端對(duì)地絕緣阻抗的電路方程，從而得到個(gè)不同的電路方程； 步驟C、從所述妙K個(gè)電路方程中選出至少化1個(gè)電路方程構(gòu)成方程組，該化1個(gè)電路 方程中至少包含在每種輸入電壓組合下得到的一個(gè)電路方程，對(duì)該方程組求解，得到每個(gè) 光伏輸入端對(duì)地絕緣阻抗。
2. 如權(quán)利要求1所述絕緣阻抗檢測(cè)方法，其特征在于，所述可調(diào)電阻電路包括兩組并 聯(lián)的電阻，其中一組電阻與一個(gè)開關(guān)串聯(lián)。
3. -種用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1所述絕緣阻抗檢測(cè)方法的檢測(cè)裝置，其特征在于，包括： 輸入電壓檢測(cè)電路，用于分別對(duì)各光伏輸入端正極與負(fù)極之間的電壓進(jìn)行檢測(cè)； 母線電壓檢測(cè)電路，用于對(duì)母線電壓進(jìn)行檢測(cè)； 電阻切換及分壓電路，包括相互串聯(lián)的一個(gè)可調(diào)電阻電路和一個(gè)分壓電阻電路； 分壓電壓檢測(cè)電路，用于對(duì)所述分壓電阻電路兩端電壓進(jìn)行檢測(cè)。
4. 如權(quán)利要求3所述檢測(cè)裝置，其特征在于，所述可調(diào)電阻電路包括兩組并聯(lián)的電阻， 其中一組電阻與一個(gè)開關(guān)串聯(lián)。
5. 如權(quán)利要求3所述檢測(cè)裝置，其特征在于，該檢測(cè)裝置還包括計(jì)算單元，所述計(jì)算單 元分別與腫輸入電壓檢測(cè)電路、母線電壓檢測(cè)電路、分壓電壓檢測(cè)電路的檢測(cè)信號(hào)輸出 端連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光伏并網(wǎng)逆變器的絕緣阻抗檢測(cè)方法。該方法針對(duì)多路輸入的光伏并網(wǎng)逆變器的絕緣阻抗檢測(cè)問題，在主回路中構(gòu)建不平衡電橋，并通過檢測(cè)輸入電壓的變化生成一系列電路方程，最后對(duì)由這些方程所組成的方程組進(jìn)行求解，得到每一路輸入的對(duì)地絕緣電阻。本發(fā)明還公開了一種實(shí)現(xiàn)上述檢測(cè)方法檢測(cè)裝置。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明可對(duì)多路輸入的光伏并網(wǎng)逆變器的每一路輸入端的對(duì)地絕緣阻抗進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，從而可在并網(wǎng)前提前發(fā)現(xiàn)絕緣阻抗缺陷，提高了光伏并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)運(yùn)行的安全可靠性；同時(shí)其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)且成本低廉。
【IPC分類】H02S50-15, G01R27-02
【公開號(hào)】CN104535839
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410817185
【發(fā)明人】薛峰, 盛耀歡, 李志鵬
【申請(qǐng)人】常熟開關(guān)制造有限公司(原常熟開關(guān)廠）
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月24日