大功率光伏逆變器的光伏方陣對(duì)地絕緣阻抗在線檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種大功率光伏逆變器的光伏方陣對(duì)地 絕緣阻抗在線檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在大功率光伏并網(wǎng)逆變器中，輸入電壓即光伏方陣電壓比較高，如500kW光伏并 網(wǎng)逆變器可高達(dá)1000V。同時(shí)，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)光伏組件受到日曬、灰塵、雨淋、雷 擊、施工改造等影響，電池組件及其連接電纜在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中有可能存在老化、絕緣電阻 下降等問(wèn)題。從電力設(shè)施的電氣安全考慮，絕緣電阻過(guò)小有可能導(dǎo)致直流系統(tǒng)對(duì)地放電、交 流電網(wǎng)通過(guò)逆變器系統(tǒng)對(duì)直流端對(duì)地絕緣電阻過(guò)小處進(jìn)行對(duì)地放電、直流系統(tǒng)正負(fù)母線對(duì) 地電位失衡等問(wèn)題，而問(wèn)題嚴(yán)重的情況下有可能導(dǎo)致發(fā)電系統(tǒng)器件損壞、并網(wǎng)逆變器并網(wǎng) 異常故障、網(wǎng)側(cè)變壓器故障等情況；因此，《NBT320004-2013中國(guó)能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)--光伏發(fā) 電并網(wǎng)逆變器技術(shù)規(guī)范》對(duì)并網(wǎng)逆變器中光伏方陣對(duì)地絕緣阻抗提出了具體檢驗(yàn)要求。鑒 于W上情況，針對(duì)大功率光伏逆變器該種高壓設(shè)備，設(shè)計(jì)出一種響應(yīng)速度快、精度高、可實(shí) 時(shí)在線檢測(cè)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的光伏方陣對(duì)地絕緣阻抗檢測(cè)系統(tǒng)十分重要。
[0003] 目前，現(xiàn)有光伏方陣絕緣阻抗的實(shí)現(xiàn)方案主要有；（1)部分逆變器采用固定電阻 接入分壓法，采樣分壓值，與固定預(yù)知狀態(tài)比較，實(shí)現(xiàn)絕緣電阻分析，該種測(cè)量系統(tǒng)不靈活， 在標(biāo)準(zhǔn)變化情況下，要更改硬件才能使用；（2)部分逆變器采用由繼電器或者單開(kāi)關(guān)管加 可調(diào)電阻組成的平衡電橋檢測(cè)法，通過(guò)聯(lián)立方程解出絕緣電阻，但是該種檢測(cè)方案在正負(fù) 絕緣都出現(xiàn)降低時(shí)，檢測(cè)會(huì)與實(shí)際情況不同；且繼電器響應(yīng)慢、可調(diào)電阻存在無(wú)法自動(dòng)適應(yīng) 等實(shí)際問(wèn)題，而且還有壽命和成本方面的缺陷，實(shí)用性有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種大功率光伏逆變器的光伏方陣對(duì)地絕緣阻抗 在線檢測(cè)系統(tǒng)，W解決現(xiàn)有技術(shù)測(cè)量不靈活或者不準(zhǔn)確的問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明實(shí)施例是該樣實(shí)現(xiàn)的，一種大功率光伏逆變器的光伏方陣對(duì)地絕緣阻抗在 線檢測(cè)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)中：
[0006]光伏方陣正母線PV+與電阻Ri-端相連，所述電阻R1另一端連接第一MOS陽(yáng)T管 Qi的漏極，所述第一MOS陽(yáng)T管Q1的源極與大地PGND相連，所述第一MOS陽(yáng)T管Q1的漏極和 源極之間還并接有電阻Rs;
[0007]光伏方陣正母線PV-與電阻R2-端相連，所述電阻R2另一端連接第二MOS陽(yáng)T管 的源極，所述第二M0S陽(yáng)T管Q2的漏極與大地PGND相連，所述第二M0S陽(yáng)T管Q2的漏極和 源極之間還并接有電阻R4;
[000引所述第一M0S陽(yáng)T管Qi的驅(qū)動(dòng)控制端VT1連接第一光禪驅(qū)動(dòng)電路，所述第二M0S陽(yáng)T管化的驅(qū)動(dòng)控制端VT2連接第二光禪驅(qū)動(dòng)電路；
[0009] 所述Ri兩端、PV+和PGND端、R2兩端W及PV-和PGND端分別接入第一電壓采樣 電路、第二電壓采樣電路、第=電壓采樣電路和第四電壓采樣電路；
[0010] 檢測(cè)過(guò)程中，通過(guò)控制所述第一光禪驅(qū)動(dòng)電路和所述第二光禪驅(qū)動(dòng)電路控制所述 第一MOS陽(yáng)T管化和所述第二MOS陽(yáng)T管Q2的導(dǎo)通或關(guān)斷，進(jìn)行大功率光伏逆變器的光伏方 陣對(duì)地絕緣阻抗在線檢測(cè)。
[0011] 本發(fā)明提供的一種大功率光伏逆變器的光伏方陣對(duì)地絕緣阻抗在線檢測(cè)系統(tǒng)的 第一優(yōu)選實(shí)施例中；所述系統(tǒng)進(jìn)行大功率光伏逆變器的光伏方陣對(duì)地絕緣阻抗在線檢測(cè)的 過(guò)程包括：
[001引步驟1、控制所述驅(qū)動(dòng)控制端VT1，使所述第一MOS陽(yáng)T管Qi導(dǎo)通，所述第二MOS陽(yáng)T管化關(guān)斷，第一電壓采樣電路測(cè)量R1兩端電壓U1，第二電壓采樣電路測(cè)量PV+和PGND端之 間的電壓Upv+;
[0013] 由基爾霍夫電流定律得到一次方程：
[0014]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種大功率光伏逆變器的光伏方陣對(duì)地絕緣阻抗在線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述 系統(tǒng)中： 光伏方陣正母線PV+與電阻札一端相連，所述電阻R:另一端連接第一MOSFET管Q:的 漏極，所述第一MOSFET管％的源極與大地PGND相連，所述第一MOSFET管Qi的漏極和源極 之間還并接有電阻R3; 光伏方陣正母線PV-與電阻R2-端相連，所述電阻R2另一端連接第二MOSFET管Q2的 源極，所述第二MOSFET管Q2的漏極與大地PGND相連，所述第二MOSFET管Q2的漏極和源極 之間還并接有電阻R4; 所述第一MOSFET管％的驅(qū)動(dòng)控制端VT1連接第一光耦驅(qū)動(dòng)電路，所述第二MOSFET管Q2的驅(qū)動(dòng)控制端VT2連接第二光耦驅(qū)動(dòng)電路； 所述&兩端、PV+和PGND端、R2兩端以及PV-和PGND端分別接入第一電壓采樣電路、 第二電壓采樣電路、第三電壓采樣電路和第四電壓采樣電路； 檢測(cè)過(guò)程中，通過(guò)控制所述第一光耦驅(qū)動(dòng)電路和所述第二光耦驅(qū)動(dòng)電路控制所述第一MOSFET管％和所述第二MOSFET管Q2的導(dǎo)通或關(guān)斷，進(jìn)行大功率光伏逆變器的光伏方陣對(duì) 地絕緣阻抗的在線檢測(cè)。
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進(jìn)行大功率光伏逆變器的光伏方 陣對(duì)地絕緣阻抗在線檢測(cè)的過(guò)程包括： 步驟1、控制所述驅(qū)動(dòng)控制端VT1，使所述第一MOSFET管％導(dǎo)通，所述第二MOSFET管Q2關(guān)斷，第一電壓采樣電路測(cè)量Ri兩端電壓Ui，第二電壓采樣電路測(cè)量PV+和PGND端之間 的電壓UPV+; 由基爾霍夫電流定律得到一次方程：
RPV+為方陣正母線對(duì)地絕緣電阻，由式（1)得到
步驟2、控制所述驅(qū)動(dòng)控制端VT2,使所述第一MOSFET管％關(guān)斷，所述第二MOSFET管Q2導(dǎo)通，第一電壓采樣電路測(cè)量R2兩端電壓U2，第二電壓采樣電路測(cè)量PV-和PGND端之間 的電壓UPV_; 由基爾霍夫電流定律得到一次方程：
Rpv_為方陣正負(fù)線對(duì)地絕緣電阻，由式（3)得到
3. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電阻R:和R2阻值大于10k歐姆，所述 電阻R3的阻值大于1兆歐姆，所述電阻R4的阻值大于1兆歐姆。
4. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述PV+和PV-端接入第五電壓采樣電路。
5. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓采樣電路通過(guò)差分運(yùn)放實(shí)現(xiàn)，包括 輸入電阻、匹配電阻、參考電壓電阻、反饋電阻、濾波電容以及運(yùn)放。
6. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括CPLD和ADC接口電路； 所述CPLD連接控制所述第一光耦驅(qū)動(dòng)電路和所述第二光耦驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行阻抗在線檢 測(cè)，所述第一電壓采樣電路、第二電壓采樣電路、第三電壓采樣電路、第四電壓采樣電路和 第五電壓采樣電路的輸出端通過(guò)所述ADC接口電路后連接CPLD，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。
7. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括輔助供電單元； 所述輔助供電單元包括BUCK和穩(wěn)壓電路，用于給所述系統(tǒng)各單元供電； 所述CPLD輸出的PWM信號(hào)控制連接所述輔助供電單元，所述輔助供電單元輸出穩(wěn)定的 兩路15V輸出電源。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種大功率光伏逆變器的光伏方陣對(duì)地絕緣阻抗在線檢測(cè)系統(tǒng)，光伏方陣正母線PV+與電阻R1一端相連，所述電阻R1另一端連接第一MOSFET管Q1的漏極，所述第一MOSFET管Q1的源極與大地PGND相連，所述第一MOSFET管Q1的漏極和源極之間還并接有電阻R3；光伏方陣正母線PV-與電阻R2一端相連，所述電阻R2另一端連接第二MOSFET管Q2的源極，所述第二MOSFET管Q2的漏極與大地PGND相連，所述第二MOSFET管Q2的漏極和源極之間還并接有電阻R4；所述第一MOSFET管Q1的驅(qū)動(dòng)控制端連接第一光耦驅(qū)動(dòng)電路，所述第二MOSFET管Q2的驅(qū)動(dòng)控制端連接第二光耦驅(qū)動(dòng)電路；所述R1兩端、PV+和PGND端、R2兩端以及PV-和PGND端分別接入第一電壓采樣電路、第二電壓采樣電路、第三電壓采樣電路和第四電壓采樣電路。響應(yīng)快速，損耗小，應(yīng)用范圍更廣。
【IPC分類】G01R27-18, H02S50-10
【公開(kāi)號(hào)】CN104702208
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510069001
【發(fā)明人】孫林波, 杜小剛, 熊滔, 劉良成
【申請(qǐng)人】武漢武新電氣科技股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年2月10日