通過單一接地絕緣阻抗檢測網(wǎng)絡(luò)檢測逆變器交、直流側(cè)接地的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種通過單一接地絕緣阻抗檢測網(wǎng)絡(luò)檢測逆變器交、直流側(cè)接地的方 法，用于檢測太陽能發(fā)電系統(tǒng)的接地故障。
【背景技術(shù)】
[0002] 在太陽能發(fā)電領(lǐng)域，接地故障作為一種比較常見的故障存在，為了保證人員的安 全以及設(shè)備的可靠運(yùn)行，接地故障檢測就變得十分重要。
[0003] 從接地點(diǎn)來看，可以大致分為太陽能方陣接地和交流側(cè)輸出接地兩種類別，為了 能夠準(zhǔn)確的檢測出接地，傳統(tǒng)的做法是在太陽能方陣輸入側(cè)和逆變器輸出側(cè)分別加入接地 絕緣阻抗檢測網(wǎng)絡(luò)，通過檢測阻抗網(wǎng)絡(luò)對(duì)地的電壓變化，來判斷逆變器設(shè)備或者太陽能方 陣的接地情況。該種方案不僅需要兩套阻抗檢測網(wǎng)絡(luò)和檢測電路，浪費(fèi)了檢測資源且增加 了成本，而且兩個(gè)阻抗網(wǎng)絡(luò)也會(huì)相互影響，導(dǎo)致檢測出現(xiàn)誤差。
[0004] 傳統(tǒng)的系統(tǒng)接地檢測網(wǎng)絡(luò)如圖1所示，分別通過直流側(cè)的方陣接地絕緣阻抗檢測 網(wǎng)絡(luò)和交流接地絕緣阻抗檢測網(wǎng)絡(luò)對(duì)交直流側(cè)的接地故障進(jìn)行判斷，V PV為直流側(cè)方陣正負(fù) 極之間的電壓。當(dāng)發(fā)生接地故障后，直流側(cè)通過判斷方陣正極對(duì)地電壓VPV+PE和負(fù)極對(duì)地電 壓Vpv-pe的直流分壓情況來判斷故障，而交流側(cè)則通過直接檢測交流輸出對(duì)地的電壓來進(jìn)行 判斷，這樣就需要多套檢測電路和阻抗網(wǎng)絡(luò)，而且其相互還會(huì)受到影響，系統(tǒng)構(gòu)成較為復(fù) 雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種通過單一接地絕緣阻抗檢 測網(wǎng)絡(luò)檢測逆變器交、直流側(cè)接地的方法，其一是通過PV側(cè)(直流側(cè))接地絕緣阻抗檢測網(wǎng) 絡(luò)檢測交流側(cè)接地情況，通過PV側(cè)檢測的交流成分判斷交流側(cè)接地情況;其二是通過交流 側(cè)接地絕緣阻抗檢測網(wǎng)絡(luò)檢測直流側(cè)接地情況，檢測交流側(cè)對(duì)地電壓中的直流分量來判斷 PV側(cè)接地情況。
[0006] 1、所述通過單一直流側(cè)接地絕緣阻抗檢測網(wǎng)絡(luò)檢測逆變器交流側(cè)接地的方法，僅 在太陽能方陣輸入側(cè)加入接地絕緣阻抗檢測網(wǎng)絡(luò)，檢測直流側(cè)太陽能方陣正極對(duì)地電壓 VPV+PE和負(fù)極對(duì)地電壓Vpv-pe的波形;正常情況下，檢測波形為直流量；當(dāng)發(fā)生交流側(cè)接地后， 此時(shí)直流側(cè)檢測到的波形將改變?yōu)?abs (Vpv+pe) = abs (Vpv-pe) = Vpv/2+Vinv-busn，其中Vpv為直 流側(cè)太陽能方陣正負(fù)極之間的電壓，VINV-BUSN為逆變輸出對(duì)逆變器母線中點(diǎn)電壓;提取波形 中的交流分量來判斷交流側(cè)接地情況。即直流側(cè)接地情況直接通過直流接地絕緣阻抗檢測 網(wǎng)絡(luò)判斷。
[0007] 提取出所述交流分量如果接近于0，則判定交流側(cè)沒有發(fā)生接地故障，如果接近于 Vcmt/1.732，ν_為逆變器輸出線電壓有效值，則判定交流側(cè)發(fā)生完全接地故障，如果介于0 和V?t/1.732之間，則判定交流側(cè)發(fā)生阻抗接地(即交流側(cè)通過一定的阻抗接地）。
[0008] 2、所述通過單一接地絕緣阻抗檢測網(wǎng)絡(luò)檢測逆變器直流側(cè)接地的方法，僅在逆變 器輸出側(cè)加入接地絕緣阻抗檢測網(wǎng)絡(luò)，在交流側(cè)A、B、C三相分別加入接地絕緣阻抗檢測網(wǎng) 絡(luò)，檢測A相對(duì)地電壓Va-pe、B相對(duì)地電壓Vb-pe、C相對(duì)地電壓Vope波形;正常情況下，檢測波形 為交流量；當(dāng)發(fā)生直流側(cè)負(fù)極接地后，此時(shí)交流側(cè)檢測到的交流側(cè)對(duì)地電壓波形將發(fā)生變 化，其檢測有效值將改變?yōu)椋?br>，其中Vd。為直流分量，_ Vpv/2 < Vdc < Vpv/2，Vpv為直流側(cè)太陽能方陣正負(fù)極之間的電壓，VlNV-BUSN為逆變輸出對(duì)逆變 器母線中點(diǎn)電壓;提取波形中的直流分量Vd。來判斷直流側(cè)接地情況。即交流側(cè)接地情況直 接通過交流接地絕緣阻抗檢測網(wǎng)絡(luò)判斷。
[0009] 提取出所述直流分量如果接近于0,則判定直流側(cè)沒有發(fā)生接地故障;如果直流分 量的絕對(duì)值接近于VPV/2，則判定直流側(cè)發(fā)生完全接地故障;如果直流分量的絕對(duì)值介于0和 Vpv/2之間，貝1J判定直流側(cè)發(fā)生阻抗接地（即直流側(cè)通過一定的阻抗接地）。
[0010]所述直流分量值為正，則表示直流側(cè)負(fù)極接地，值為負(fù)，則表示直流側(cè)正極接地。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：提出了一種交流/直流側(cè)接地檢測方法，在僅用輸入側(cè)/輸出側(cè) 接地絕緣阻抗檢測網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，來對(duì)交流輸出側(cè)/直流側(cè)的接地故障進(jìn)行判斷，既節(jié)省了 檢測電路，也簡化了系統(tǒng)構(gòu)成。
【附圖說明】
[0012 ]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的系統(tǒng)接地檢測網(wǎng)絡(luò)。
[0013] 圖2是本發(fā)明通過直流側(cè)接地絕緣阻抗檢測網(wǎng)絡(luò)檢測接地示意圖。
[0014] 圖3是本發(fā)明通過直流側(cè)接地絕緣阻抗檢測網(wǎng)絡(luò)檢測接地的原理圖。
[0015] 圖4是圖3正常情況下直流側(cè)的檢測波形。
[0016] 圖5是發(fā)生交流側(cè)接地的直流側(cè)檢測波形。
[0017] 圖6是對(duì)圖5的波形提取出的交流分量。
[0018] 圖7是本發(fā)明通過交流側(cè)接地絕緣阻抗檢測網(wǎng)絡(luò)檢測接地示意圖。
[0019] 圖8是本發(fā)明通過交流側(cè)接地絕緣阻抗檢測網(wǎng)絡(luò)檢測接地的原理圖。
[0020] 圖9是圖8正常情況下交流側(cè)的檢測波形。
[0021 ]圖10是發(fā)生PV側(cè)負(fù)極接地后交流側(cè)檢測波形。
[0022]圖11是對(duì)圖10的波形提取出的直流分量。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0024] 實(shí)施例一：
[0025] 通過分析電路運(yùn)行特性發(fā)現(xiàn)，當(dāng)交流側(cè)接地后，直流側(cè)的正、負(fù)對(duì)地電壓檢測波形 會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，完全可以將交流接地絕緣阻抗檢測網(wǎng)絡(luò)去掉，從而簡化電路為如圖2所 示，通過對(duì)檢測到的方陣正極對(duì)地電壓V PV+PE和負(fù)極對(duì)地電壓Vpv-pe的波形來進(jìn)行相應(yīng)的分 析就可以得到其故障信息。
[0026]當(dāng)系統(tǒng)的交流側(cè)任意一相發(fā)生接地故障后，如圖3所示，此時(shí)直流側(cè)檢測到的方陣 正極對(duì)地電壓Vpv+pe和負(fù)極對(duì)地電壓Vpv-pe的波形將發(fā)生如圖3所不的變化，由原有的直線， 變成包含輸出交流側(cè)信息的曲線(具體波形和逆變器發(fā)波相關(guān)）。
[0027] 所以本方法僅僅需要對(duì)原有的直流側(cè)檢測到的方陣正極對(duì)地電壓VPV+PE和負(fù)極對(duì) 地電壓Vpv-pe的數(shù)據(jù)進(jìn)行特定的分析和提取，對(duì)其交流成分進(jìn)行分析就可以判斷出逆變器交 流側(cè)是否接地及其接地情況。
[0028] 具體判斷步驟如下。圖4~6中縱坐標(biāo)數(shù)值視真實(shí)電池板電壓而定。
[0029] 1、正常情況下，abs(VPV+PE) =abs(VPV-PE) =VPV/2，Vpv為直流側(cè)方陣正負(fù)極之間的電 壓，即檢測波形為直流量，如圖4所示。VPV+PE和Vpv-pe的數(shù)值的正、負(fù)根據(jù)電路的檢測與定義 決定，不影響故障的判斷。
[0030] 2、當(dāng)發(fā)生交流側(cè)接地后，此時(shí)直流側(cè)檢測到的方陣正極對(duì)地電壓VPV+P