[发明专利]光伏阵列对地绝缘阻抗的检测电路、方法和光伏逆变器

说明书

本发明涉及一种光伏阵列对地绝缘阻抗的检测电路，包括与光伏阵列相连接的逆变电路中的第一开关管和第二开关管、两个检测电阻和运放，第一开关管和第二开关管的中点经一个检测电阻连接至运放的负输入端，运放的正输入端经另一个检测电阻连接至保护接地，运放的输出端形成电压检测端。上述检测电路采用的检测方法包括以下步骤：步骤1：令第一开关管断开、第二开关管闭合，列出第一公式；步骤2：令第一开关管闭合、第二开关管断开，列出第二公式；步骤3：根据第一公式和第二公式求解光伏阵列对地绝缘阻抗值。本发明还涉及一种光伏逆变器，其包括上述逆变电路、检测电路和逆变控制芯片。本发明节省空间和成本，降低失效概率，减小运算量。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种光伏阵列对地绝缘阻抗的检测电路、方法和基于其的光伏逆变器。

背景技术

目前，非隔离型逆变器因为没有变压器，在简化电路结构、节省成本的同时，降低因变压器带来的损耗，极大提升转换效率。从而在光伏发电系统中被大量推广。

但是，从电气安全角度考虑，使用非隔离型逆变器会导致光伏阵列与公共电网为直接的电气连接。因此，需要及时检测出光伏阵列与公共电网间的绝缘阻抗，避免因长时间的日晒、水淋等原因导致光伏阵列的绝缘电阻过小，进而导致并网安全事故，造成人身、财产的损失。

目前，检测光伏阵列对地绝缘阻抗的常用方法是：将检测电路并接到逆变器的输入端(多路输入时，并接在母线电容上也可获得相同效果)，通过控制检测电路中的继电器改变检测电阻的连接，形成不平衡电桥，并计算分压电阻上的电压来计算绝缘阻抗。适当改变继电器和检测电阻的位置，可得到不同的检测电路和算法。其中一种检测电路如图1所示。基于此检测电路，检测方法为：

步骤1，设光伏阵列电压恒定为U不变，当继电器K断开时，测得Uad＝U1：

步骤2，设光伏阵列电压恒定为U不变，当继电器K闭合时，测得Uad＝U2：

由公式(1)和(2)就可以求解出RP和RN。

上述现有技术存在以下问题：

1、当前的检测电路需要继电器以及相关的驱动电路才能实现，从而会增加逆变器的体积和复杂度，进而增加逆变器的成本。特别是在当前PV输入电压越来越高的情况下，对继电器的规格要求越高，大幅度增加逆变器的成本和复杂程度；

2、计算公式较复杂，增加逆变器的控制芯片运算量；

3、多路输入需要多个继电器来控制实现，同时，计算量也会成倍增加，占用控制芯片资源；

4、在增加元器件的同时，逆变器失效概率增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种无需继电器，从而复杂程度较低、成本较低、计算简便且保证逆变器功能的光伏阵列对地绝缘阻抗的检测电路。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种光伏阵列对地绝缘阻抗的检测电路，包括与光伏阵列相连接的逆变电路中的第一开关管和第二开关管、两个检测电阻和运放，所述第一开关管和所述第二开关管的中点经一个所述检测电阻连接至所述运放的负输入端，所述运放的正输入端经另一个所述检测电阻连接至保护接地，所述运放的输出端形成电压检测端。

优选的，所述检测电路还包括两个匹配电容、两个匹配电阻，一个所述匹配电容和一个所述匹配电阻并联后连接在屏蔽接地与所述运放的正输入端之间，另一个所述匹配电容和所述另一个所述匹配电阻并联后连接在所述运放的负输入端与输出端之间。

优选的，所述光伏阵列对地绝缘阻抗的检测电路还包括用于控制所述第一开关管和所述第二开关管、与所述电压检测端相连接而进行电压检测并计算得到光伏阵列对地绝缘阻抗值的芯片。