一种光伏发电系统的绝缘阻抗监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种光伏发电系统的绝缘阻抗监测方法，属于光伏发电的技术领域。本发明专利技术在光伏逆变器的控制器中预设绝缘阻抗故障值；控制器通过电压检测单元检测光伏逆变器的光伏输入电压、直流母线电压，还通过漏电流检测单元检测光伏逆变器的逆变单元正半周导通以及负半周导通时的漏电流；控制器计算在光伏逆变器并网运行时，太阳能光伏组件输入正极对地的绝缘阻抗、太阳能光伏组件输入负极对地的绝缘阻抗，将太阳能光伏组件输入正极对地的绝缘阻抗、太阳能光伏组件输入负极对地的绝缘阻抗与预设绝缘阻抗故障值比较，判断绝缘阻抗是否正常，并作出相应动作。本发明专利技术实现了光伏发电系统在并网运行过程中的绝缘阻抗监测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了，属于光伏发电的

技术介绍
目前，太阳能技术已经越来越广泛地被应用到各行各业中，其中，太阳能并网逆变器是太阳能技术的关键部件之一，它将太阳能光伏组件方阵中直流电转变成交流电后提供给电网。基于安全方面的考虑，太阳能并网逆变器必须具有绝缘阻抗检测监测及指示功能。但是，现有技术的太阳能光伏组件方阵并没有设置这种绝缘阻抗监测装置。因此，在系统绝缘故障时，很容易发生安全事故，从而造成人身、财产的危害。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述
技术介绍
的不足，提供了。本专利技术为实现上述专利技术目的采用如下技术方案，所述的光伏发电系统包括依次连接的太阳能光伏组件(I)、光伏逆变器(2)、电网电路(3)，其中所述光伏逆变器(2)包括依次连接的第一电压采样单元(21)、升压电路(22)、第二电压采样单元(23)、逆变单元(24)、漏电流检测单元(25)、开关装置(26)，以及控制器(27)，所述第一电压采样单元(21)、升压电路(22)、第二电压采样单元(23)、逆变单元(24)、漏电流检测单元(25)、开关装置(26)分别与控制器(27)连接；所述光伏发电系统的绝缘阻抗监测方法包括如下步骤步骤I，在控制器内预设绝缘阻抗故障值；步骤2，控制器通过第一电压采样单元检测光伏输入电压，通过第二电压样单元检测直流母线电压，所述光伏输入电压即为升压电路的前级电压；所述直流母线电压即为升压电路的后级电压；步骤3，控制器检测光伏逆变器输出的交流电的相位，并在逆变单元正半周导通的时候，通过漏电流检测单元检测第一漏电流；在逆变单元负半周导通的时候，通过漏电流检测单元检测第二漏电流；步骤4，控制器利用第一漏电流和第二漏电流，计算太阳能光伏组件输入正极PV+对地的绝缘阻抗、太阳能光伏组件输入负极PV-对地的绝缘阻抗；步骤5，判断是否存在绝缘阻抗故障当太阳能光伏组件输入正极PV+对地的绝缘阻抗、太阳能光伏组件输入负极PV-对地的绝缘阻抗均大于预设绝缘阻抗故障值时，绝缘阻抗正常；否则，绝缘阻抗故障；步骤6，根据步骤5，若判断为绝缘阻抗故障，控制器发出故障信号，控制开关装置，断开光伏逆变器与电网电路的连接，停止并网。所述的步骤3中，控制器通过软件锁相环检测光伏逆变器输出的交流电的相位。所述中，光伏逆变器输出的交流电的相位在O 180°时逆变单元的正半周导通，交流电的相位在180 360°时逆变单元的负半周导通。所述中，开关装置为继电器或接触器或断路器。本专利技术采用上述技术方案，具有以下有益效果实现了并网发电系统的绝缘阻抗监测。在太阳能光伏组件发生绝缘故障时，光伏逆变器发出故障指示，并发出指令，断开光伏逆变器与电网的连接，从而实现对太阳能光伏组件的绝缘阻抗监测，避免安全事故的发生。附图说明图1为太阳能光伏组件绝缘阻抗监测方法的示意图。图2为光伏逆变器逆变单元正半周导通时候的状态图(图中略去了控制器)。图3为光伏逆变器逆变单元负半周导通时候的状态图(图中略去了控制器)。图4为太阳能光伏组件绝缘阻抗监测方法的流程图。图中标号说明1为太阳能光伏组件，2为光伏逆变器，21为第一电压检测单元，22为升压电路，23为第二电压检测单元,24为逆变单元,25为漏电流检测单元,26为开关装置，27为控制器，3为电网电路，Rp为太阳能光伏组件I输入正极PV+对地的绝缘阻抗、Rn为太阳能光伏组件I输入负极PV-对地的绝缘阻抗，Cl、C2为第一、第二电容，LI为电感，Dl为快恢复二极管，Q1-Q5为第一至第五功率开关管。具体实施例方式下面结合附图对专利技术的技术方案进行详细说明如图1所示，光伏发电系统包括太阳能光伏组件1、光伏逆变器2、电网电路3，所述的太阳能光伏组件I与光伏逆变器2连接，所述的光伏逆变器2与电网电路3连接，所述的光伏逆变器2包括第一电压采样单元21、升压电路22、第二电压采样单元23、逆变单元24、漏电流检测单元25、开关装置26以及控制器27，所述的第一电压采样单元21、第二电压采样单元23可以是电压传感器，所述的升压电路22可以为BOOST电路，所述的漏电流检测单元25可以是漏电流传感器。太阳能光伏组件I为一块或多块太阳能光伏板，其光伏输入正极PV+对地的绝缘阻抗为RP、太阳能光伏组件I输入负极PV-对地的绝缘阻抗为Rn。第一电容Cl接在太阳能光伏组件I正负输出端之间，起到滤波的作用，同时太阳能光伏组件I的正负输出端分别与升压电路22的正负输入端连接；第二电容C2接在升压电路22的正输出端A与负输出端B之间，起到储能和滤波的作用，同时升压电路22的正负输出端分别与逆变单元24的正负输入端连接，逆变单元24的两个输出端同时穿过检测单元25后再通过开关装置26分别与电网电路3的火线L和零线N连接，控制器27分别与第一电压采样单元21、升压电路22、第二电压采样单元23、逆变单元24、漏电流检测单元25以及开关装置26连接，控制器27可以为单片机也可以为DSP，本例中采用DSP，控制器27起到的作用如下收集第一电压采样单元21、第二电压采样单元23的电压采样信号；控制升压电路22以及逆变单元24中功率开关管的开通与关断；以及收集漏电流检测单元25检测到的漏电流检测信号；控制开关装置26的断开与闭合；计算太阳能光伏组件I输入正极PV+对地的绝缘阻抗RP、太阳能光伏组件I输入负极PV-对地的绝缘阻抗Rn并且与预设的绝缘阻抗值Rl比较并判断太阳能光伏组件是否存在绝缘阻抗故障，并作出相应的动作。在电网电路3的远端，零线N和地线相连。升压电路22可以为BOOST电路，其中，电感LI 一端接第一电容Cl 一极,另一端接第一功率开关管Ql集电极；第一功率开关管Ql发射极接第一电容Cl另一极；快恢复二极管Dl阳极与第一功率开关管Ql集电极连接，阴极与升压电路22的正输出端A连接。逆变单元24由第二至第五功率开关管Q2-Q5组成，第二、三功率开关管Q2、Q3构成一个桥臂,第四、五功率开关管Q4、Q5构成另一个桥臂，电网电路3的火线L、零线N 穿过漏电流检测单元25 (采用漏电流传感器)分别与两个桥臂中点C和D连接(C点和D点即为逆变单元24的两个输出端点)。光伏逆变器绝缘阻抗监测方法如图4所示，包括如下步骤步骤I，在控制器27内预设绝缘阻抗故障值Rl ；步骤2，控制器27通过第一电压采样单元21检测光伏输入电压Vpv，通过第二电压采样单元23检测直流母线电压Vliaiffi ；所述光伏输入电压Vpv即为升压电路22的前级电压；所述直流母线电压Vdcunk即为升压电路22的后级电压；步骤3，控制器27通过软件锁相环检测光伏逆变器2输出的交流电的相位Φ，如图2所示，控制器27在光伏逆变器2的逆变单元24正半周导通(交流电的相位Φ在O 180°，第二功率开关管Q2、第五功率开关管Q5开通，第三功率开关管Q3、第四功率开关管Q4关断)的时候，通过漏电流检测单元25检测第一漏电流Imua，此时，如图2中点划线部分为太阳能光伏组件I输入负极PV-对地的绝缘阻抗Rn所在对地回路以及太阳能光伏组件I输入正极PV+对地的绝缘阻抗Rp所在对地回路，太阳能光伏组件I输入负极PV-对地的绝缘阻抗Rn所在对地回路电流IRn=O,太阳能光伏组件I输入正极PV+对地的绝缘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏发电系统的绝缘阻抗监测方法，其特征在于：所述的光伏发电系统包括依次连接的太阳能光伏组件（1）、光伏逆变器（2）、电网电路（3），其中：所述光伏逆变器（2）包括依次连接的第一电压采样单元（21）、升压电路（22）、第二电压采样单元（23）、逆变单元（24）、漏电流检测单元（25）、开关装置（26），以及控制器（27），所述第一电压采样单元（21）、升压电路（22）、第二电压采样单元（23）、逆变单元（24）、漏电流检测单元（25）、开关装置（26）分别与控制器（27）连接；所述光伏发电系统的绝缘阻抗监测方法包括如下步骤：步骤1，在控制器（27）内预设绝缘阻抗故障值（R1）；步骤2，控制器（27）通过第一电压采样单元（21）检测光伏输入电压（VPV），通过第二电压采样单元（23）检测直流母线电压（VDCLINK），所述光伏输入电压（VPV）即为升压电路（22）的前级电压；所述直流母线电压（VDCLINK）即为升压电路（22）的后级电压；步骤3，控制器（27）检测光伏逆变器输出的交流电的相位（Φ），并在逆变单元（24）正半周导通的时候，通过漏电流检测单元（25）检测第一漏电流（ILEAK1）；在逆变单元（24）负半周导通的时候，通过漏电流检测单元（25）检测第二漏电流（ILEAK2）；步骤4，控制器（27）利用第一漏电流（ILEAK1）和第二漏电流（ILEAK2），计算太阳能光伏组件（1）输入正极PV+对地的绝缘阻抗（RP）、太阳能光伏组件（1）输入负极PV?对地的绝缘阻抗（Rn）；步骤5，判断是否存在绝缘阻抗故障：当太阳能光伏组件（1）输入正极PV+对地的绝缘阻抗（RP）、太阳能光伏组件（1）输入负极PV?对地的绝缘阻抗（Rn）均大于预设绝缘阻抗故障值（R1）时，绝缘阻抗正常；否则，绝缘阻抗故障；步骤6，根据步骤5，若判断为绝缘阻抗故障，控制器发出故障信号，控制开关装置（26），断开光伏逆变器（2）与电网电路（3）的连接，停止并网。...

【技术特征摘要】
1.一种光伏发电系统的绝缘阻抗监测方法，其特征在于 所述的光伏发电系统包括依次连接的太阳能光伏组件(I)、光伏逆变器(2)、电网电路(3)，其中所述光伏逆变器(2)包括依次连接的第一电压采样单元(21)、升压电路(22)、第二电压采样单元(23)、逆变单元(24)、漏电流检测单元(25)、开关装置(26)，以及控制器(27)，所述第一电压采样单元(21)、升压电路(22)、第二电压采样单元(23)、逆变单元(24)、漏电流检测单元(25)、开关装置(26)分别与控制器(27)连接； 所述光伏发电系统的绝缘阻抗监测方法包括如下步骤 步骤I，在控制器(27)内预设绝缘阻抗故障值(Rl)； 步骤2，控制器(27)通过第一电压采样单元(21)检测光伏输入电压(Vpv)，通过第二电压采样单元(23)检测直流母线电压(VDaiNK)， 所述光伏输入电压(Vpv)即为升压电路(22)的前级电压； 所述直流母线电压(Vdcunk)即为升压电路(22)的后级电压； 步骤3，控制器(27)检测光伏逆变器输出的交流电的相位(Φ )，并在逆变单元(24)正半周导通的时候，通过漏电流检测单元(25)检测第一漏电流(ImK1);在逆变单元(24)负半周导通的时候，通过漏电流检测单元(25)检测第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鸽，汪雪峰，陶利锋，
申请(专利权)人：常熟开关制造有限公司原常熟开关厂，
类型：发明
国别省市：