雙路光伏輸入的絕緣阻抗檢測電路以及檢測方法
2023-05-05 04:15:16 1
專利名稱：雙路光伏輸入的絕緣阻抗檢測電路以及檢測方法
技術領域：
本發明中涉及了一種雙路光伏輸入的絕緣阻抗檢測電路，本發明還涉及了一種雙路光伏輸入的絕緣阻抗檢測方法。
背景技術：
隨著光伏發電電源的普及使用，光伏電池板的安全性越來越收到人們的關注。在光伏併網發電技術中，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，絕緣阻抗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IK Ω/V。大部分的光伏逆變器雙路光伏輸入的絕緣阻抗檢測由於兩路對地絕緣阻抗的耦合，較少有比較精確的方法能夠檢測絕緣阻抗。一般都是採用假設的判斷方法，檢測的絕緣阻抗也是一個範圍，在一些條件下，甚至存在盲點，只能靠阻抗變化得方向來做絕緣阻抗的保護，這對逆變器的工作時存在安全隱患的。因此在光伏併網應用中，雙路PV面板的輸入的使用情況越來越普遍，關於雙路PV絕緣阻抗高精度的檢測的方法也是迫切需要解決的。
發明內容
本發明提供了一種雙路光伏輸入的絕緣阻抗檢測電路以及檢測方法，其能夠精確的檢測出雙路光伏輸入的絕緣阻抗值。本發明公開了一種雙路光伏輸入的絕緣阻抗檢測電路，它包括與負極相併聯設置的第一正極以及第二正極，所述第一正極和所述負極構成第一路PV輸入，所述第二正極和所述負極構成第二路PV輸入，其特徵在於:所述雙路光伏輸入的絕緣阻抗檢測電路包括
一設置在第一正極上的第一開關器件；
一設置在第二正極上的第二開關器件；
依次並聯設置在第一正極和負極之間的第三開關器件、第一電阻、第二電阻、第三電阻，所述第一電阻和所述第二電阻之間接地，其中第三開關器件與第一正極相連接，第三電阻與負極相連接；
一電壓檢測裝置，其連接於所述第二電阻與所述第三電阻之間，用以檢測所述第三電阻的電壓值；
一控制裝置，其用於控制所述第一開關器件、所述第二開關器件、所述第三開關器件的關斷。優選地，它還包括設置於所述第一正極上的第一開關直流升壓電路。優選地，它還包括設置於所述第二正極上的第二開關直流升壓電路。優選地，所述控制裝置為DSP管理器。本發明還公開了一種應用電路的絕緣阻抗檢測方法，它包括以下步驟: A)打開所述第一開關器件，斷開所述第二開關器件和所述第三開關器件，檢測得到第
一電壓值；
B)打開所述第一開關器件，斷開所述第二開關器件，打開所述第三開關器件，檢測得到
第二電壓值；
C)根據第一電壓值以及第二電壓值計算得到第一正極的第一絕緣阻抗值以及負極的第三絕緣阻抗值；
D)打開所述第二開關器件，斷開所述第一開關器件，檢測得到第三電壓值；
E)根據第三電壓值以及第三絕緣阻抗值，計算得到第二正極的第二絕緣阻抗值。優選地，當打開所述第一開關器件，斷開所述第二開關器件和所述第三開關器件，檢測得到第一電壓值後，得到。優選地，當打開所述第一開關器件，斷開所述第二開關器件，打開所述第三開關器件，檢測得到第二電壓值，得到。優選地，當打開所述第一開關器件，斷開所述第二開關器件，打開所述第三開關器件，檢測得到第三電壓值，得到。本發明採用以上結構和方法，能夠精確的測算出雙路光伏輸入的絕緣阻抗。
附圖1為本發明的結構原理示意圖。附圖2為本發明當打開第一開關器件，斷開第二開關器件時的等效電路模型圖。附圖3為本發明當打開第二開關器件，斷開第一開關器件時的等效電路模型圖。附圖中:R2、第一電阻；R3、第二電阻；R4、第三電阻；X1、第一絕緣阻抗；X2、第二絕緣阻抗；X3、第三絕緣阻抗；PV_1+、第一正極；PV_2+、第二正極；PV-、負極；DSP、DSP管理器；S1、第一開關器件；S2、第二開關器件；S3、第三開關器件；B00ST_1、第一開關直流升壓電路；B00ST_2、第二開關直流升壓電路。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特徵能更易於被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護範圍做出更為清楚明確的界定。一種雙路光伏輸入電路，它包括與負極相併聯設置的第一正極PV_1+以及第二正極PV_2+，所述第一正極PV_1+和所述負極PV-構成第一路PV輸入，所述第二正極PV_2+和所述負極PV-構成第二路PV輸入。在第一正極PV_1+上必然存在第一絕緣阻抗Xl ;在第二正極PV_2+上必然存在第二絕緣阻抗X2 ;在負極上必然存在第三絕緣阻抗X3。因此為了檢測這三絕緣阻抗值，該檢測電路它包括一設置在第一正極PV_1+上的第一開關器件SI ;一設置在第二正極PV_2+上的第二開關器件S2 ;依次並聯設置在第一正極PV_1+和負極PV-之間的第三開關器件S3、第一電阻R2、第二電阻R3、第三電阻R4，位於所述第一電阻R2和所述第二電阻R3之間的中心點接地，第一電阻R2與第一正極PV_1+相直連，第三電阻R4與負極PV-相直連；一電壓檢測裝置，其連接於所述第二電阻R3與所述第三電阻R4之間的中心點，用以檢測所述第三電阻R4的電壓值；一控制裝置DSP，其用於控制所述第一開關器件S1、所述第二開關器件S2、所述第三開關器件S3的關斷。具體的，第一開關器件S1、第二開關器件S2和第三開關器件S3可以是繼電器、開關管等各種能夠開啟或關斷所處電路的兀件。在設置時，可依次將第三開關器件S3、第一電阻R2、第二電阻R3並聯設置在第一正極PV_1+與負極PV-之間。然後將第一電阻R2與第二電阻R3的中心點接地，將電壓檢測裝置設置在第二電阻R2與第三電阻R3之間。還可以將第一正極PV_1+與第三開關器件S3相串連，第三開關器件S3與第一電阻R2相串聯接地，將第三電阻R4與負極PV-相串連，將第二電阻R3與第三電阻R4相串聯接地，並且將電壓檢測裝置設置在第二電阻R3與第三電阻R4之間。上述兩種連接方式從原理上來說是等效的。控制裝置用於控制所述第一開關器件S1、所述第二開關器件S2、所述第三開關器件S3的關斷。電壓檢測裝置，其連接於所述第二電阻R3與所述第三電阻R4之間，用以檢測所述第三電阻R4的電壓值。優選地，控制裝置可以為DSP管理器，其可以能夠對從電壓檢測裝置中得到的數據進行計算。優選地，在第一正極上設置有第一開關直流升壓電路B00ST_1，在第二正極上設置有第二開關直流升壓電路B00ST_2。BOOST能夠將輸入的電壓更加穩定和提高。一種應用雙路光伏輸入的絕緣阻抗檢測電路的檢測方法，它包括以下步驟:
A)打開所述第一開關器件SI，斷開所述第二開關器件S2和所述第三開關器件S3，檢測得到第一電壓值Visol，得到，式一；
B)打開所述第一開關器件SI，斷開所述第二開關器件S2，打開所述第三開關器件S3，檢測得到第二電壓值Viso2，得到，式二 ；
C)根據第一電壓值Visol以及第二電壓值Viso2計算得到第一正極PV_1+的第一絕緣阻抗值Π以及負極PV-的第三絕緣阻抗值X3，即通過求解式(一)，式(二)組成的二元一次方程，可以得到XI，X3的阻值；
D)打開所述第二開關器件S2，斷開所述第一開關器件SI，檢測得到第三電壓值Viso3，得到，式二 ；
E)根據第三電壓值Viso3以及第三絕緣阻抗值X3，計算得到第二正極PV_2+的第二絕緣阻抗值X2，由於第三絕緣阻抗值X3已知，可以得到一元一次方程，可以得到第二絕緣阻抗值X2的阻值。這樣就得到了 PV正極，負極對地的絕緣阻抗的高精度檢測，測出來的值與儲存在DSP裡的安規限制進行比較，若滿足標準，逆變器可以進行後續的動作，如不滿足標準，禁止逆變器工作，並觸發報警電路發出報警。與此同時，第一開關器件SI，第二開關器件S2的開關控制信號可以通過外部的電子開關進行觸發。當需要斷開PV直流輸入與PV內部的電路相聯繫時，可以通過觸發外部電子開關來斷開第一開關器件Si，第二開關器件S2，以實現DC-SWITCH的功能。以上對本發明的特定實施例結合圖示進行了說明，很明顯的在不離開本發明的範圍和精神的基礎上，可以對現有技術和工藝進行很多修改。在本發明的所屬技術領域中，只要掌握通常知識，就可以在本發明的技術要旨範圍內，進行多種多樣的變更。
權利要求
1.一種雙路光伏輸入的絕緣阻抗檢測電路，它包括與負極相併聯設置的第一正極以及第二正極，所述第一正極和所述負極構成第一路PV輸入，所述第二正極和所述負極構成第二路PV輸入，其特徵在於:所述雙路光伏輸入的絕緣阻抗檢測電路包括 一設置在第一正極上的第一開關器件； 一設置在第二正極上的第二開關器件； 依次並聯設置在第一正極和負極之間的第三開關器件、第一電阻、第二電阻、第三電阻，所述第一電阻和所述第二電阻之間接地，其中第三開關器件與第一正極相連接，第三電阻與負極相連接； 一電壓檢測裝置，其連接於所述第二電阻與所述第三電阻之間，用以檢測所述第三電阻的電壓值； 一控制裝置，其用於控制所述第一開關器件、所述第二開關器件、所述第三開關器件的關斷。
2.根據權利要求1所述的雙路光伏輸入的絕緣阻抗檢測電路，其特徵在於:它還包括設置於所述第一正極上的第一開關直流升壓電路。
3.根據權利要求1所述的雙路光伏輸入的絕緣阻抗檢測電路，其特徵在於:它還包括設置於所述第二正極上的第二開關直流升壓電路。
4.根據權利要求1所述的雙路光伏輸入的絕緣阻抗檢測電路，其特徵在於:所述控制裝置為DSP管理器。
5.一種應用如權利要求1至4之一所述電路的絕緣阻抗檢測方法，其特徵在於，它包括以下步驟: 打開所述第一開關 器件，斷開所述第二開關器件和所述第三開關器件，檢測得到第一電壓值； 打開所述第一開關器件，斷開所述第二開關器件，打開所述第三開關器件，檢測得到第二電壓值； 根據第一電壓值以及第二電壓值計算得到第一正極的第一絕緣阻抗值以及負極的第三絕緣阻抗值； 打開所述第二開關器件，斷開所述第一開關器件，檢測得到第三電壓值； 根據第三電壓值以及第三絕緣阻抗值，計算得到第二正極的第二絕緣阻抗值。
6.根據權利要求5所述的絕緣阻抗檢測方法，其特徵在於:當打開所述第一開關器件，斷開所述第二開關器件和所述第三開關器件，檢測得到第一電壓值後，得到
7.根據權利要求5所述的絕緣阻抗檢測方法，其特徵在於:當打開所述第一開關器件，斷開所述第二開關器件，打開所述第三開關器件，檢測得到第二電壓值，得到
8.根據權利要求5所述的絕緣阻抗檢測方法，其特徵在於:當打開所述第一開關器件，斷開所述第二開關器件，打開所述第三開關器件，檢測得到第三電壓值，得到
全文摘要
本發明公開了一種雙路光伏輸入的絕緣阻抗檢測電路，它包括與負極相併聯設置的第一正極以及第二正極，所述第一正極和所述負極構成第一路PV輸入，所述第二正極和所述負極構成第二路PV輸入，它包括一設置在第一正極上的第一開關器件；一設置在第二正極上的第二開關器件；依次並聯設置在第一正極和負極之間的第三開關器件、第一電阻、第二電阻、第三電阻，所述第一電阻和所述第二電阻之間接地；一電壓檢測裝置，其連接於所述第二電阻與所述第三電阻之間，用以檢測所述第三電阻的電壓值；一控制裝置，其用於控制所述第一開關器件、所述第二開關器件、所述第三開關器件的關斷。
文檔編號G01R27/14GK103091560SQ20121056498
公開日2013年5月8日 申請日期2012年12月24日 優先權日2012年12月24日
發明者葉海軍, 孫耀傑 申請人:江蘇兆伏新能源有限公司