大功率光伏逆变器的光伏方阵对地绝缘阻抗在线检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光伏发电技术领域，尤其设及一种大功率光伏逆变器的光伏方阵对地 绝缘阻抗在线检测系统。
【背景技术】
[0002] 在大功率光伏并网逆变器中，输入电压即光伏方阵电压比较高，如500kW光伏并 网逆变器可高达1000V。同时，在光伏发电系统中，现场光伏组件受到日晒、灰尘、雨淋、雷 击、施工改造等影响，电池组件及其连接电缆在长期运行过程中有可能存在老化、绝缘电阻 下降等问题。从电力设施的电气安全考虑，绝缘电阻过小有可能导致直流系统对地放电、交 流电网通过逆变器系统对直流端对地绝缘电阻过小处进行对地放电、直流系统正负母线对 地电位失衡等问题，而问题严重的情况下有可能导致发电系统器件损坏、并网逆变器并网 异常故障、网侧变压器故障等情况；因此，《NBT320004-2013中国能源行业标准--光伏发 电并网逆变器技术规范》对并网逆变器中光伏方阵对地绝缘阻抗提出了具体检验要求。鉴 于W上情况，针对大功率光伏逆变器该种高压设备，设计出一种响应速度快、精度高、可实 时在线检测、经济实用的光伏方阵对地绝缘阻抗检测系统十分重要。
[0003] 目前，现有光伏方阵绝缘阻抗的实现方案主要有；（1)部分逆变器采用固定电阻 接入分压法，采样分压值，与固定预知状态比较，实现绝缘电阻分析，该种测量系统不灵活， 在标准变化情况下，要更改硬件才能使用；（2)部分逆变器采用由继电器或者单开关管加 可调电阻组成的平衡电桥检测法，通过联立方程解出绝缘电阻，但是该种检测方案在正负 绝缘都出现降低时，检测会与实际情况不同；且继电器响应慢、可调电阻存在无法自动适应 等实际问题，而且还有寿命和成本方面的缺陷，实用性有限。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例的目的在于提供一种大功率光伏逆变器的光伏方阵对地绝缘阻抗 在线检测系统，W解决现有技术测量不灵活或者不准确的问题。
[0005] 本发明实施例是该样实现的，一种大功率光伏逆变器的光伏方阵对地绝缘阻抗在 线检测系统，所述系统中：
[0006]光伏方阵正母线PV+与电阻Ri-端相连，所述电阻R1另一端连接第一MOS阳T管 Qi的漏极，所述第一MOS阳T管Q1的源极与大地PGND相连，所述第一MOS阳T管Q1的漏极和 源极之间还并接有电阻Rs;
[0007]光伏方阵正母线PV-与电阻R2-端相连，所述电阻R2另一端连接第二MOS阳T管 的源极，所述第二M0S阳T管Q2的漏极与大地PGND相连，所述第二M0S阳T管Q2的漏极和 源极之间还并接有电阻R4;
[000引所述第一M0S阳T管Qi的驱动控制端VT1连接第一光禪驱动电路，所述第二M0S阳T管化的驱动控制端VT2连接第二光禪驱动电路；
[0009] 所述Ri两端、PV+和PGND端、R2两端W及PV-和PGND端分别接入第一电压采样 电路、第二电压采样电路、第=电压采样电路和第四电压采样电路；
[0010] 检测过程中，通过控制所述第一光禪驱动电路和所述第二光禪驱动电路控制所述 第一MOS阳T管化和所述第二MOS阳T管Q2的导通或关断，进行大功率光伏逆变器的光伏方 阵对地绝缘阻抗在线检测。
[0011] 本发明提供的一种大功率光伏逆变器的光伏方阵对地绝缘阻抗在线检测系统的 第一优选实施例中；所述系统进行大功率光伏逆变器的光伏方阵对地绝缘阻抗在线检测的 过程包括：
[001引步骤1、控制所述驱动控制端VT1，使所述第一MOS阳T管Qi导通，所述第二MOS阳T管化关断，第一电压采样电路测量R1两端电压U1，第二电压采样电路测量PV+和PGND端之 间的电压Upv+;
[0013] 由基尔霍夫电流定律得到一次方程：
[0014]
【主权项】
1. 一种大功率光伏逆变器的光伏方阵对地绝缘阻抗在线检测系统，其特征在于，所述 系统中： 光伏方阵正母线PV+与电阻札一端相连，所述电阻R:另一端连接第一MOSFET管Q:的 漏极，所述第一MOSFET管％的源极与大地PGND相连，所述第一MOSFET管Qi的漏极和源极 之间还并接有电阻R3; 光伏方阵正母线PV-与电阻R2-端相连，所述电阻R2另一端连接第二MOSFET管Q2的 源极，所述第二MOSFET管Q2的漏极与大地PGND相连，所述第二MOSFET管Q2的漏极和源极 之间还并接有电阻R4; 所述第一MOSFET管％的驱动控制端VT1连接第一光耦驱动电路，所述第二MOSFET管Q2的驱动控制端VT2连接第二光耦驱动电路； 所述&两端、PV+和PGND端、R2两端以及PV-和PGND端分别接入第一电压采样电路、 第二电压采样电路、第三电压采样电路和第四电压采样电路； 检测过程中，通过控制所述第一光耦驱动电路和所述第二光耦驱动电路控制所述第一MOSFET管％和所述第二MOSFET管Q2的导通或关断，进行大功率光伏逆变器的光伏方阵对 地绝缘阻抗的在线检测。
2. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进行大功率光伏逆变器的光伏方 阵对地绝缘阻抗在线检测的过程包括： 步骤1、控制所述驱动控制端VT1，使所述第一MOSFET管％导通，所述第二MOSFET管Q2关断，第一电压采样电路测量Ri两端电压Ui，第二电压采样电路测量PV+和PGND端之间 的电压UPV+; 由基尔霍夫电流定律得到一次方程：
RPV+为方阵正母线对地绝缘电阻，由式（1)得到
步骤2、控制所述驱动控制端VT2,使所述第一MOSFET管％关断，所述第二MOSFET管Q2导通，第一电压采样电路测量R2两端电压U2，第二电压采样电路测量PV-和PGND端之间 的电压UPV_; 由基尔霍夫电流定律得到一次方程：
Rpv_为方阵正负线对地绝缘电阻，由式（3)得到
3. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电阻R:和R2阻值大于10k欧姆，所述 电阻R3的阻值大于1兆欧姆，所述电阻R4的阻值大于1兆欧姆。
4. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述PV+和PV-端接入第五电压采样电路。
5. 如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电压采样电路通过差分运放实现，包括 输入电阻、匹配电阻、参考电压电阻、反馈电阻、滤波电容以及运放。
6. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括CPLD和ADC接口电路； 所述CPLD连接控制所述第一光耦驱动电路和所述第二光耦驱动电路进行阻抗在线检 测，所述第一电压采样电路、第二电压采样电路、第三电压采样电路、第四电压采样电路和 第五电压采样电路的输出端通过所述ADC接口电路后连接CPLD，对数据进行采集。
7. 如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统包括辅助供电单元； 所述辅助供电单元包括BUCK和稳压电路，用于给所述系统各单元供电； 所述CPLD输出的PWM信号控制连接所述辅助供电单元，所述辅助供电单元输出稳定的 两路15V输出电源。
【专利摘要】本发明提供了一种大功率光伏逆变器的光伏方阵对地绝缘阻抗在线检测系统，光伏方阵正母线PV+与电阻R1一端相连，所述电阻R1另一端连接第一MOSFET管Q1的漏极，所述第一MOSFET管Q1的源极与大地PGND相连，所述第一MOSFET管Q1的漏极和源极之间还并接有电阻R3；光伏方阵正母线PV-与电阻R2一端相连，所述电阻R2另一端连接第二MOSFET管Q2的源极，所述第二MOSFET管Q2的漏极与大地PGND相连，所述第二MOSFET管Q2的漏极和源极之间还并接有电阻R4；所述第一MOSFET管Q1的驱动控制端连接第一光耦驱动电路，所述第二MOSFET管Q2的驱动控制端连接第二光耦驱动电路；所述R1两端、PV+和PGND端、R2两端以及PV-和PGND端分别接入第一电压采样电路、第二电压采样电路、第三电压采样电路和第四电压采样电路。响应快速，损耗小，应用范围更广。
【IPC分类】G01R27-18, H02S50-10
【公开号】CN104702208
【申请号】CN201510069001
【发明人】孙林波, 杜小刚, 熊滔, 刘良成
【申请人】武汉武新电气科技股份有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月10日