光伏逆变器直流侧绝缘阻抗检测方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种光伏逆变器直流侧绝缘阻抗检测方法及装置，所述光伏逆变器包括直流输入端、直流母线正端、直流母线负端、信号地端以及接地端，光伏逆变器的直流输入端用于接入至少一串光伏面板，所述方法包括以下步骤：分别对接地端的电压和直流母线正端的电压进行采样；获得不同时刻的接地端的电压之间的第一电压差以及不同时刻的直流母线正端的电压之间的第二电压差；根据所述第一电压差、第二电压差以及所述光伏逆变器各端口对信号地端的等效电阻以及直流母线正端和直流母线负端对接地端的等效电阻计算出所述光伏逆变器直流侧的绝缘阻抗，该方法去除了各端口与信号地端之间的电阻的影响，提高了检测精度，且无需额外添加器件，降低成本。降低成本。降低成本。

【技术实现步骤摘要】
光伏逆变器直流侧绝缘阻抗检测方法及装置


[0001]本专利技术属于电力电子
，特别涉及光伏逆变器直流侧绝缘阻抗检测方法及装置。

技术介绍

[0002]由于光伏逆变器工作时，直流输入侧连接光伏面板。正常情况下，光伏面板是浮地的，其对地的阻抗是无穷大的。但是在雨雪大雾天气等特殊情景下，光伏面板对地的绝缘阻抗可能会降低，这时若光伏逆变器开启，可能会危及人身安全。安规要求光伏面板对地阻抗（为光伏面板最大电压），光伏逆变器才能开始工作。因此，选择合适的方法检测绝缘阻抗，是光伏逆变器必须具备的功能。
[0003]目前常用的绝缘阻抗检测方法主要有交流注入法和电桥法。交流注入法是指向光伏逆变器正负母线注入一个低频的交流信号，通过检测漏电流来确定绝缘阻抗的大小。这种方法受光伏面板分布电容的影响，而且成本较高。电桥法是搭建一个电阻桥路，通过开关控制其中一个桥臂的阻值，然后通过检测电压的变化来计算绝缘阻抗。该方法成本较低，但依然需要增加一个继电器来控制某一桥臂电阻的接入和断开。

技术实现思路

[0004]本申请目的是提供一种技术方案来提高光伏逆变器直流侧绝缘阻抗的检测精度，降低检测成本。
[0005]为了实现上述目的，本申请提供一种光伏逆变器直流侧绝缘阻抗检测方法，所述光伏逆变器包括直流输入端、直流母线正端、直流母线负端、信号地端以及接地端，光伏逆变器的直流输入端用于接入至少一串光伏面板，所述方法包括以下步骤：分别对接地端的电压和直流母线正端的电压进行采样；获得不同时刻的接地端的电压之间的第一电压差以及不同时刻的直流母线正端的电压之间的第二电压差；根据所述第一电压差、第二电压差以及所述光伏逆变器各端口对信号地端的等效电阻以及直流母线正端和直流母线负端对接地端的等效电阻计算出所述光伏逆变器直流侧的绝缘阻抗。
[0006]进一步的，还包括：根据所述光伏逆变器的实际电路，建立光伏逆变器各端口对信号地端以及光伏逆变器各端口对接地端的绝缘阻抗等效电路，所述绝缘阻抗等效电路包括接地端与信号地端之间的第一等效电阻，第一等效电阻的一端与包括直流母线正端和直流母线负端对接地端的等效电阻的第一支路相连，第一等效电阻的另一端与包括所述光伏逆变器各端口对信号地端的等效电阻的第二支路相连；根据所述绝缘阻抗等效电路分别获得第一支路和第二支路的电流平衡方程；
根据所述第一支路和第二支路的电流平衡方程获得直流母线正端的电压和接地端的电压之间的关系式；对不同时刻的直流母线正端的电压值和接地端的电压值之间的关系式作差，获得光伏逆变器直流侧的绝缘阻抗。
[0007]进一步的，所述光伏逆变器直流侧的绝缘阻抗为：其中，为所述光伏逆变器直流侧的绝缘阻抗，为所述第一电压差，为所述第二电压差，和为用于计算所述光伏逆变器直流侧的绝缘阻抗的系数，与所述光伏逆变器各端口对信号地端的等效电阻以及直流母线正端和直流母线负端对接地端的等效电阻相关。
[0008]进一步的，所述第一支路包括所述直流母线正端对所述接地端的第二等效电阻、所述直流母线负端对所述接地端的第三等效电阻以及光伏面板对接地端的绝缘阻抗，所述光伏面板对接地端的绝缘阻抗为所述光伏逆变器直流侧的绝缘阻抗；所述第二支路包括，所述光伏逆变器的输入正端对所述信号地端的第四等效电阻，所述直流母线正端对所述信号地端的第五等效电阻，所述直流母线负端对所述光伏逆变器的信号地端的第六等效电阻，所述系数和分别为：其中， R
PE
表示所述第一等效电阻，R
P
表示所述第二等效电阻，R
N
表示所述第三等效电阻，R
PV
表示所述第四等效电阻，R
BUS+
表示所述第五等效电阻，R
BUS
‑
表示所述第六等效电阻。
[0009]进一步的，所述光伏逆变器的直流母线正端和直流母线负端分别与储能单元连接，所述第一支路包括所述直流母线正端对所述接地端的第二等效电阻、所述直流母线负端对所述接地端的第三等效电阻以及光伏面板对接地端的绝缘阻抗，所述光伏面板对接地端的绝缘阻抗为所述光伏逆变器直流侧的绝缘阻抗；所述第二支路包括，所述光伏逆变器的输入正端对所述信号地端的第四等效电阻，所述直流母线正端对所述信号地端的第五等效电阻，所述直流母线负端对所述光伏逆变器的信号地端的第六等效电阻，所述第二支路还包括储能单元的输入正端对所述信号地端的第七等效电阻，所述系数和分别为：
其中， R
PE
表示所述第一等效电阻，R
P
表示所述第二等效电阻，R
N
表示所述第三等效电阻，R
PV
表示所述第四等效电阻，R
BUS+
表示所述第五等效电阻，R
BUS
‑
表示所述第六等效电阻， R
BATT
表示所述第七等效电阻。
[0010]进一步的，所述方法还包括：在计算所述光伏逆变器直流侧的绝缘阻抗之前根据所述接地端的电压的电压变化率判断所述光伏逆变器的接地端的电压是否进入稳态；当接地端的电压进入稳态后对光伏逆变器直流侧的绝缘阻抗进行计算。
[0011]进一步的，所述根据所述接地端的电压的电压变化率判断所述光伏逆变器的接地端的电压是否进入稳态的步骤包括：对不同时刻的接地端的电压进行采样，计算获得不同时间段的接地端的电压的电压变化率；当任意两个时间段的电压变化率之差的绝对值小于预设阈值时，判定所述接地端的电压进入稳态，所述任意两个时间段的大小相同。
[0012]进一步的，所述预设阈值小于或等于0.5。
[0013]本申请还提供一种光伏逆变器直流侧绝缘阻抗检测装置，所述装置包括：电压采样单元，用于采集接地端的电压和光伏逆变器直流母线正端的电压；处理单元，包括计算单元，计算不同时刻的接地端的电压之间的第一电压差以及不同时刻的直流母线正端的电压之间的第二电压差；根据所述第一电压差、第二电压差以及所述光伏逆变器各端口对信号地端的等效电阻以及直流母线正端和直流母线负端对接地端的等效电阻计算出所述光伏逆变器直流侧的绝缘阻抗。
[0014]进一步的，所述处理单元还包括判断单元，所述判断单元计算获得不同时间段的接地端的电压的电压变化率并判断所述接地端的电压值是否进入稳态，当进入稳态后，所述计算单元计算所述光伏逆变器直流侧的绝缘阻抗。
[0015]进一步的，所述装置还包括：控制单元，当所述处理单元计算得的所述光伏逆变器直流侧的绝缘阻抗小于预设阻抗值时，所述控制单元禁止所述光伏逆变器启动，并继续检测所述光伏逆变器直流侧的绝缘阻抗，当检测到所述绝缘阻抗大于所述预设阻抗值时，所述控制单元允许所述光伏逆变器启动。
[0016]本申请通过采样不同时刻的接地端的电压值和光伏逆变器的直流母线正端的电压值，分别计算出光伏逆变器的直流母线正端的电压的电压差和接地端的电压的电压差，根据直流母线正端的电压的电压差和接地端的电压的电压差以及各端口对信号地端的等效电阻、直流母线正端和直流母线负端分别对接地端的等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏逆变器直流侧绝缘阻抗检测方法，所述光伏逆变器包括直流输入端、直流母线正端、直流母线负端、信号地端以及接地端，光伏逆变器的直流输入端用于接入至少一串光伏面板，其特征在于，所述方法包括以下步骤：分别对接地端的电压和直流母线正端的电压进行采样；获得不同时刻的接地端的电压之间的第一电压差以及不同时刻的直流母线正端的电压之间的第二电压差；根据所述第一电压差、第二电压差以及所述光伏逆变器各端口对信号地端的等效电阻以及直流母线正端和直流母线负端对接地端的等效电阻计算出所述光伏逆变器直流侧的绝缘阻抗。2.根据权利要求1所述的光伏逆变器直流侧绝缘阻抗检测方法，其特征在于，还包括：根据所述光伏逆变器的实际电路，建立光伏逆变器各端口对信号地端以及光伏逆变器各端口对接地端的绝缘阻抗等效电路，所述绝缘阻抗等效电路包括接地端与信号地端之间的第一等效电阻，第一等效电阻的一端与包括直流母线正端和直流母线负端对接地端的等效电阻的第一支路相连，第一等效电阻的另一端与包括所述光伏逆变器各端口对信号地端的等效电阻的第二支路相连；根据所述绝缘阻抗等效电路分别获得第一支路和第二支路的电流平衡方程；根据所述第一支路和第二支路的电流平衡方程获得直流母线正端的电压和接地端的电压之间的关系式；对不同时刻的直流母线正端的电压值和接地端的电压值之间的关系式作差，获得光伏逆变器直流侧的绝缘阻抗。3.根据权利要求1或2所述的光伏逆变器直流侧绝缘阻抗检测方法，其特征在于，所述光伏逆变器直流侧的绝缘阻抗为：其中，为所述光伏逆变器直流侧的绝缘阻抗，为所述第一电压差，为所述第二电压差，和为用于计算所述光伏逆变器直流侧的绝缘阻抗的系数，与所述光伏逆变器各端口对信号地端的等效电阻以及直流母线正端和直流母线负端对接地端的等效电阻相关。4.根据权利要求3所述的光伏逆变器直流侧绝缘阻抗检测方法，其特征在于，所述第一支路包括所述直流母线正端对所述接地端的第二等效电阻、所述直流母线负端对所述接地端的第三等效电阻以及光伏面板对接地端的绝缘阻抗，所述光伏面板对接地端的绝缘阻抗为所述光伏逆变器直流侧的绝缘阻抗；所述第二支路包括，所述光伏逆变器的输入正端对所述信号地端的第四等效电阻，所述直流母线正端对所述信号地端的第五等效电阻，所述直流母线负端对所述光伏逆变器的信号地端的第六等效电阻，所述系数和分别为：
其中， R
PE
表示所述第一等效电阻，R
P
表示所述第二等效电阻，R
N
表示所述第三等效电阻，R
PV
表示所述第四等效电阻，R
BUS+
表示所述第五等效电阻，R
BUS
‑
表示所述第六等效电阻。5.根据权利要求3所述的光伏逆变器直流侧绝缘阻抗检测方法，其特征在于，所述光伏逆变器的直流母线正端和直流母线负端分别与储能单元连接，所述第一支路包括所述直流母线正端对所述接地端的第二等效电阻、所述直流母线负端对...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁炳文，廖亚锋，张奔奔，吕青峰，
申请(专利权)人：杭州禾迈电力电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：