基於雙路MPPT光伏逆變器對地絕緣電阻檢測系統的製作方法
2023-05-03 11:55:37
本實用新型涉及光伏逆變器
技術領域：
，更具體地說，特別涉及一種基於雙路MPPT光伏逆變器對地絕緣電阻檢測系統。
背景技術：
：在光伏併網發電技術中，光伏電池的輸出電壓比較高，例如：大功率的光伏併網逆變器的光伏電池輸出電壓高達600V以上，由於光伏電池的光伏電池板為露天放置，灰塵、雨雪、大霧等天氣因素都會影響光伏電池的正極、負極對地(以下所稱「對地」，均是指「對於大地」)絕緣的變化。作為一種高壓系統，光伏併網逆變器安全的一項關鍵指標就是絕緣程度的好壞，絕緣電阻測量技術可以判斷出當前系統的絕緣狀態是否良好，以及絕緣狀態的變化情況。光伏併網逆變器每天開機前需要進行光伏電池的對地絕緣電阻的檢測，TUV認證中要求併網逆變器的對地絕緣電阻不小於1KΩ/V。雙支路輸入光伏併網逆變器是一種採用雙支路光伏電池輸入的併網逆變器，由於雙支路光伏電池輸入對地之間的絕緣電阻相互耦合，目前的檢測系統主要是以開關管、繼電器和二極體等元器件組成，極大的增加了檢測系統的體積和成本。為此，有必要設計一種基於雙路MPPT光伏逆變器對地絕緣電阻檢測系統及方法。技術實現要素：本實用新型的目的在於提供一種基於雙路MPPT光伏逆變器對地絕緣電阻檢測系統。為了達到上述目的，本實用新型採用的技術方案如下：基於雙路MPPT光伏逆變器對地絕緣電阻檢測系統，包括第一至第三電阻、第一和第二電感、第一和第二二極體、電容、第一和第二功率開關管、ISO電壓採樣電路、BUS電壓採樣電路以及控制器處理單元；所述第一功率開關管的集電極與第一電感一端、第一二極體正極連接，其基極與控制器處理單元連接，其發射極與第一路光伏電池的負極連接，所述第一電感另一端與第一路光伏電池的正極連接；所述第二功率開關管的集電極與第二電感一端、第二二級管正極連接，其基極與控制器處理單元連接，其發射極與第二路光伏電池的負極、第一功率開關管的發射極連接，所述第二電感另一端與第二路光伏電池的正極連接，所述第二二級管負極與第一二極體負極連接；所述電容連接在第一二極體負極與第二功率開關管的發射極之間；所述第一電阻一端與第一二極體負極連接，其另一端依次通過第二電阻、第三電阻後與第二功率開關管的發射極連接；所述ISO電壓採樣電路一端連接在第二電阻與第三電阻之間，其另一端與控制器處理單元連接，所述BUS電壓採樣電路一端連接在第一路光伏電池的正極與第二路光伏電池的負極之間，其另一端與控制器處理單元連接，所述第一電阻和第二電阻之間接地。進一步地，所述第一和第二功率開關管均為IGBT或MOS管。進一步地，所述第一功率開關管的基極與控制器處理單元的第一PWM埠連接，所述第二功率開關管的基極與控制器處理單元的第二PWM埠連接。進一步地，所述ISO電壓採樣電路與控制器處理單元的第一AD採集口連接，所述BUS電壓採樣電路與控制器處理單元的第二AD採集口連接。進一步地，所述控制器處理單元的型號為TMS320F28035。與現有技術相比，本實用新型的優點在於：本實用新型無需使用任何額外的開關管、繼電器和二極體等元器件，有效的降低了檢測系統的體積以及成本，並且結構簡單、使用方便。附圖說明為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實用新型的基於雙路MPPT光伏逆變器對地絕緣電阻檢測系統的框架圖。圖2是本實用新型的基於雙路MPPT光伏逆變器對地絕緣電阻檢測系統中ISO電壓採樣電路的電路圖。圖3是本實用新型的基於雙路MPPT光伏逆變器對地絕緣電阻檢測系統中BUS電壓採樣電路的電路圖。具體實施方式下面結合附圖對本實用新型的優選實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優點和特徵能更易於被本領域技術人員理解，從而對本實用新型的保護範圍做出更為清楚明確的界定。為了達到本實用新型的目的，本實用新型採用的技術方案如下：參閱圖1所示，本實用新型提供的一種基於雙路MPPT光伏逆變器對地絕緣電阻檢測系統，包括第一至第三電阻R0-R2，第一和第二電感L1、L2，第一和第二二極體D1、D2，電容C，第一和第二功率開關管K1、K2、ISO電壓採樣電路、BUS電壓採樣電路以及控制器處理單元。ISO電壓採樣電路中的ISO是單詞isolation的縮寫，即絕緣採樣電壓，具體電路如圖2所示，BUS電壓採樣電路具體電路圖3所示。其中，所述第一功率開關管K1的集電極與第一電感L1一端、第一二極體D1正極連接，其基極與控制器處理單元連接，其發射極與第一路光伏電池的負極PV1-連接，所述第一電感L1另一端與第一路光伏電池的正極PV1+連接。所述第二功率開關管K2的集電極與第二電感L2一端、第二二級管D2正極連接，其基極與控制器處理單元連接，其發射極與第二路光伏電池的負極PV2-、第一功率開關管K1的發射極連接，所述第二電感L2另一端與第二路光伏電池的正極PV2+連接，所述第二二級管D2負極與第一二極體D1負極連接。所述電容C連接在第一二極體D1負極與第二功率開關管K2的發射極之間。所述第一電阻R0一端與第一二極體D1負極連接，其另一端依次通過第二電阻R1、第三電阻R2後與第二功率開關管K2的發射極連接。所述ISO電壓採樣電路一端連接在第二電阻R1與第三電阻R2之間，其另一端與控制器處理單元連接，所述BUS電壓採樣電路一端連接在第一路光伏電池的正極PV1+與第二路光伏電池的負極PV2-之間，其另一端與控制器處理單元連接，所述第一電阻R0和第二電阻R1之間接地。作為優選，所述第一和第二功率開關管K1、K2均為IGBT或MOS管等。作為優選，所述第一功率開關管K1的基極與控制器處理單元的第一PWM埠PW1連接，所述第二功率開關管K2的基極與控制器處理單元的第二PWM埠PW2連接。控制器處理單元通過第一PWM埠PW1、第二PWM埠PW2向第一功率開關管K1、第二功率開關管K2輸出驅動信號。作為優選，所述ISO電壓採樣電路與控制器處理單元的第一AD採集口連接，所述BUS電壓採樣電路與控制器處理單元的第二AD採集口連接。進一步地，所述控制器處理單元採用TI公司的DSP晶片，其型號為TMS320F28035。本實用新型的基於雙路MPPT光伏逆變器對地絕緣電阻檢測系統的對地絕緣電阻檢測方法包括以下步驟：A、控制器處理單元控制第二功率開關管K2閉合，此時第二路光伏電池的輸出電壓Upv2為0V，Ubus電壓等於第一路光伏電池的輸出電壓Upv1，第二二極體D2反向截止，通過ISO電壓採樣電路及BUS電壓採樣電路獲取此時地線對兩路PV的公共負極PV-的電壓為U1；此時根據基爾霍夫電流定律，有如下方程：Upv1-U1R1++Upv1-U1R0=U1R-+U1R1+R2---(1)]]>B、控制器處理單元控制第一功率開關管K1閉合，此時第一路光伏電池的輸出電壓Upv1為0V，Ubus電壓等於第二路光伏電池的輸出電壓Upv2，第一二極體D1反向截止，通過ISO電壓採樣電路及BUS電壓採樣電路獲取此時地線對兩路PV的公共負極PV-的電壓為U2；此時根據基爾霍夫電流定律，有如下方程：Upv2-U2R2++Upv2-U2R0=U2R-+U2R1+R2---(2)]]>C、控制器處理單元控制第一功率開關管K1、第二功率開關管K2閉合，此時第一路光伏電池的輸出電壓Upv1為0V、第二路光伏電池的輸出電壓Upv2為0V，第一二極體D1、第二二極體D2均反向截止，系統供電由電容C存儲能量提供，通過ISO電壓採樣電路及BUS電壓採樣電路獲取此時地線對兩路PV的公共負極PV-的電壓為U3；此時根據基爾霍夫電流定律，有如下方程：UBUS-U3R0=U3R-+U3R1+R2---(3)]]>D、聯立方程(1)、(2)和(3)得方程組：Upv1-U1R1++Upv1-U1R0=U1R-+U1R1+R2Upv2-U2R2++Upv2-U2R0=U2R-+U2R1+R2UBUS-U3R0=U3R-+U3R1+R2---(4)]]>由方程組(4)可解得方程組為：R1+=R0(Upv1-U1)U3U1UBUS-U3Upv1R2+=R0(Upv2-U2)U3U2UBUS-U3Upv2R-=R0(R1-R2)U3(R1+R2)(UBUS-U3)-R0U3]]>其中，R1+為PV1+的對地電阻，R2+為PV2+的對地電阻，R-為PV-的對地電阻。採用了本實用新型的檢測系統後，相對於其他的檢測系統而言，其優點在於：本實用新型無需使用任何額外的開關管、繼電器和二極體等元器件，有效的降低了檢測系統的體積以及成本，並且結構簡單、使用方便。雖然結合附圖描述了本實用新型的實施方式，但是專利所有者可以在所附權利要求的範圍之內做出各種變形或修改，只要不超過本實用新型的權利要求所描述的保護範圍，都應當在本實用新型的保護範圍之內。當前第1頁1 2 3