专利名称：双路光伏逆变器对地绝缘电阻的无开关管检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及双路输入光伏逆变器对地绝缘电阻检测技术领域，特别是指一种双路光伏逆变器对地绝缘电阻的无开关管检测系统及检测方法。
背景技术：
在光伏并网发电技术中，光伏电池的输出电压比较高，例如大功率的光伏并网逆变器的光伏电池输出电压高达600V以上，由于光伏电池的光伏电池板为露天放置,灰尘、雨雪、大雾等天气因素都会影响光伏电池的正极、负极对地(以下所称“对地”，均是指“对于大地”，即Earth)绝缘的变化。而作为一种高压系统，光伏并网系统安全性能的一项关键指标就是绝缘程度的好坏，因此在光伏并网逆变器中增加对地绝缘电阻检测系统是必不可少的，光伏并网逆变器每天开机前需要进行光伏电池的对地绝缘电阻的检测，只有在绝缘电阻满足安规要求时才能够启动逆变器使光伏电池并网。双路输入光伏并网逆变器是一种采用双路光伏电池板阵列输入的并网逆变器，其通常每路电池板阵列具有一个独立的正极，两路电池板阵列具有一个共同的负极。由于此种结构造成两路光伏电池板阵列对大地之间的绝缘电阻相互耦合，使得难以对其对地绝缘电阻进行准确和可靠地检测。目前一般的检测方法是在两个光伏电池板的正极与大地PE之间、公关负极与大地PE之间并联电阻开关电路，通过微处理器控制该电阻开关电路的通断而形成多种不同的电路连接形式，即改变各个桥臂之间的电阻值。同时，微处理器采样不同电路连接形式下的相关电压参数，得到一组与对地绝缘电阻有关的关系式，然后根据这些关系式计算出所述对地绝缘电阻的准确值。该方法虽然可以获得对地绝缘电阻的准确值，但是需要三个电阻开关电路，其中的开关通常为M0SFET，三极管或继电器，再加上这些器件的驱动电路，其成本会比较大，同时也会造成逆变器体积偏大，而且随着光伏电池板阵列输入电压范围的提高，这些问题会更加突出，因此此方法难以得到实际应用。还有一种方法是在光伏电池负极与大地PE之间串联电阻开关电路，通过开关的通断来改变各个桥臂之间的电阻值，同时通过控制光伏系统的升压电路中的开关管来改变光伏电池输入电压，以此建立三个独立的方程来计算各个绝缘电阻，该方法虽然有效减少了开关管的使用，但是通过建立方程组可以发现仅仅通过改变光伏电池输入电压是无法保证三个方程互相独立的,要想获得三个互相独立的方程至少必须改变各个桥臂之间的电阻一次，为此该方法同样设置了一路开关电路，因此前一检测方法的问题仍然没有得到彻底解决。
发明内容本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种用于双路输入光伏逆变器的可准确检测光伏电池对地绝缘电阻且无须外加开关管的检测系统。本实用新型的目的通过以下技术方案实现[0008]提供了一种双路光伏逆变器对地绝缘电阻的无开关管检测系统，包括获取待检的第一路光伏电池电压的PVl电压采样电路、获取待检的第二路光伏电池电压的PV2电压采样电路和获取两路光伏电池的公共负极PV-与地线之间的电压的PE电压采样电路，还包括对待检的第一路光伏电池的升压电路B00ST1电路的开关管和待检的第二路光伏电池的升压电路B00ST2电路的开关管进行控制的控制处理单元，所述控制处理单元获取PVl电压采样电路、PV2电压采样电路和PE电压采样电路的采样信号，其特征在于还包括电阻R1、电阻R2、二极管Dl和二极管D2，所述电阻Rl和二极管Dl串联后连接于第一路光伏电池正极PVl+与地线之间，所述电阻R2和二极管D2串联后连接于第二路光伏电池正极与地线之间。其中，所述电阻Rl和电阻R2电阻值相等。其中，所述的地线与两路光伏电池的公共负极PV-之间设置有辅助采样电阻R3，所述电阻R3的电阻值与电阻Rl和电阻相等。其中，所述二极管Dl使电流从第一路光伏电池正极PVl+流向地线；所述二极管D2使电流从第二路光伏电池正极流向地线。一种采用权利要求1所述的双路光伏逆变器对地绝缘电阻的无开关管检测系统的对地绝缘电阻检测方法，包括步骤A、关闭B00ST1电路和B00ST2电路的开关管，获取第一路光伏电池电压UPV1、第二路光伏电池电压UPV2和此时地线对两路光伏电池的公共负极PV-的电压Ul ；B、开通B00ST1电路的开关管使第一路光伏电池正极PVl+与公共负极PV-短路，关闭B00ST2电路的开关管，获取此时地线对两路光伏电池的公共负极PV-的电压U2 ；C、开通B00ST2电路的开关管使第二路光伏电池正极PV2+与公共负极PV-短路，关闭B00ST1电路的开关管，获取此时地线对两路光伏电池的公共负极PV-的电压U3 ；0、根据电压值即￥1、、即￥2、仍、似、仍、电阻1 1的电阻值和电阻R2的电阻值计算第一路光伏电池正极PVI +对地线的绝缘电阻Rl+，第二路光伏电池正极PV2+对地线的绝缘电阻R2+，以及两路路光伏电池的公共负极PV-对地线的绝缘电阻R-。还包括步骤E :判断绝缘电阻R1+、绝缘电阻R2+、绝缘电阻R-是否大于预设值，如是，则启动逆变器进行光伏并网；如否，则禁止启动逆变器并报警。本实用新型的有益效果在检测过程中，结合光伏系统的特点，控制处理单元通过控制两路光伏电池的升压电路中的开关管的通断，即可以分别使两路光伏电池的正负极短路或者断路，以此分别通过使仅有第一路光伏电池正负极短路，使仅有第二路光伏电池正负极短路和使两路光伏电池正负极均不短路即可获得三个仅包含第一路光伏电池正极PVl+对地线的绝缘电阻R1+、第二路光伏电池正极PV2+对地线的绝缘电阻R2+和以及两路路光伏电池的公共负极PV-对地线的绝缘电阻R-三个未知量的方程式，同时由于二极管的单向导通性能，在两路光伏电池改变电压的同时，各个桥臂之间的电阻值也发生变化，例如对于二极管D1，在第一路光伏电池正负极短路和断路两种情况下，DI在一种情况下导通，在另一种情况下截止，因此第一光伏电池正极PVl+与地线之间的电阻值在不同的电压情况下不同，因此三个方程式相互独立，即通过求解这三个方程式即可解得所需的各个绝缘电阻。与现有技术先比，本实用新型巧妙的利用二极管的单向导通特性来改变各个桥臂之间的电阻值，无需使用开关管， 有效降低了检测系统的成本以及逆变器的体积。
图1是本实用新型双路光伏逆变器对地绝缘电阻的无开关管检测系统的电路原理图。图2是本实用新型双路光伏逆变器对地绝缘电阻的无开关管检测系统的实施例1的电路不意图。
具体实施方式
结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。实施例1本实用新型双路光伏逆变器对地绝缘电阻的无开关管检测系统及检测方法方式之一，如图1至2所示，包括用于获取待检的第一路光伏电池电压的PVl电压采样电路1、用于获取待检的第二路光伏电池电压的PV2电压采样电路2和用于获取两路光伏电池的公共负极PV-与地线之间的电压的PE电压采样电路6 ；还包括控制处理单元5，所述控制处理单元5控制与第一路光伏电池的升压电路B00ST1电路3连接以控制B00ST1电路3的开关管通/断，与第二路光伏电池的升压电路B00ST2电路4连接以控制B00ST21电路的开关管通/端，同时还分别与PVl电压采样电路1、PV2电压采样电路2和PE电压采样电路6连接以获取各个电压采样电路的的采样信号并进行处理；还包括电阻R1、电阻R2、二极管Dl、二极管D2和采样电阻R3，所述电阻Rl和二极管Dl串联于第一路光伏电池正极PVl+与地线之间，所述电阻R2和二极管D2串联于第二路光伏电池正极与地线之间,采样电阻R3串联于地线与两路光伏电池的公共负极PV-之间，其中，电阻R1、电阻R2和采样电阻R3的电阻值均为R，所述二极管Dl的正极与第一路光伏电池正极PVl+连接，负极经电阻与地线连接，所述二极管D2的正极与第二路光伏电池正极连接，负极经电阻与地线连接。对于本实施例，其检测方法包括步骤A、关闭B00ST1电路3和B00ST2电路4的开关管时，获取第一路光伏电池电压UPV1、第二路光伏电池电压Upv2和此时地线对两路光伏电池的公共负极PV-的电压Ul ；当关闭B00ST1电路3和B00ST2电路4的开关管时，第一路光伏电池正极PVl+和第二路光伏电池正极PV2+均未与公共负极PV-短路，此时有三种可能性(I) U1〈UPV1且UKUpv2,此时二极管Dl和二极管D2均导通，电阻Rl和电阻R2均接入电路中；(2)U1〈UPV1且U1>UPV2，此时二极管D2截止，二极管Dl导通，电阻R2未接入电路中，电阻Rl接入电路中；
(3)U1>UPV1且U1〈UPV2，此时二极管Dl截止，二极管D2导通，电阻Rl未接入电路中，电阻R2接入电路中。B、开通B00ST1电路3的开关管使第一路光伏电池正极PVl+与公共负极PV-短路，关闭B00ST2电路4的开关管，获取此时地线对两路光伏电池的公共负极PV-的电压U2 ；[0031 ] 此时由于第一路光伏电池正极PVl+与公共负极PV-短路，所以第一路光伏电池正极PVl+电压低于地线，二极管Dl截止，二极管D2导通，电阻Rl未接入电路中，电阻R2接入电路中,此时如果步骤一中U1、UPV1和Upv2是第(I)或(2 )种可能性，则第一路光伏电池正极PVl+与电线之间的电阻值产生了变化。C、开通B00ST2电路4的开关管使第二路光伏电池正极PV2+与公共负极PV-短路，关闭B00ST1电路3的开关管，获取此时地线对两路光伏电池的公共负极PV-的电压U3 ；此时由于第二路光伏电池正极PV2+与公共负极PV-短路，所以第二路光伏电池正极PV2+电压低于地线，二极管D2截止，二极管Dl导通，电阻R2未接入电路中，电阻Rl接入电路中,此时如果步骤一中U1、UPV1和Upv2是第(I)或(3 )种可能性，则第二路光伏电池正极PV2+与电线之间的电阻值产生了变化。0、根据电压值即￥1、即￥2川1、似川3、电阻1 1的电阻值和电阻R2的电阻值计算第一路光伏电池正极PVI +对地线的绝缘电阻Rl+、第二路光伏电池正极PV2+对地线的绝缘电阻R2+以及两路路光伏电池的公共负极PV-对地线的绝缘电阻R-。在计算过程中，相对于步骤A、B和C分别可以获得仅包含第一路光伏电池正极PVl+对地线的绝缘电阻R1+、第二路光伏电池正极PV2+对地线的绝缘电阻R2+和以及两路路光伏电池的公共负极PV-对地线的绝缘电阻R-三个未知量的方程式，同时由于在A、B和C三个步骤中桥臂(即第一路光伏电池正极PVl与电线之间的电阻或者第二路光伏电池正极PV2+与电线之间的电阻)的电阻值至少改变了一次，因此三个方程式是相互独立的,通过三个方程式即可解出三个未知量。E、判断绝缘电阻R1+、绝缘电阻R2+、绝缘电阻R-是否大于预设值，如是，则启动逆变器进行光伏并网；如否，则禁止启动逆变器并报警。在本实施例中，第一路光伏电池正极PVl+对地线的绝缘电阻R1+、第二路光伏电池正极PV2+对地线的绝缘电阻R2+和两路路光伏电池的公共负极PV-对地线的绝缘电阻R-的计算方法如下
权利要求1.双路光伏逆变器对地绝缘电阻的无开关管检测系统，包括获取待检的第一路光伏电池电压的PVl电压采样电路、获取待检的第二路光伏电池电压的PV2电压采样电路和获取两路光伏电池的公共负极PV-与地线之间的电压的PE电压采样电路，还包括对待检的第一路光伏电池的升压电路BOOSTl电路的开关管和待检的第二路光伏电池的升压电路B00ST2电路的开关管进行控制的控制处理单元，所述控制处理单元获取PVl电压采样电路、PV2电压采样电路和PE电压采样电路的采样信号，其特征在于还包括电阻R1、电阻R2、二极管Dl和二极管D2，所述电阻Rl和二极管Dl串联后连接于第一路光伏电池正极PVl+与地线之间，所述电阻R2和二极管D2串联后连接于第二路光伏电池正极与地线之间。
2.如权利要求1所述的双路光伏逆变器对地绝缘电阻的无开关管检测系统，其特征在于所述电阻Rl和电阻R2电阻值相等。
3.如权利要求1所述的一双路光伏逆变器对地绝缘电阻的无开关管检测系统，其特征在于所述的地线与两路光伏电池的公共负极PV-之间设置有辅助采样电阻R3，所述电阻R3的电阻值与电阻Rl和电阻相等。
4.如权利要求1所述的一双路光伏逆变器对地绝缘电阻的无开关管检测系统，其特征在于所述二极管Dl使电流从第一路光伏电池正极PVl+流向地线；所述二极管D2使电流从第二路光伏电池正极流向地线。
专利摘要本实用新型涉及双路输入光伏逆变器对地绝缘电阻检测技术领域，特别是指一种双路光伏逆变器对地绝缘电阻的无开关管检测系统及检测方法，在检测过程中通过控制两路光伏电池的短路/断路即可获得三个仅包含绝缘电阻R1+、绝缘电阻R2+和绝缘电阻R-三个未知量的方程式，同时利用二极管的单向导通性能，在两路光伏电池改变电压的同时，各个桥臂之间的电阻值也发生变化，因此三个方程式相互独立，即通过求解这三个方程式即可解得所需的各个绝缘电阻。与现有技术先比，本实用新型利用二极管的单向导通特性来改变各个桥臂之间的电阻值，无需使用开关管，有效降低了检测系统的成本以及逆变器的体积。
文档编号G01R27/18GK202903889SQ20122062663
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者侯坚, 韩军良 申请人:广东易事特电源股份有限公司