逆变器及其方阵绝缘阻抗检测系统、方法和计算单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光伏技术领域，特别涉及一种逆变器及其方阵绝缘阻抗检测系统、方 法和计算单元。
【背景技术】
[0002] 光伏作为一种绿色能源受到普遍关注，这对其安全性提出了更高的要求。为了防 止电池板由于绝缘损坏而带来触电危险，要求光伏并网逆变器拥有方阵绝缘阻抗检测功 能。例如，在《并网光伏发电专用逆变器技术条件》中规定，与不接地的光伏方阵连接的逆变 器应在系统启动前测量组件方阵输入端与地之间的直流绝缘阻抗，当绝缘阻抗超过规定的 限值时，需要指示故障，或者进行处理。
[0003] 现有的方阵绝缘阻抗检测均是通过获取辅助支路的电压，然后通过放大和滤波后 送去微处理器做运算。这种方案难以实施弱电与强电隔离的方案，需要复杂的信号调理电 路，并且均是针对固定光伏输入做绝缘阻抗检测，难以适应不同情况的光伏输入。
【发明内容】
[0004] 本发明的一个目的是实现一种新型的方阵绝缘阻抗检测方案。
[0005] 本发明的另一个目的是实现强电与弱电的隔离。
[0006] 本发明的再一个目的是简化信号调理电路。
[0007] 本发明的又一个目的是实现不定光伏输入情况下的方阵绝缘阻抗检测。
[0008] -方面，本发明提出一种方阵绝缘阻抗检测系统，包括:待检测的光伏输入支路， 所述光伏输入支路的辅助支路设有用以构建不同电路结构的继电器;用于将电流信号转换 成电压信号的电信号转换装置；以及计算单元;其中，所述光伏输入支路的辅助支路电流经 所述电信号转换装置转换成支路电压，所述计算单元采集不同电路结构下的支路电压，根 据不同电路结构以及相应的支路电压构建方程计算方阵绝缘阻抗。
[0009] 其中，光伏输入支路包括接触器和辅助支路，辅助支路包括串联的继电器和电阻， 接触器的两端分别与光伏正母线和辅助支路继电器电连接，辅助支路电阻接地。
[0010]其中，所述电信号转换装置包括线性光耦和采样电阻；线性光耦原边第一端子连 接限流电阻，限流电阻分别接地和辅助支路电阻，线性光耦原边第二端子接光伏负母线，线 性光耦副边第一端子连接电源，线性光耦副边第二端子连接采样电阻，采样电阻接地。 [0011]其中，在线性光耦副边第二端子与计算单元连接的线路上还设置有滤波电路。
[0012] 可选的，方阵绝缘阻抗检测系统还包括:故障指示单元，与计算单元电连接。
[0013] 可选的，方阵绝缘阻抗检测系统还包括:故障处理单元，与计算单元电连接。
[0014] 另一方面，本发明还提出一种逆变器，包括前述任一种方式的方阵绝缘阻抗检测 系统。
[0015] 再一方面，本发明还提出一种方阵绝缘阻抗检测方法，包括:针对被接入的光伏输 入支路控制其辅助支路继电器的闭合和断开，以构建不同的电路结构；分别采集不同电路 结构下的支路电压;根据不同的电路结构以及相应的支路电压构建方程，计算被接入的光 伏输入支路的正母线对地绝缘阻抗以及光伏负母线对地绝缘阻抗。
[0016] -个实施例，所述根据不同的电路结构以及相应的支路电压构建方程，计算被接 入的光伏输入支路的正母线对地绝缘阻抗以及光伏负母线对地绝缘阻抗包括:根据被接入 的光伏输入支路的辅助支路继电器断开时的第一电路结构，构建该光伏输入支路的输入电 压的第一方程;根据被接入的光伏输入支路的辅助支路继电器闭合时的第二电路结构，构 建该光伏输入支路的输入电压的第二方程;根据采集的第一电路结构下的支路电压计算辅 助支路继电器断开时辅助支路的电流;根据采集的第二电路结构下的支路电压计算辅助支 路继电器闭合时辅助支路的电流;根据第一方程和第二方程以及辅助支路继电器断开和闭 合时辅助支路的电流计算得到被接入的光伏输入支路的正母线对地绝缘阻抗以及光伏负 母线对地绝缘阻抗。
[0017] 所述方法还包括:有多路光伏输入时，分别单独接入每路光伏输入，针对各路被接 入的光伏输入支路分别执行权利要求8的方阵绝缘阻抗检测操作。
[0018] 其中，被接入的光伏输入支路的辅助支路的电流经线性光耦隔离并配合采样电阻 转换成支路电压。
[0019] 所述方法还包括:如果正母线对地绝缘阻抗或光伏负母线对地绝缘阻抗超过规定 的限值，指示故障，和/或，禁止相应的光伏组件启动。
[0020] 又一方面，本发明还提出一种用于方阵绝缘阻抗检测的计算单元，包括:控制模 块，用于针对被接入的光伏输入支路控制其辅助支路继电器的闭合和断开，以构建不同的 电路结构；电压采集模块，用于分别采集不同电路结构下的支路电压;阻抗计算模块，用于 根据不同的电路结构以及相应的支路电压构建方程，计算被接入的光伏输入支路的正母线 对地绝缘阻抗以及光伏负母线对地绝缘阻抗。
[0021] 所述阻抗计算模块，用于根据被接入的光伏输入支路的辅助支路继电器断开时的 第一电路结构，构建该光伏输入支路的输入电压的第一方程;根据被接入的光伏输入支路 的辅助支路继电器闭合时的第二电路结构，构建该光伏输入支路的输入电压的第二方程； 根据采集的第一电路结构下的支路电压计算辅助支路继电器断开时辅助支路的电流;根据 采集的第二电路结构下的支路电压计算辅助支路继电器闭合时辅助支路的电流;根据第一 方程和第二方程以及辅助支路继电器断开和闭合时辅助支路的电流计算得到被接入的光 伏输入支路的正母线对地绝缘阻抗以及光伏负母线对地绝缘阻抗。
[0022] 所述控制模块，还用于当有多路光伏输入时，分别单独接入每路光伏输入。
[0023] 本发明基于辅助支路的电流实现了一种新型的方阵绝缘阻抗检测方案。辅助支路 的电流经过线性光耦隔离后转换成电压信号，并经过计算得到方阵绝缘阻抗，一方面利用 线性光耦的隔离功能实现强电与弱电的隔离，另一方面线性光耦本身具有放大功能，后续 信号调理电路无需考虑放大，只需要考虑滤波，从而简化了信号调理电路。此外，还可以支 持单路光伏输入和多路光伏输入情况下的方阵绝缘阻抗检测，增强了检测系统的灵活性和 可扩展性。
[0024]通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其 优点将会变得清楚。
【附图说明】
[0025] 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性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。
[0026] 图1是本发明方阵绝缘阻抗检测系统一个实施例的结构示意图。
[0027] 图2和图3分别示出本发明在单路光伏输入情况下辅助支路继电器断开和闭合时 的电路结构示意图。
[0028]图4是本发明一个实施例的方阵绝缘阻抗检测过程的示意图。
[0029] 图5是本发明计算单元的一个实施例的结构示意图。
[0030] 其中，附图中各符号的含义如下：
[0031 ] Vpvl、Vpv2…Vpvm，光伏输入1···ηι的输入电压；
[0032] ΚΜ1、ΚΜ2···ΚΜπι，光伏输入 1 ·，的接触器；
[0033] ΚΙ、K2."Km，光伏输入l· · ·πι的辅助支路继电器；
[0034] 1?1、1?2"他，光伏输入卜.111的辅助支路电阻；
[0035] Rxl、Rx2'"Rxm光伏输入1···ηι的正母线对地绝缘阻抗；
[0036] Ryn，光伏负母线对地绝缘阻抗；
[0037] Rs，米样电阻；
[0038] Rn，限流电阻；
[0039] Viso,支路电压；
[0040] Vcc，电源；
[0041] 10,电信号转换装置；
[0042] 11，线性光耦；
[0043] 20,计算单元；
[0044] 21，控制模块；
[0045] 22,电压采集模块；
[0046] 23,阻抗计算模块；
[0047] 30,滤波电路；
[0048] 40,故障指示单元；
[0049] 50,故障处理单元。
【具体实施方式】
[0050] 本发明提出一种基于辅助支路的电流实现的新型的方阵绝缘阻抗检测方案。下面 结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0051] 图1是本发明方阵绝