多路mppt输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于光伏发电领域，具体设及一种应用于多路MPPT输入的光伏逆变器 的绝绝缘阻抗检测装置。
【背景技术】
[0002] 在光伏系统中，直流侧对地的绝缘阻抗表征了直流系统的绝缘性能，如果该阻抗 过低，其产生的泄露电流会对人造成威胁。因此，现行的安规标准中都要求当直流对地绝缘 阻抗小于一定值时，系统不允许并网运行。基于此，光伏逆变器需要检测光伏系统的绝缘阻 抗值。多路MPPT输入逆变器共PV-连接，W双路MPPT输入逆变器共PV-连接为例，其电路基本 拓扑如图1，其等效的绝缘阻抗电路模型如图2,图中，阳为大地，Xl为PVl+对PE的绝缘阻抗， X2为PV化对阳的绝缘阻抗，X3为PV-对阳的绝缘阻抗。
[0003]申请号201220205124.X的实用新型专利中提出一种绝缘阻抗检测方法，其在PV端 并入特定阻抗的电阻，并且在PV-和PE之间并联开关和检测电阻。采样PVl和PV2电压，由分 压原理计算出开关闭合前后理论的PV-对PE电压。运一理论值和实际采样的PV-对PE电压相 比较，来判断绝缘阻抗是否满足并网要求。然而，该方案并不是实际检测绝缘阻抗值的大 小，而是根据理论和实际的电压差异来判断绝缘阻抗是否合格，并且，当面板本身对地的绝 缘阻抗和设定的电阻相一致时，该方案有可能失效。
[0004]因此，现有的方案无法精确检测系统的绝缘阻抗值。
【发明内容】
[000引本实用新型的目的是提供一种能够精确地检测出光伏系统的对地绝缘阻抗值的 多路MPPT输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测装置。
[0006]为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
[0007] -种多路MPPT输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测装置，与光伏系统所连接的多路 MPPT输入光伏逆变器相连接并用于检测所述光伏系统的对地绝缘阻抗值，所述多路MPPT输 入光伏逆变器连接至所述光伏系统中的n个太阳能电池板的正极P化+和共接的负极PV-，每 个所述正极PVn+的对地绝缘阻抗为Xn,所述负极的对地绝缘阻抗为Xn+1，其中，n为大于或 等于2的正整数，所述绝缘阻抗检测装置包括至少两路能够独立通断从而改变接入阻值的 子电路，至少两路所述子电路分别连接在所述光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+ 与地之间和所述负极PV-与地之间。
[0008]优选的，所述绝缘阻抗检测装置还包括能够分别控制各所述子电路的通断和根据 所述子电路的状态进行对地绝缘阻抗运算的控制器。
[0009]优选的，连接于所述光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间的所述 子电路包括n个能够独立通断的支路，每个所述支路对应连接于所述光伏系统中的一个太 阳能电池板的正极P化+与地之间，每个所述支路包括相串联的第一开关和第一电阻；
[0010]连接于所述负极PV-与地之间的所述子电路包括相串联的第二开关和第二电阻。
[0011]优选的，连接于所述光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间的所述 子电路包括n个能够独立通断的支路，每个所述支路对应连接于所述光伏系统中的一个太 阳能电池板的正极P化+与地之间，每个所述支路包括相串联的若干个第一电阻和并联于一 个所述第一电阻的两端的第一开关；
[0012] 连接于所述负极PV-与地之间的所述子电路包括相串联的若干个第二电阻和并联 于一个所述第二电阻的两端的第二开关。
[001引优选的，连接于所述光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间的所述 子电路包括与各个所述正极PVn+相对应连接的n个二极管、若干个相串接而构成电阻串的 第一电阻和并联于一个所述第一电阻的两端的第一开关，各个所述二极管的正极对应连接 各个所述正极PVn+,各个所述二极管的负极并接并与所述电阻串的一端相连接，所述电阻 串的另一端接地；
[0014]连接于所述负极PV-与地之间的所述子电路包括相串联的若干个第二电阻和并联 于一个所述第二电阻的两端的第二开关。
[001引优选的，连接于所述光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间的所述 子电路包括与各个所述正极P化+相对应连接的n个二极管、m个由第一电阻和第一开关相串 联构成的串联电路，其中m为小于n的正整数，各个所述二极管的正极对应连接各个所述正 极P化+，各个所述二极管的负极独自或多个并接而构成m个连接点，每个所述连接点对应与 一个所述串联电路的一端相连接，所述串联电路的另一端接地；
[0016] 连接于所述负极PV-与地之间的所述子电路包括相串联的第二开关和第二电阻。
[0017] 由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型 的多路MPPT输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测装置结合其方法通过各个子电路的通断，使电 路处于不同的状态，从而基于电路的不同状态，即可精确地检测出对地绝缘电阻值，其精度 较高。
【附图说明】
[0018] 附图1为双路MPPT输入逆变器的电路基本拓扑。
[0019] 附图2为双路MPPT输入逆变器的等效绝缘阻抗电路模型。
[0020] 附图3为本实用新型的实施例一的线路图。
[0021 ]附图4为本实用新型的实施例一的检测流程图。
[0022] 附图5为本实用新型的实施例二的线路图。
[0023] 附图6为本实用新型的实施例S的线路图。
[0024] 附图7为本实用新型的实施例四的线路图。
[0025] 附图8为本实用新型的实施例五的线路图。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。
[0027] 多路MPPT输入光伏逆变器连接至光伏系统中的n(n为大于或等于2的正整数)个太 阳能电池板的正极P化+和共接的负极PV-，每个正极P化+的对地绝缘阻抗为Xn,负极的对地 绝缘阻抗为Xn+1。
[0028] -种多路MPPT输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测装置，它与光伏系统所连接的多路 MPPT输入光伏逆变器相连接并用于检测光伏系统的对地绝缘阻抗值。该绝缘阻抗检测装置 包括至少两路能够独立通断从而改变接入阻值的子电路，至少两路子电路分别连接在光伏 系统中的n个太阳能电池板的正极P化+与地之间和负极PV-与地之间。该绝缘阻抗检测装置 还可W包括能够分别控制各子电路的通断和根据子电路的状态进行对地绝缘阻抗运算的 控制器。连接在光伏系统中的n个太阳能电池板的正极P化+与地之间的子电路还可W包括n 个能够独立通断的支路，每个支路对应连接于光伏系统中的一个太阳能电池板的正极Wn+ 与地之间。
[0029]上述多路MPPT输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测装置采用的绝缘阻抗检测方法包 括W下步骤：
[0030] (1)断开全部子电路，基于基尔霍夫定律得出该状态下多路MPPT输入光伏逆变器 与绝缘阻抗检测装置的参量计算等式，参量计算等式中含有正极PVn+的对地绝缘阻抗Xn和 负极的对地绝缘阻抗Xn+1;
[0031] (2)分别接通各个子电路，在每次接通一个子电路时，便基于基尔霍夫定律得出一 个该状态下多路MPPT输入光伏逆变器与绝缘阻抗检测装置的参量计算等式，参量计算等式 中含有正极PVn+的对地绝缘阻抗Xn和负极的对地绝缘阻抗Xn+1。当连接于光伏系统中的n 个太阳能电池板的正极P化+与地之间的子电路包括n个能够独立通断的支路时，该步骤(2) 中分别接通各个支路，在每次接通一个支路时，得出一个该状态下多路MPPT输入光伏逆变 器与绝缘阻抗检测装置的参量计算等式；
[0032] (3)联立步骤（1)中得出的参量计算等式和步骤（2)中得出的任一个参量计算等 式，分别计算得出多个光伏系统的对地绝缘阻抗值。
[0033]通过上述步骤（1)至（3)，可W计算得出多个对地绝缘阻抗值，它们的精度各不相 同，因此，为了获得准确的对地绝缘阻抗值，该绝缘阻抗检测方法包括还包括W下步骤：
[0034] (4)选择基于接通前后大地电压变化值最大时得出的参量计算等式而计算出的光 伏系统的对地绝缘阻抗值作为光伏系统的对地绝缘阻抗值的准确值。
[0035]上述计算过程可W在控制器中编程实现。
[0036]实施例一:连接于光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间的子电路 包括n个能够独立通断的支路，每个支路对应连接于光伏系统中的一个太阳能电池板的正 极P化+与地之间，每个支路包括相串联的第一开关和第一电阻。连接于负极PV-与地之间的 子电路包括相串联的第二开关和第二电阻。
[0037]如附图3所示，本实施例中，W双路MPPT输入光伏逆变器为例，它与光伏系统中的2 个太阳能电池板的正极PVl+和PV化相连接，2个太阳能电池板的负极共接为PV-。正极PVl+ 的对地绝缘阻抗为Xl，正极PV2+的对地绝缘阻抗为X2，负极PV-的对地绝缘阻抗为X3。连接 于光伏系统中的2个太阳能电池板的正极PV1+、PV化与地之间的子电路包括2个能够独立通 断的支路，正极PV1+、PV化各对应连接一个支路，每个支路包括相串联的第一开关和第一电 阻，因此，正极PVl+连接的支路由开关IU和电阻Rl构成，正极PV化连接的支路由开关K2和电 阻R2构成。运里，开关Kl和开关K2分别为其所在支路的第一开关，电阻Rl和电阻R2分别为其 所在支路的第一电阻。连接于负极PV-与地之间的子电路包括相串联的第二开关和第二电 阻，即负极PV-与所连接的子电路由开关K3和电阻R3构成，开关K3为第二开关，电阻R3为第 二电阻。上述各个第一开关和第二开关(开关Kl、开关K2、开关K3)既可W采用机械开关(如 继电器），也可W采用电子开关(如=极管）。
[0038]附图3的电路实现对地绝缘阻抗值检测的流程如附图4所示。
[0039] 1、开始检测时，首先将全部第一开关和第二开关，即开关Kl、开关K2和开关K3都断 开，并检测正极PVl+的电压PVl和正极PV化的电压PV2,并检测大地阳对负极PV-的电压，即 大地PE的电压PE0。此时，由基尔霍夫定律，得到电路的参量计算等式为：