通过单一接地绝缘阻抗检测网络检测逆变器交、直流侧接地的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种通过单一接地绝缘阻抗检测网络检测逆变器交、直流侧接地的方 法，用于检测太阳能发电系统的接地故障。
【背景技术】
[0002] 在太阳能发电领域，接地故障作为一种比较常见的故障存在，为了保证人员的安 全以及设备的可靠运行，接地故障检测就变得十分重要。
[0003] 从接地点来看，可以大致分为太阳能方阵接地和交流侧输出接地两种类别，为了 能够准确的检测出接地，传统的做法是在太阳能方阵输入侧和逆变器输出侧分别加入接地 绝缘阻抗检测网络，通过检测阻抗网络对地的电压变化，来判断逆变器设备或者太阳能方 阵的接地情况。该种方案不仅需要两套阻抗检测网络和检测电路，浪费了检测资源且增加 了成本，而且两个阻抗网络也会相互影响，导致检测出现误差。
[0004] 传统的系统接地检测网络如图1所示，分别通过直流侧的方阵接地绝缘阻抗检测 网络和交流接地绝缘阻抗检测网络对交直流侧的接地故障进行判断，V PV为直流侧方阵正负 极之间的电压。当发生接地故障后，直流侧通过判断方阵正极对地电压VPV+PE和负极对地电 压Vpv-pe的直流分压情况来判断故障，而交流侧则通过直接检测交流输出对地的电压来进行 判断，这样就需要多套检测电路和阻抗网络，而且其相互还会受到影响，系统构成较为复 杂。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种通过单一接地绝缘阻抗检 测网络检测逆变器交、直流侧接地的方法，其一是通过PV侧(直流侧)接地绝缘阻抗检测网 络检测交流侧接地情况，通过PV侧检测的交流成分判断交流侧接地情况;其二是通过交流 侧接地绝缘阻抗检测网络检测直流侧接地情况，检测交流侧对地电压中的直流分量来判断 PV侧接地情况。
[0006] 1、所述通过单一直流侧接地绝缘阻抗检测网络检测逆变器交流侧接地的方法，仅 在太阳能方阵输入侧加入接地绝缘阻抗检测网络，检测直流侧太阳能方阵正极对地电压 VPV+PE和负极对地电压Vpv-pe的波形;正常情况下，检测波形为直流量；当发生交流侧接地后， 此时直流侧检测到的波形将改变为:abs (Vpv+pe) = abs (Vpv-pe) = Vpv/2+Vinv-busn，其中Vpv为直 流侧太阳能方阵正负极之间的电压，VINV-BUSN为逆变输出对逆变器母线中点电压;提取波形 中的交流分量来判断交流侧接地情况。即直流侧接地情况直接通过直流接地绝缘阻抗检测 网络判断。
[0007] 提取出所述交流分量如果接近于0，则判定交流侧没有发生接地故障，如果接近于 Vcmt/1.732，ν_为逆变器输出线电压有效值，则判定交流侧发生完全接地故障，如果介于0 和V?t/1.732之间，则判定交流侧发生阻抗接地(即交流侧通过一定的阻抗接地）。
[0008] 2、所述通过单一接地绝缘阻抗检测网络检测逆变器直流侧接地的方法，仅在逆变 器输出侧加入接地绝缘阻抗检测网络，在交流侧A、B、C三相分别加入接地绝缘阻抗检测网 络，检测A相对地电压Va-pe、B相对地电压Vb-pe、C相对地电压Vope波形;正常情况下，检测波形 为交流量；当发生直流侧负极接地后，此时交流侧检测到的交流侧对地电压波形将发生变 化，其检测有效值将改变为：
，其中Vd。为直流分量，_ Vpv/2 < Vdc < Vpv/2，Vpv为直流侧太阳能方阵正负极之间的电压，VlNV-BUSN为逆变输出对逆变 器母线中点电压;提取波形中的直流分量Vd。来判断直流侧接地情况。即交流侧接地情况直 接通过交流接地绝缘阻抗检测网络判断。
[0009] 提取出所述直流分量如果接近于0,则判定直流侧没有发生接地故障;如果直流分 量的绝对值接近于VPV/2，则判定直流侧发生完全接地故障;如果直流分量的绝对值介于0和 Vpv/2之间，贝1J判定直流侧发生阻抗接地（即直流侧通过一定的阻抗接地）。
[0010]所述直流分量值为正，则表示直流侧负极接地，值为负，则表示直流侧正极接地。
[0011]本发明的优点是：提出了一种交流/直流侧接地检测方法，在仅用输入侧/输出侧 接地绝缘阻抗检测网络的基础上，来对交流输出侧/直流侧的接地故障进行判断，既节省了 检测电路，也简化了系统构成。
【附图说明】
[0012 ]图1是现有技术中的系统接地检测网络。
[0013] 图2是本发明通过直流侧接地绝缘阻抗检测网络检测接地示意图。
[0014] 图3是本发明通过直流侧接地绝缘阻抗检测网络检测接地的原理图。
[0015] 图4是图3正常情况下直流侧的检测波形。
[0016] 图5是发生交流侧接地的直流侧检测波形。
[0017] 图6是对图5的波形提取出的交流分量。
[0018] 图7是本发明通过交流侧接地绝缘阻抗检测网络检测接地示意图。
[0019] 图8是本发明通过交流侧接地绝缘阻抗检测网络检测接地的原理图。
[0020] 图9是图8正常情况下交流侧的检测波形。
[0021 ]图10是发生PV侧负极接地后交流侧检测波形。
[0022]图11是对图10的波形提取出的直流分量。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0024] 实施例一：
[0025] 通过分析电路运行特性发现，当交流侧接地后，直流侧的正、负对地电压检测波形 会发生相应的变化，完全可以将交流接地绝缘阻抗检测网络去掉，从而简化电路为如图2所 示，通过对检测到的方阵正极对地电压V PV+PE和负极对地电压Vpv-pe的波形来进行相应的分 析就可以得到其故障信息。
[0026]当系统的交流侧任意一相发生接地故障后，如图3所示，此时直流侧检测到的方阵 正极对地电压Vpv+pe和负极对地电压Vpv-pe的波形将发生如图3所不的变化，由原有的直线， 变成包含输出交流侧信息的曲线(具体波形和逆变器发波相关）。
[0027] 所以本方法仅仅需要对原有的直流侧检测到的方阵正极对地电压VPV+PE和负极对 地电压Vpv-pe的数据进行特定的分析和提取，对其交流成分进行分析就可以判断出逆变器交 流侧是否接地及其接地情况。
[0028] 具体判断步骤如下。图4~6中纵坐标数值视真实电池板电压而定。
[0029] 1、正常情况下，abs(VPV+PE) =abs(VPV-PE) =VPV/2，Vpv为直流侧方阵正负极之间的电 压，即检测波形为直流量，如图4所示。VPV+PE和Vpv-pe的数值的正、负根据电路的检测与定义 决定，不影响故障的判断。
[0030] 2、当发生交流侧接地后，此时直流侧检测到的方阵正极对地电压VPV+P