本发明涉及绝缘阻抗检测技术领域，更具体地说，涉及光伏并网逆变器的绝缘阻抗检测系统和方法。
背景技术：
图1示出了一种典型的光伏并网逆变器，它包含多个逆变单元，每个逆变单元的交流侧经过独立的并网开关并入电网，每个逆变单元的直流侧接入独立的光伏阵列。
由于光伏阵列为露天放置，受灰尘、雨雪、大雾等因素影响，光伏阵列正负极对地绝缘阻抗可能发生变化，不仅影响光伏并网逆变器的安全运行，还会威胁到人身安全。因此，每个逆变单元并网前、后，都有必要对该逆变单元的直流侧绝缘阻抗(即接入该逆变单元直流侧的光伏阵列的正负极对地绝缘阻抗)进行检测，以便及时发现和消除安全隐患。
现有的绝缘阻抗检测产品只能检测一路逆变单元的直流侧绝缘阻抗，对于图1中包含多个逆变单元的场景，就需要同时设置多个绝缘阻抗检测产品，成本太高。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了光伏并网逆变器的绝缘阻抗检测系统和方法，以降低同时检测多个逆变单元直流侧对地绝缘阻抗的检测成本。
一种光伏并网逆变器的绝缘阻抗检测系统，所述光伏并网逆变器包括多个逆变单元，每个逆变单元的交流侧经过独立的并网开关并入电网，每个逆变单元的直流侧接入独立的光伏阵列，所述绝缘阻抗检测系统包括：
第一绝缘阻抗检测电路、控制单元，以及分别针对每个逆变单元独立设置的直流侧开关；
每个逆变单元对应的直流侧开关均连接在本逆变单元的直流侧与所述第一绝缘阻抗检测电路的输入端之间；
所述第一绝缘阻抗检测电路的输出端接入所述控制单元的输入端；
所述控制单元的输出端连接至每个直流侧开关的控制端，用于控制每个直流侧开关交替闭合，接收所述第一绝缘阻抗检测电路输出的采样调理信号，之后根据所述第一绝缘阻抗检测电路输出的采样调理信号计算各个逆变单元的直流侧绝缘阻抗。
可选的，所述绝缘阻抗检测系统还包括：
连接在并网点的一个线电压输出端与所述控制单元的输入端之间的第二绝缘阻抗检测电路；
以及连接在并网点的又一线电压输出端与所述控制单元的输入端之间的第三绝缘阻抗检测电路；
所述控制单元还用于接收所述第二绝缘阻抗检测电路和所述第三绝缘阻抗检测电路输出的采样调理信号，根据所述第二绝缘阻抗检测电路和所述第三绝缘阻抗检测电路输出的采样调理信号计算并网点的三相对地绝缘阻抗。
可选的，所述绝缘阻抗检测系统还包括：
连接在所述控制单元的输入端的第四绝缘阻抗检测电路；
连接在并网点的一个线电压输出端与所述第四绝缘阻抗检测电路的输入端之间的交流侧开关；
以及连接在并网点的又一线电压输出端与所述第四绝缘阻抗检测电路的输入端之间的交流侧开关；
所述控制单元的输出端连接两个交流侧开关的控制端；
所述控制单元还用于控制两个交流侧开关交替闭合，接收所述第四绝缘阻抗检测电路输出的采样调理信号，然后根据所述第四绝缘阻抗检测电路输出的采样调理信号计算并网点的三相对地绝缘阻抗。
可选的，所述绝缘阻抗检测系统还包括：
连接在并网点的一个线电压输出端与所述第一绝缘阻抗检测电路的输入端之间的交流侧开关；
以及连接在并网点的又一线电压输出端与所述第一绝缘阻抗检测电路的输入端之间的交流侧开关；
所述控制单元的输出端连接两个交流侧开关的控制端；
对应的，所述控制单元具体用于控制由每个直流侧开关和每个交流侧开关组成的开关组中的每个开关交替闭合，接收所述第一绝缘阻抗检测电路输出的采样调理信号，然后根据所述第一绝缘阻抗检测电路输出的采样调理信号计算各个逆变单元的直流侧绝缘阻抗和并网点的三相对地绝缘阻抗。
可选的，所述控制单元的输出端连接各个并网开关的控制端。
可选的，所述第一绝缘阻抗检测电路包括采样电路和调理电路；
所述采样电路包括脉冲电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，其中：
所述采样电路的正输入端子依次经过所述第一电阻、所述第二电阻和所述第五电阻后接地；
所述采样电路的负输入端子依次经过所述第四电阻、所述第三电阻和所述第五电阻后接地；所述脉冲电源经所述第六电阻接地；
所述第一电阻和所述第二电阻的公共端接入所述调理电路的输入端。
一种光伏并网逆变器的绝缘阻抗检测方法，所述光伏并网逆变器包括多个逆变单元，每个逆变单元的交流侧经过独立的并网开关并入电网，每个逆变单元的直流侧接入独立的光伏阵列，所述绝缘阻抗检测方法应用于绝缘阻抗检测系统；
所述绝缘阻抗检测系统包括：
第一绝缘阻抗检测电路、控制单元，以及分别针对每个逆变单元独立设置的直流侧开关；
每个逆变单元对应的直流侧开关均连接在本逆变单元的直流侧与所述第一绝缘阻抗检测电路的输入端之间；
所述第一绝缘阻抗检测电路的输出端接入所述控制单元的输入端；
所述控制单元的输出端连接至各个直流侧开关的控制端；
所述绝缘阻抗检测方法包括：
所述控制单元控制各个直流侧开关交替闭合；
接收所述第一绝缘阻抗检测电路输出的采样调理信号；
根据所述第一绝缘阻抗检测电路输出的采样调理信号计算各个逆变单元的直流侧绝缘阻抗。
可选的，所述绝缘阻抗检测系统还包括：
连接在并网点的一个线电压输出端与所述控制单元的输入端之间的第二绝缘阻抗检测电路；
以及连接在并网点的又一线电压输出端与所述控制单元的输入端之间的第三绝缘阻抗检测电路；
所述绝缘阻抗检测方法还包括：
接收所述第二绝缘阻抗检测电路和所述第三绝缘阻抗检测电路输出的采样调理信号；
根据所述第二绝缘阻抗检测电路和所述第三绝缘阻抗检测电路输出的采样调理信号计算并网点的三相对地绝缘阻抗。
可选的，所述绝缘阻抗检测系统还包括：
连接在所述控制单元的输入端的第四绝缘阻抗检测电路；
连接在并网点的一个线电压输出端与所述第四绝缘阻抗检测电路的输入端之间的交流侧开关；
以及连接在并网点的又一线电压输出端与所述第四绝缘阻抗检测电路的输入端之间的交流侧开关；
所述控制单元的输出端连接两个交流侧开关的控制端；
所述绝缘阻抗检测方法还包括：
控制两个交流侧开关交替闭合；
接收所述第四绝缘阻抗检测电路输出的采样调理信号；
根据所述第四绝缘阻抗检测电路输出的采样调理信号计算出并网点的三相对地绝缘阻抗。
可选的，所述绝缘阻抗检测系统还包括：
连接在并网点的一个线电压输出端与所述第一绝缘阻抗检测电路的输入端之间的交流侧开关；
以及连接在并网点的又一线电压输出端与所述第一绝缘阻抗检测电路的输入端之间的交流侧开关；
所述控制单元的输出端连接两个交流侧开关的控制端；
对应的，所述绝缘阻抗检测方法包括：
所述控制单元控制由每个直流侧开关和每个交流侧开关组成的开关组中的每个开关交替闭合；
接收所述第一绝缘阻抗检测电路输出的采样调理信号；
根据所述第一绝缘阻抗检测电路输出的采样调理信号计算各个逆变单元的直流侧绝缘阻抗和并网点的三相对地绝缘阻抗。
从上述的技术方案可以看出，本发明中各个直流侧开关交替闭合，将多路逆变单元的直流侧电压交替送入第一绝缘阻抗检测电路，从而实现了多路逆变单元的直流侧绝缘阻抗检测共用一个绝缘阻抗检测产品，而不必如同现有技术中为每一路逆变单元的直流侧绝缘阻抗检测都单独配置一个绝缘阻抗检测产品，因而节省了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术公开的一种光伏并网逆变器结构示意图；
图2为本发明实施例公开的一种光伏并网逆变器的绝缘阻抗检测系统结构示意图；
图3为本发明实施例公开的一种第一绝缘阻抗检测电路结构示意图；
图4为本发明实施例公开的又一种绝缘阻抗检测系统结构示意图；
图5为本发明实施例公开的又一种绝缘阻抗检测系统结构示意图；
图6为本发明实施例公开的又一种绝缘阻抗检测系统结构示意图；
图7为本发明实施例公开的一种光伏并网逆变器的绝缘阻抗检测方法流程图；
图8为本发明实施例公开的又一种绝缘阻抗检测方法流程图；
图9为本发明实施例公开的又一种绝缘阻抗检测方法流程图；
图10为本发明实施例公开的又一种绝缘阻抗检测方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种光伏并网逆变器的绝缘阻抗检测系统。其中，如图1所示，所述光伏并网逆变器包括多个逆变单元，每个逆变单元的交流侧经过独立的并网开关并入电网，每个逆变单元的直流侧接入独立的光伏阵列。为便于描述，以下将图1中各逆变单元分别标识为逆变单元1、逆变单元2、…、逆变单元N，N为逆变单元的总个数，N≥2；将逆变单元i(i＝1、2、3、…、N)对应的并网开关标识为Ki，如图2所示。
仍参见图2，所述绝缘阻抗检测系统包括：
第一绝缘阻抗检测电路100、控制单元200，以及分别针对每个逆变单元独立设置的直流侧开关，为便于描述，以下将逆变单元i对应的直流侧开关标识为Si；
直流侧开关Si连接在逆变单元i的直流侧与第一绝缘阻抗检测电路100的输入端之间；
第一绝缘阻抗检测电路100的输出端接入控制单元200的输入端；
控制单元200的输出端连接至各个直流侧开关的控制端，用于控制各个直流侧开关交替闭合，接收第一绝缘阻抗检测电路100输出的采样调理信号，根据第一绝缘阻抗检测电路100输出的采样调理信号计算各个逆变单元的直流侧绝缘阻抗。
下面，对图2所示绝缘阻抗检测系统的工作原理进行详述，具体描述如下。
图2中各个直流侧开关交替闭合，将N路逆变单元的直流侧电压交替送入第一绝缘阻抗检测电路100，从而实现了N路逆变单元的直流侧绝缘阻抗检测共用一个绝缘阻抗检测产品，而不必为每一路逆变单元的直流侧绝缘阻抗检测都单独配置一个绝缘阻抗检测产品，因而节省了成本。
具体的，初始情况下，各个直流侧开关均处于断开状态，各个并网开关的开关状态不限。
接下来，首先闭合直流侧开关1，此时光伏阵列1的输出电压送入第一绝缘阻抗检测电路100，第一绝缘阻抗检测电路100输出相应的采样调理信号给控制单元200，由控制单元200计算出逆变单元1的直流侧绝缘阻抗(可选的，可连续对逆变单元1计算多个周期内的直流侧绝缘阻抗，以保证计算结果的准确性)。
接下来，断开直流侧开关1、闭合直流侧开关2，此时光伏阵列2的输出电压送入第一绝缘阻抗检测电路100，第一绝缘阻抗检测电路100输出相应的采样调理信号给控制单元200，由控制单元200计算出逆变单元2的直流侧绝缘阻抗。
以此类推，逐一切换直流侧开关3～N闭合，依次计算出逆变单元3～N的直流侧绝缘阻抗。
针对以上计算出的逆变单元i的直流侧绝缘阻抗，如果逆变单元i的直流侧绝缘阻抗异常，需要断开并网开关i并向检修人员发送告警；如果逆变单元i的直流侧绝缘阻抗处于正常值，则闭合并网开关i。这些针对逆变单元i的直流侧绝缘阻抗正常与否所做出的处理操作，可以由控制单元200执行(此时控制单元200的输出端连接各个并网开关的控制端)，也可以上报管理中心进行处理，并不局限。
当然，在保证同一时刻下最多只能有一个直流侧开关处于闭合状态的前提下，可以根据实际需要任意设置各直流侧开关交替闭合的具体方式，例如假设n＝3，则可以是：闭合直流侧开关1，然后断开直流侧开关1、闭合直流侧开关2，然后断开直流侧开关2、闭合直流侧开关3；还可以是：闭合直流侧开关1，然后断开直流侧开关1、闭合直流侧开关2，然后断开直流侧开关2，然后闭合直流侧开关2，然后断开直流侧开关2、闭合直流侧开关3；还可以是：闭合直流侧开关1，然后断开直流侧开关1、闭合直流侧开关2，然后断开直流侧开关2、闭合直流侧开关3，然后断开直流侧开关3、闭合直流侧开关2。
可选的，在上述公开的绝缘阻抗检测系统中，第一绝缘阻抗检测电路100可采用如图3所示拓扑结构，包括采样电路101和调理电路102两部分。采样电路101具体包括脉冲电源、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6，其中：采样电路101的正输入端子依次经过R1、R2和R5后接地；采样电路101的负输入端子依次经过R4、R3和R5后接地；所述脉冲电源经R6接地；R1和R2的公共端接入调理电路102的输入端。
当直流侧开关i闭合时，采样电路101的输入电压为光伏阵列i输出电压，光伏阵列i正极对地绝缘阻抗R+接在采样电路101的正输入端子与大地之间，光伏阵列i负极对地绝缘阻抗R-接在采样电路101的负输入端子与大地之间，采样电路101对内部相关电气参数进行采样后，输出至调理电路102，由调理电路102将采样信号转换为控制单元200可识别的数字信号。
这里需要说明的是，第一绝缘阻抗检测电路100的拓扑结构并不局限于图3，也可采用其他现有的拓扑结构，控制单元200采用的绝缘阻抗算法需与第一绝缘阻抗检测电路100采用的拓扑结构相匹配。
可选的，在上述公开的绝缘阻抗检测系统中，各直流侧开关均采用继电器，但并不局限于此，例如也可以采用MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管)或三极管等。当直流侧开关采用MOSFET时，直流侧开关的控制端指的是MOSFET的栅极；当直流侧开关采用IGBT时，直流侧开关的控制端指的是IGBT的栅极；当直流侧开关采用三极管时，直流侧开关的控制端指的是三极管的基极。
如图4所示，本发明实施例还公开了又一种绝缘阻抗检测系统，相较于图2，还包括：
连接在并网点的一个线电压输出端与控制单元200的输入端之间的第二绝缘阻抗检测电路300；
以及连接在并网点的又一线电压输出端与控制单元200的输入端之间的第三绝缘阻抗检测电路400；
控制单元200还用于接收第二绝缘阻抗检测电路300和第三绝缘阻抗检测电路400输出的采样调理信号，根据第二绝缘阻抗检测电路300和第三绝缘阻抗检测电路400输出的采样调理信号计算并网点的三相对地绝缘阻抗。
具体的，逆变单元交流侧绝缘阻抗异常同样会影响光伏并网逆变器的安全运行，因此对逆变单元交流侧绝缘阻抗进行检测也是非常必要的。图4中新增两个绝缘阻抗检测电路，其输入电压分别是并网点线电压UAB、UBC、UAC中的任意两个，例如，第二绝缘阻抗检测电路300输入端施加线电压UAB，第三绝缘阻抗检测电路400输入端施加线电压UBC，则控制单元200将根据第二绝缘阻抗检测电路300输出的采样调理信号计算出A相对地绝缘阻抗和B相对地绝缘阻抗，同时根据第三绝缘阻抗检测电路400输出的采样调理信号计算出B相对地绝缘阻抗和C相对地绝缘阻抗，这样就得到了并网点的三相对地绝缘阻抗，也即任一逆变单元的交流侧绝缘阻抗。
逆变单元i并网运行的前提是逆变单元i的直流侧和交流侧绝缘阻抗均处于正常值。所以，如果并网点绝缘阻抗异常或逆变单元i直流侧绝缘阻抗异常，需断开并网开关i并向检修人员发送告警；如果并网点绝缘阻抗和逆变单元i直流侧绝缘阻抗均处于正常值，则闭合并网开关i。这些针对绝缘阻抗正常与否所做出的处理操作可以由控制单元200执行(此时控制单元200的输出端需连接各个并网开关的控制端)，也可以上报管理中心进行处理，并不局限。
其中，第一绝缘阻抗检测电路100、第二绝缘阻抗检测电路300和第三绝缘阻抗检测电路400可采用相同的拓扑结构，但并不局限。
如图5所示，本发明实施例还公开了又一种绝缘阻抗检测系统，相较于图2，还包括：
连接在控制单元200的输入端的第四绝缘阻抗检测电路500；
连接在并网点的一个线电压输出端与第四绝缘阻抗检测电路500的输入端之间的交流侧开关Q1；
以及连接在并网点的又一线电压输出端与第四绝缘阻抗检测电路500的输入端之间的交流侧开关Q2；
控制单元200的输出端连接两个交流侧开关的控制端；
控制单元200还用于控制两个交流侧开关交替闭合，接收第四绝缘阻抗检测电路500输出的采样调理信号，然后根据第四绝缘阻抗检测电路500输出的采样调理信号计算并网点的三相对地绝缘阻抗。
相较于图4，图5所示方案中两个交流侧开关交替闭合，将两路线电压交替送入第四绝缘阻抗检测电路500，而不必为每一路线电压都单独配置一个绝缘阻抗检测电路，因而节省了成本。
如图6所示，本发明实施例还公开了又一种绝缘阻抗检测系统，相较于图2，还包括：
连接在并网点的一个线电压输出端与第一绝缘阻抗检测电路100的输入端之间的交流侧开关Q3；
以及连接在并网点的又一线电压输出端与第一绝缘阻抗检测电路100的输入端之间的交流侧开关Q4；
控制单元200的输出端连接两个交流侧开关的控制端；
对应的，控制单元200具体用于控制由每个直流侧开关和每个交流侧开关组成的开关组中的每个开关交替闭合，接收第一绝缘阻抗检测电路100输出的采样调理信号，根据第一绝缘阻抗检测电路100输出的采样调理信号计算各个逆变单元的直流侧绝缘阻抗和并网点的三相对地绝缘阻抗。
相较于图5，图6所示方案将检测并网点的三相对地绝缘阻抗的任务分配给第一绝缘阻抗检测电路100，而不必额外设置绝缘阻抗检测电路，因而节省了成本。
另外需要说明的是，本申请中的光伏并网逆变器可以是隔离型光伏并网逆变器，也可以是非隔离型光伏并网逆变器。当为非隔离型光伏并网逆变器时，并网点的三相对地绝缘阻抗可以反映已并网的逆变单元的直流侧绝缘阻抗，所以对于图4～图6中，可以通过检测并网点的三相对地绝缘阻抗来实现对已并网的逆变单元的直流侧绝缘阻抗检测。
与上述方法实施例相对应的，本发明实施例还公开了一种应用于图2所示绝缘阻抗检测系统的绝缘阻抗检测方法，如图7所示，包括：
步骤S01：控制单元200控制各个直流侧开关交替闭合；
步骤S02：接收第一绝缘阻抗检测电路100输出的采样调理信号；
步骤S03：根据第一绝缘阻抗检测电路100输出的采样调理信号计算各个逆变单元的直流侧绝缘阻抗。
本发明实施例还公开了一种应用于图4所示绝缘阻抗检测系统的绝缘阻抗检测方法，如图8所示，包括：
步骤S11：控制单元200接收第二绝缘阻抗检测电路300和第三绝缘阻抗检测电路400输出的采样调理信号；
步骤S12：根据第二绝缘阻抗检测电路300和第三绝缘阻抗检测电路400输出的采样调理信号计算并网点的三相对地绝缘阻抗。
步骤S13：控制各个直流侧开关交替闭合；
步骤S14：接收第一绝缘阻抗检测电路100输出的采样调理信号；
步骤S15：根据第一绝缘阻抗检测电路100输出的采样调理信号计算各个逆变单元的直流侧绝缘阻抗。
当然，步骤S11～步骤S12也可以与步骤S13～步骤S15同时执行，或者在步骤S15之后执行，并不局限。
本发明实施例还公开了一种应用于图5所示绝缘阻抗检测系统的绝缘阻抗检测方法，如图9所示，包括：
步骤S21：控制单元200控制两个交流侧开关交替闭合；
步骤S22：接收第四绝缘阻抗检测电路500输出的采样调理信号；
步骤S23：根据第四绝缘阻抗检测电路500输出的采样调理信号计算出并网点的三相对地绝缘阻抗；
步骤S24：控制各个直流侧开关交替闭合；
步骤S25：接收第一绝缘阻抗检测电路100输出的采样调理信号；
步骤S26：根据第一绝缘阻抗检测电路100输出的采样调理信号计算各个逆变单元的直流侧绝缘阻抗。
当然，步骤S21～步骤S23也可以与步骤S24～步骤S26同时执行，或者在步骤S15之后执行，并不局限。
本发明实施例还公开了一种应用于图6所示绝缘阻抗检测系统的绝缘阻抗检测方法，如图10所示，包括：
步骤S31：控制单元200控制由每个直流侧开关和每个交流侧开关组成的开关组中的每个开关交替闭合；
步骤S32：接收第一绝缘阻抗检测电路100输出的采样调理信号；
步骤S33：根据第一绝缘阻抗检测电路100输出的采样调理信号计算各个逆变单元的直流侧绝缘阻抗和并网点的三相对地绝缘阻抗。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。