光伏并网逆变器的对地绝缘电阻在线检测方法

摘要

本发明涉及光伏并网逆变器技术，尤其涉及一种光伏并网逆变器的对地绝缘电阻在线检测方法。本发明通过采样光伏电池的输出电压VPV，并通过使电阻开关电路中的开关S1处于断开或闭合状态，将电阻R5从上桥臂中脱离或接入上桥臂中，然后采样下桥臂的分压输出端的电压信号，以得到两组光伏电池的正极对地和光伏电池的负极对地的电压比方程，从而在线实时准确地计算出光伏电池的正极对地的绝缘电阻R+和光伏电池的负极对地的绝缘电阻R-。本发明的计算过程简洁、检测精度高，实现了光伏电池的正极对地绝缘电阻和光伏电池的负极对地绝缘电阻的在线实时检测，保证了光伏并网逆变器安全可靠地工作。

主权项

1.一种光伏并网逆变器的对地绝缘电阻在线检测方法，其特征在于：它包括以下步骤：A：采样光伏电池的输出电压V_PV；B：使电阻开关电路中的开关S1处于断开状态，将电阻R5从上桥臂中脱离，下桥臂的电阻R3、R4分压输出的电压信号Vo1经过工频干扰抑制电路、滤波电路、电压跟随电路和隔离放大电路的处理后，得到输出信号Vad1，Vad1与Vo1的关系为：(1)设定R+为光伏电池的正极对地的绝缘电阻，R-为光伏电池的负极对地的绝缘电阻，根据上桥臂的电阻R1、R2和下桥臂的电阻R3、R4分压的关系，得到下面的式子：(2)C：使电阻开关电路中的开关S1处于闭合状态，将电阻R5接入上桥臂电路中，下桥臂的电阻R3、R4分压输出的电压信号Vo2经过工频干扰抑制电路、滤波电路、电压跟随电路和隔离放大电路的处理后，得到输出信号Vad2，Vad2与Vo2的关系为：(3)根据上桥臂的电阻R1、R2和下桥臂的电阻R3、R4分压的关系，得到下面的式子：(4)D: 由步骤B和C得到两组光伏电池的正极对地和光伏电池的负极对地的电压比方程，其中未知参数是R+和R-，进行运算求得R+和R-的电阻值，过程推导如下：分别把式子(1)代入式子(2)、式子(3)代入式子(4)可得：(5)(6)由于V_PV、Vad1、Vad2 都是采样得到的数值，令(7)(8)则可得到：(9)(10)从而求得R+和R-的电阻值；其中，所述上桥臂包括电阻R1、R2，电阻R1的一端与光伏电池的正极连接，电阻R1的另一端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端接大地；所述下桥臂包括电阻R3、R4，电阻R3的一端接大地，电阻R3的另一端为下桥臂的分压输出端，电阻R4的一端与下桥臂的分压输出端连接，电阻R4的另一端与光伏电池的负极连接；所述电阻开关电路包括电阻R5、开关S1，电阻R5的一端与光伏电池的正极连接，电阻R5的另一端与开关S1的第一端连接，开关S1的第二端接大地，开关S1的控制端为电阻开关电路的控制端；所述工频干扰抑制电路为旁路滤波电容C1，旁路滤波电容C1的一端与下桥臂的分压输出端连接，旁路滤波电容C1的另一端与光伏电池的负极连接；所述滤波电路包括电阻R6、电容C2，电阻R6的一端与旁路滤波电容C1的一端连接，电阻R6的另一端与电压跟随电路的输入端、电容C2的一端连接，电容C2的另一端与光伏电池的负极连接；所述电压跟随电路由运算放大器U1A构成，运算放大器U1A的同相输入端为电压跟随电路的输入端，运算放大器U1A的反相输入端与运算放大器U1A的输出端连接，运算放大器U1A的供电电源正极与光伏并网逆变器的辅助电源模块的PWM控制芯片的供电电源连接，运算放大器U1A的供电电源负极与光伏电池的负极连接；所述隔离放大电路包括电阻R7、R8、R9、R10，电容C3、C4、C5、C6，运算放大器U1B、运算放大器U2A、线性光耦U3；电阻R7的一端与运算放大器U1A的输出端连接，电阻R7的另一端与电容C3的一端、运算放大器U1B的反相输入端、电容C4的一端、线性光耦U3的3脚连接，电容C3的另一端、运算放大器U1B的同相输入端、线性光耦U3的4脚均与光伏电池的负极连接，电容C4的另一端与运算放大器U1B的输出端、电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与线性光耦U3的1脚连接，线性光耦U3的2脚与光伏并网逆变器的辅助电源模块的PWM控制芯片的供电电源连接，线性光耦U3的6脚与运算放大器U2A的反相输入端、电容C5的一端、电阻R9的一端连接，电容C5的另一端、电阻R9的另一端、电阻R10的一端均与运算放大器U2A的输出端连接，电阻R10的另一端为隔离放大电路的输出端，电容C6的一端与隔离放大电路的输出端连接，线性光耦U3的5脚、运算放大器U2A的同相输入端、电容C6的另一端均接模拟地，运算放大器U2A的供电电源正极与光伏并网逆变器的电源+VCCA连接，运算放大器U2A的供电电源负极与光伏并网逆变器的电源-VCCA连接。