逆变器及其方阵绝缘阻抗检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及光伏技术领域，特别涉及一种逆变器及其方阵绝缘阻抗检测系 统。
【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。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的一个目的是实现一种新型的方阵绝缘阻抗检测方案。
[0005] 本实用新型的另一个目的是实现强电与弱电的隔离。
[0006] 本实用新型的再一个目的是简化信号调理电路。
[0007] 本实用新型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，本实用新型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] 其中，计算单元例如可以是微处理器。
[0015] 另一方面，本实用新型还提出一种逆变器，包括前述任一种方式的方阵绝缘阻抗 检测系统。
[0016] 本实用新型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。
【附图说明】
[0017] 为了更清楚地说明本实用新型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 是本实用新型的一些实施例，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。
[0018] 图1是本实用新型方阵绝缘阻抗检测系统一个实施例的结构示意图。
[0019] 图2和图3分别示出本实用新型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。
[0020] 图4是本实用新型一个实施例的方阵绝缘阻抗检测过程的示意图。
[0021 ]图5是本实用新型计算单元的一个实施例的结构示意图。
[0022]其中，附图中各符号的含义如下：
[0023] Vpvl、Vpv2…Vpvm，光伏输入1…!!!的输入电压；
[0024] KM1、ΚΜ2···ΚΜπι，光伏输入 1 ·，的接触器；
[0025] ΚΙ、Κ2···Κπι，光伏输入l· · ·πι的辅助支路继电器；
[0026] R1、R2…Rm，光伏输入1···πι的辅助支路电阻；
[0027] Rxl、Rx2'"Rxm光伏输入1···ηι的正母线对地绝缘阻抗；
[0028] Ryn，光伏负母线对地绝缘阻抗；
[0029] Rs，采样电阻；
[0030] Rn，限流电阻；
[0031] Viso,支路电压；
[0032] Vcc，电源；
[0033] 10,电信号转换装置；
[0034] 11，线性光耦；
[0035] 20,计算单元；
[0036] 21，控制模块；
[0037] 22,电压采集模块；
[0038] 23,阻抗计算模块；
[0039] 30,滤波电路；
[0040] 40,故障指示单元；
[0041 ] 50,故障处理单元。
【具体实施方式】
[0042]本实用新型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。 下面结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0043] 图1是本实用新型方阵绝缘阻抗检测系统一个实施例的结构示意图。
[0044] 如图1所示，本实用新型的方阵绝缘阻抗检测系统包括待检测的若干光伏输入支 路，例如，图1中示出的m路光伏输入支路。光伏输入支路包括接触器KM1、KM2…冗!!!!和辅助支 路以及光伏正母线PVl+、PV2+."PVm+和光伏负母线PV-。通过控制各个接触器ΚΜ1、ΚΜ2···ΚΜι? 的闭合和断开状态，可以接入相应的光伏输入，以便对接入的光伏输入支路的绝缘阻抗进 行检测。例如，接触器ΚΜ1闭合，其他接触器ΚΜ2…{^!!!断开，则可以接入第1路光伏输入;接触 器ΚΜ2闭合，其他接触器ΚΜ1、ΚΜ3…KMm断开，则可以接入第2路光伏输入。接触器ΚΜ1、ΚΜ2… KMm例如可以选用直流接触器。辅助支路包括串联的继电器K1、K2…Km和电阻Rl、R2…Rm，接 触器ΚΜ1、ΚΜ2···ΚΜπι的两端分别与该光伏输入支路的光伏正母线PVl+、PV2+'"PVm+和辅助支 路继电器ΚΙ、K2…咖电连接，辅助支路电阻Rl、R2…Rm接地。通过控制辅助支路继电器K1、 K2…Km的闭合和断开状态，可以构建不同的电路结构，基于不同的电路结构构建方程，就可 以计算出方阵绝艳阻抗检测。每个辅助支路仅需要一个继电器开关就可以完成方阵绝艳阻 抗检测。其中，方阵绝缘阻抗包括各个光伏输入支路的正母线对地绝缘阻抗Rxl、Rx2···Rxm 以及光伏负母线对地绝缘阻抗Ryn。
[0045] 如图1所示，本实用新型的方阵绝缘阻抗检测系统还包括用于将电流信号转换成 电压信号的电信号转换装置10和计算单元20,光伏输入支路的辅助支路电流经电信号转换 装置10转换成支路电压，计算单元20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。
[0046] 电信号转换装置10包括线性光耦11和采样电阻Rs。线性光耦11分为原边和副边， 两边没有电气连接，因此是隔离的，并且线性光耦11能把原边的电流以一定的比例反映到 副边，兼有放大的功能。线性光耦11原边第一端子连接限流电阻Rn，限流电阻Rn分别接地和 辅助支路电阻1?1、1?2"_1? 111，通过调整限流电阻1?11的阻值可以使支路电流在线性光耦最佳的 工作范围。线性光耦11原边第二端子接光伏负母线PV-，线性光耦11副边第一端子连接电源 Vcc，线性光耦11副边第二端子连接采样电阻Rs，采样电阻Rs接地。通过采用电阻Rs可以将 支路电流信号转换成支路电压信号，方便后续处理。
[0047] 计算单元20例如可以采用微处理器实现。计算单元20连接线性光耦11副边第二端 子，用于采集支路电压Vi so，在线性光親11副边第二端子与计算单元20连接的线路上还设 置有滤波电路30。由于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。计算单元20与每个光伏输入支路中的接触器KM1、 ΚΜ2···ΚΜπι和辅助支路继电器ΚΙ、Κ2···Κπι均可操作性连接。所谓可操作性连接是指基于控制 需要计算单元20可以控制改变接触器或继电器的开合状态。
[0048] 计算单元20通过自动控制接触器ΚΜ1、ΚΜ2···ΚΜπι分别接入各路光伏输入，然后针对 被接入的光伏输入支路控制其辅助支路继电器Κ1、Κ2···Κπι的闭合和断开，以构建不同的电 路结构，例如可参考图2和图3示出的单路光伏输入情况下辅助支路继电器Κ1断开和闭合时 的电路结构示意图，随后分别采集不同电路结构下的支路电压，最后根据不同的电路结构 以及相应的支路电压构建方程，就可以计算出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。具体可以参考图4实施例的描述。
[0049] 如图1所示，本实