專利名稱：光伏逆變器的對地阻抗檢測電路及方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種逆變電路，尤其是涉及一種光伏逆變器的對地阻抗檢測電路及方法。
背景技術(shù)：
目前太陽能大規(guī)模的應用將是21世紀人類社會進步重要標志，而光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是光伏系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。光伏逆變器是將光伏(PV)電池組件輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓或電流并輸出到電網(wǎng)的裝置。針對不同的應用場合，光伏電池板輸入有一路或多路的情況。按光伏板材料的不同，在實際應用中光伏電池板分接大地(PE)和不接地兩種情況，目前居于市場主流的是不接地情況。對于不接地光伏板，光伏逆變器并網(wǎng)工作時必須保證每路光伏電池板的PV+和PV-相對大地之間均有足夠大的絕緣阻抗。現(xiàn)有的國內(nèi)外的標準均明確要求了逆變器每次并網(wǎng)工作前都必須對所有接入的PV板做絕緣阻抗檢測，只有當所有光伏板的PV+和PV-相對大地(PE)的阻抗值均不低于規(guī)定的最小值，才允許并網(wǎng)工作。比如，在中國新能源領域?qū)嵭械慕鹛栒J證標準(CNCA/CTS0004-2009A《并網(wǎng)光伏發(fā)電專用逆變器認證技術(shù)條件》)中，對于不接地的光伏方陣連接的逆變器系統(tǒng)啟動前要求測量組件方陣輸入端與地之間的對地阻抗，如果阻抗小于R=Vmaxpv/30mA,應指示報警,停止并網(wǎng)。目前大多數(shù)并網(wǎng)逆變器的對地阻抗檢測采用繼電器來實現(xiàn)，就是在直流輸入端對大地接入繼電器和電阻，在光伏系統(tǒng)啟動前通過繼電器吸合來檢測直流輸入端對大地的電壓，這個電壓通過縮小一定比例送到控制芯片(控制芯片大多采樣DSP芯片實現(xiàn))來檢測處理對地阻抗是否滿足要求?，F(xiàn)有檢測方法存在如下缺陷1、需要在每路直流輸入都要求接入一個繼電器以及控制繼電器工作的驅(qū)動電路，實現(xiàn)成本較高且檢測方法較復雜。2、檢測結(jié)果的準確性依賴于繼電器的正常動作，若繼電器沒正常動作就無法準確檢測，因而檢測的可靠性不高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種光伏逆變器的對地阻抗檢測電路，以解決目前光伏逆變器實現(xiàn)對地阻抗檢測時存在結(jié)構(gòu)復雜、實現(xiàn)成本高和可靠性較低的技術(shù)問題。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)一種光伏逆變器的對地阻抗檢測方法，其包括步驟在各路太陽能電池板的正極與大地之間分別接入一個對地接電阻，在各路太陽能電池板的公共負極與大地之間接入串聯(lián)的電阻R4和電阻R5 ；獲取電阻R4和電阻R5的公共端的檢測電壓；根據(jù)檢測電壓以及太陽能電池板接入光伏逆變器的等效電路計算太陽能電池板的正極對地阻抗或負極對地阻抗；將正極對地阻抗或負極對地阻抗與預設的閾值比較，當正極對地阻抗或負極對地阻抗小于所述預設的閾值時發(fā)出報警信息。其中，在正極對地阻抗或負極對地阻抗均沒有小于所述預設的閾值時，使光伏逆變器正常運行。在一個實施例中還包括步驟根據(jù)等效電路計算電阻R4和電阻R5的公共端的基準電壓；將檢測電壓與基準電壓進行比較，當檢測電壓大于基準電壓時計算太陽能電池板的正極對地阻抗，否則計算太陽能電池板的負極對地阻抗。本發(fā)明公開一種光伏逆變器的對地阻抗檢測電路，其包括阻抗檢測模塊，其包括在各路太陽能電池板的正極與大地之間分別接入一個對地接電阻，在各路太陽能電池板的公共負極與大地之間接入串聯(lián)的電阻R4和電阻R5 ；與電阻R4和電阻R5的公共端相連的微處理器，用于獲取電阻R4和電阻R5的公共端的檢測電壓，根據(jù)檢測電壓以及太陽能電池板接入光伏逆變器的等效電路計算太陽能電池板的正極對地阻抗或負極對地阻抗，并將正極對地阻抗或負極對地阻抗與預設的閾值比較，當正極對地阻抗或負極對地阻抗小于所述預設的閾值時發(fā)出報警信息。其中，所述微處理器模塊還用于在正極對地阻抗或負極對地阻抗沒有小于所述預設的閾值時，使光伏逆變器正常運行。其中，所述微處理器模塊還用于根據(jù)等效電路計算電阻R4和電阻R5的公共端的基準電壓，將檢測電壓與基準電壓進行比較，當檢測電壓大于基準電壓時計算太陽能電池板的正極對地阻抗，否則計算太陽能電池板的負極對地阻抗。 其中，微處理器為DSP芯片。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明對地阻抗檢測電路不需繼電器及驅(qū)動電路，每路光伏電池板的正極只需接入對地接電阻就能檢測，通過微處理器(比如DSP芯片)來計算待測電極的對地阻抗是否滿足，具有結(jié)構(gòu)簡單、實現(xiàn)成本低、可靠性且檢測精確等優(yōu)點。
圖1是本發(fā)明對地阻抗檢測電路的原理框圖；圖2是三路PV輸入時阻抗檢測模塊的示意圖；圖3是圖2的等效電路示意圖；圖4是兩路PV輸入時阻抗檢測I吳塊的等效電路不意圖；圖5是一路PV輸入時阻抗檢測模塊的等效電路示意圖；圖6是本發(fā)明的流程示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明提出的對地阻抗檢測電路包括阻抗檢測模塊及微處理器，其中，阻抗檢測模塊可以檢測至少一路光伏電池板的正極PV+與大地PE之間的正極對地阻抗R+或光伏電池板的負極PV-與大地PE之間的負極對地阻抗R-，且阻抗檢測模塊的檢測端PV.1SO連接微處理器。微處理器采樣檢測端PV.1SO輸出的一組檢測電壓UPV.1SQ，并根據(jù)一組測量電壓UPV.1S()計算出各路光伏電池板的待測電極(正極PV+或負極PV-)的正極對地阻抗Ry或負極對地阻抗Rx，將正極對地阻抗Ry或負極對地阻抗Rx與閾值(Vmax pv/30mA)進行比較，當大于閾值時說明光伏逆變器工作正常，否則表示光伏逆變器直流側(cè)的對地阻抗不符合要求，發(fā)出報警信息。在一個實施例中，微處理器采用DSP芯片實現(xiàn)。另外，在本實施例一中，每個待測電極的對地阻抗具有一個預設的閾值(比如，閾值=Vmax pv/30mA)，微處理器通過判斷計算出的多個待測電極的對地阻抗與預設的閾值的大小關(guān)系可判斷多個待測電極的對地阻抗是否正常。具體而言，在判斷多個待測電極的對地阻抗中有一個小于預設的閾值時，微處理器則產(chǎn)生相應的告警消息，以表明待測電極的對地阻抗出現(xiàn)了異常，以及在判斷多個待測電極的對地阻抗中沒有一個小于預設的閾值時，微處理器判定光伏逆變器正常運行。在光伏逆變器的實際應用中，會出現(xiàn)三種接入情況(1)三路光伏電池板全部接入光伏逆變器；(2)兩路光伏電池板接入光伏逆變器；(3)只有一路光伏電池板接入光伏逆變器。因此，本發(fā)明分別對此三種情況如何實現(xiàn)光伏逆變器直流側(cè)的對地阻抗檢測進行詳細說明。如圖2所示的一個實施例，用于檢測包含三路光伏電池板的光伏逆變器直流側(cè)的對地阻抗。三路光伏電池板分別具有一個正極標記為PV1+、PV2+和PV3+，三路光伏電池板具有一個共同的負極PV-，大地標記為PE。電阻R1、電阻R2、電阻R3分別是PV1+、PV2、PV3+的對地接電阻，串接在三路光伏電池板的負極PV-的電阻R4和電阻R5為三路光伏電池板的負極PV-的對地接電阻，該電阻R4和電阻R5的公共端為檢測端PV.1S0，而電阻R6、電阻R7和電阻R8分別為PV1+、PV2+、PV3+對負極PV-的串聯(lián)電解電容的平衡電阻。由于三路光伏電池板全部接入光伏逆變器中，此時的等效電路如圖2所示，假設三路光伏電池板PV-的對地電壓U，三路光伏電池板的正極PV1+、PV2+、PV3+相對負極PV-的電壓分別為Upn、Upv2和Upv3。在電橋平衡時大地沒有電流，此時分別流過電阻R1、電阻R2和電阻R3的電流之和與流過電阻R4或電阻R5的電流IPV.1SQ1相同，SP :
權(quán)利要求
1.一種光伏逆變器的對地阻抗檢測方法，其特征在于，包括步驟 在各路太陽能電池板的正極與大地之間分別接入一個對地接電阻，在各路太陽能電池板的公共負極與大地之間接入串聯(lián)的電阻R4和電阻R5 ； 獲取電阻R4和電阻R5的公共端的檢測電壓； 根據(jù)檢測電壓以及太陽能電池板接入光伏逆變器的等效電路計算太陽能電池板的正極對地阻抗或負極對地阻抗； 將正極對地阻抗或負極對地阻抗與預設的閾值比較，當正極對地阻抗或負極對地阻抗小于所述預設的閾值時發(fā)出報警信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述光伏逆變器的對地阻抗檢測方法，其特征在于，在正極對地阻抗或負極對地阻抗均沒有小于所述預設的閾值時，使光伏逆變器正常運行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述光伏逆變器的對地阻抗檢測方法，其特征在于，還包括步驟 根據(jù)等效電路計算電阻R4和電阻R5的公共端的基準電壓； 將檢測電壓與基準電壓進行比較，當檢測電壓大于基準電壓時計算太陽能電池板的正極對地阻抗，否則計算太陽能電池板的負極對地阻抗。
4.一種光伏逆變器的對地阻抗檢測電路，其特征在于，包括 阻抗檢測模塊，其包括在各路太陽能電池板的正極與大地之間分別接入一個對地接電阻，在各路太陽能電池板的公共負極與大地之間接入串聯(lián)的電阻R4和電阻R5 ； 與電阻R4和電阻R5的公共端相連的微處理器，用于獲取電阻R4和電阻R5的公共端的檢測電壓，根據(jù)檢測電壓以及太陽能電池板接入光伏逆變器的等效電路計算太陽能電池板的正極對地阻抗或負極對地阻抗，并將正極對地阻抗或負極對地阻抗與預設的閾值比較，當正極對地阻抗或負極對地阻抗小于所述預設的閾值時發(fā)出報警信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述光伏逆變器的對地阻抗檢測電路，其特征在于，所述微處理器模塊還用于在正極對地阻抗或負極對地阻抗沒有小于所述預設的閾值時，使光伏逆變器正常運行。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述光伏逆變器的對地阻抗檢測電路，其特征在于，所述微處理器模塊還用于根據(jù)等效電路計算電阻R4和電阻R5的公共端的基準電壓，將檢測電壓與基準電壓進行比較，當檢測電壓大于基準電壓時計算太陽能電池板的正極對地阻抗，否則計算太陽能電池板的負極對地阻抗。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6所述光伏逆變器的對地阻抗檢測電路，其特征在于，微處理器為DSP芯片。
全文摘要
本發(fā)明公開一種光伏逆變器的對地阻抗檢測電路及方法。其中，所述方法包括步驟在各路太陽能電池板的正極與大地之間分別接入一個對地接電阻，在各路太陽能電池板的公共負極與大地之間接入串聯(lián)的電阻R4和電阻R5；獲取電阻R4和電阻R5的公共端的檢測電壓；根據(jù)檢測電壓以及太陽能電池板接入光伏逆變器的等效電路計算太陽能電池板的正極對地阻抗或負極對地阻抗；將正極對地阻抗或負極對地阻抗與預設的閾值比較，當正極對地阻抗或負極對地阻抗小于所述預設的閾值時發(fā)出報警信息。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、實現(xiàn)成本低、可靠性且檢測精確等優(yōu)點。
文檔編號G01R27/20GK103063927SQ201310000640
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月4日
發(fā)明者朱勇平, 陳恒留 申請人:深圳市晶福源電子技術(shù)有限公司