亚星游戏官网-www.yaxin868.com

专利名称：一种光伏阵列对地绝缘阻抗检测方法及电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏阵列对地绝缘阻抗检测方法及电路。
背景技术：
随着光伏发电的普及，光伏阵列PV母线对地绝缘电阻逐渐受到业界的关注和重视。若光伏阵列对地绝缘电阻不良或阻值低于一定值，将使得光伏阵列对地形成高压，使设备外壳带电，不仅易损坏设备，还给人身安全带来巨大威胁。因此，由必要对光伏阵列对地绝缘电阻进行检测，以便及时采取相应的调节措施，保证绝 缘阻抗始终在安全范围内。现有的绝缘阻抗检测方案，在正母线对地绝缘阻抗R1与负母线对地绝缘阻抗R2差值很大时，如R1远大于R2，若母线电压过�。�则R2分压过�。�难以准确测量其分压值，导致计算得到的R1和R2不准确；若母线电压过大，则R1分压过大，有可能超过测量仪器的量程，导致无法得到R1的分压值，即无法计算得到R1和民。因此，母线电压过高或过低，都不能准确检测到光伏阵列的对地绝缘阻抗，即不能实现在全电压范围内准确检测对地绝缘阻抗。

发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种光伏阵列对地绝缘阻抗检测方法及电路，以解决现有检测方案在正、负母线对地绝缘阻抗差值很大时，不能实现在全电压范围内准确检测对地绝缘阻抗的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种光伏阵列对地绝缘阻抗检测方法，包括在所述光伏阵列的正母线和地线之间连接正分压电路，在所述光伏阵列的地线和负母线之间连接负分压电路；当母线电压Upv不大于光伏阵列最大输出电压与N1的乘积时，利用第一检测方法进行电压检测；当母线电压大于光伏阵列最大输出电压与N1的乘积时，利用第二检测方法进行电压检测；根据所述正分压电路和负分压电路之间的串联分压关系，计算正母线对地绝缘阻抗和负母线对地绝缘阻抗；其中，所述第一检测方法为调节所述正分压电路和/或负分压电路，使得所述正分压电路的电阻值为R31，且R31与所述负分压电路的电阻值之比为N1，获取所述正分压电路两端的电压U/、所述负分压电路两端的电压U1 ；调节所述正分压电路和/或负分压电路，使得所述正分压电路的电阻值为R32，且R32与所述负分压电路的电阻值之比为N2，获取所述正分压电路两端的电压U2’、所述负分压电路两端的电压U2 ；所述第二检测方法为
调节所述正分压电路和/或负分压电路，使得所述正分压电路的电阻值为R33，且R33与所述负分压电路的电阻值之比为N3，获取所述正分压电路两端的电压U3’、所述负分压电路两端的电压U3 ；调节所述正分压电路和/或负分压电路，使得所述正分压电路的电阻值为R34，且R34与所述负分压电路的电阻值之比为N 4，获取所述正分压电路两端的电压U4’、所述负分压电路两端的电压U4 ；其中，1/5〈N3≤ WN1 ≤ I/N2 < I。优选地，所述方法还包括在所述正母线和/或负母线上设置母线开关；检测开始时，闭合所述母线开关，检测完成后，断开所述母线开关。优选地，所述正分压电路包括两条并联支路，一条由电阻R3构成，另一条由电阻R5和开关Q5串联构成；所述负分压电路包括四条并联支路，一条由电阻R4构成，一条由电阻R6和开关Qe串联构成，一条由电阻R7和开关Q7串联构成，另一条由电阻R8和开关％串联构成；且各电阻阻值之间的关系为=R3=NfR4=N2* (R4//R7)，(R3//R5) =N3* (R4//R6) =N4* (R4//R6//
尺8);尺31=尺32=尺3，尺33=尺34= ( // );所述调节所述正分压电路和/或负分压电路，使得所述正分压电路的电阻值为R31且R31与所述负分压电路的电阻值之比为N1，具体为断开开关05、06、07、08 ；所述调节所述正分压电路和/或负分压电路，使得所述正分压电路的电阻值为R32且R32与所述负分压电路的电阻值之比为N2，具体为断开开关Q5、Q6、Q8，闭合开关Q7 ；所述调节所述正分压电路和/或负分压电路，使得所述正分压电路的电阻值为R33且R33与所述负分压电路的电阻值之比为N3,具体为断开开关Q7、Q8,闭合开关Q5、Q6 ；所述调节所述正分压电路和/或负分压电路，使得所述正分压电路的电阻值为R34且R34与所述负分压电路的电阻值之比为N4,具体为闭合开关Q5、Q6、Q8,断开开关Q7。优选地，Npl/2，N2=2,N3= I/3, N4=3。一种光伏阵列对地绝缘阻抗检测电路，包括正分压电路和负分压电路；所述正分压电路接于所述光伏阵列的正母线和地线之间，所述负分压电路接于所述地线与所述光伏阵列的负母线之间；所述正分压电路的电阻值和/或所述负分压电路的电阻值可调，所述正分压电路的电阻值与负分压电路的电阻值之比至少可取N1、N2、N3和N4，且满足1/5〈N3 ( WN1 ( I/
N2 < I0优选地，所述正母线和/或负母线上设有母线开关。优选地，所述正分压电路包括两条并联支路，一条由电阻R3构成，另一条由电阻R5和开关Q5串联构成；所述负分压电路包括四条并联支路，一条由电阻R4构成，一条由电阻R6和开关Qe串联构成，一条由电阻R7和开关Q7串联构成，另一条由电阻R8和开关％串联构成；且各电阻值之间的关系满足 A3=NfR4=N2* (R4//R7)，(R3//R5) =N3* (R4//R6) =N4* (R4//R6//R8)。优选地，Npl/2，N2=2,N3= I/3, N4=3。由上述技术方案可知，本发明首先判断Upv是否不大于Umax^N1，之后对两种判断结果选取正、负分压电路的不同阻值比进行检测，即，Upv ( UN1 (母线电压较小)时，选取N1和N2，且1/5〈& ( 1/N2〈1，当R1远大于R2时，取N1时，能大大提高小阻抗R2的分压，提高了对民的测量精度；而当R2远大于R1时，取N2时，能大大提高小阻抗R1的分压，提高了对R1的测量精度；同样的Upv > UmaJN1 (母线电压较大)时，选取N3和N4,且1/5〈N3 ( 1/N4〈1，无论R1过大还是R2过大，均可以保证一定的测量精度。而1/5〈乂〈&〈1保证了当R1远大于R2时，高母线电压情况下比低母线电压情况下，大阻抗R1的分压更少，避免了 R1的分压超过电压测量仪器的量程；同样的，1/5〈1/N4〈1/N2 < 1，即1〈N2〈N4 < 5，保证了当R2远大于R1时，高母线电压情况下比低母线电压情况下，大阻抗R2的分压更少，避免了 R2的分压超过电压测量仪器的量程。因此，本发明实施例解决了现有检测方案在正、负母线对地绝缘阻抗差值很大时，不能实现在全电压范围内准确检测对地绝缘阻抗的问题。


图I为本发明实施例提供的光伏阵列对地绝缘阻抗检测方法的流程图；图2为本发明另一实施例提供的光伏阵列对地绝缘阻抗检测方法的流程图；
图3为图2所示方法中测量U1时的电路原理图；图4为图2所示方法中测量U2时的电路原理图；图5为图2所示方法中测量U3时的电路原理图；图6为图2所示方法中测量U4时的电路原理图；图7为本发明实施例提供的光伏阵列对地绝缘阻抗检测电路的结构图；图8为本发明另一实施例提供的光伏阵列对地绝缘阻抗检测电路的结构图；图9为本发明又一实施例提供的光伏阵列对地绝缘阻抗检测电路的结构图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供了一种光伏阵列对地绝缘阻抗检测方法及电路，以解决现有检测方案在正、负母线对地绝缘阻抗差值很大时，不能实现在全电压范围内准确检测对地绝缘阻抗的问题。参照图1，本发明实施例提供的光伏阵列对地绝缘阻抗检测方法包括如下步骤101 :在光伏阵列的正母线和地线之间连接正分压电路，在光伏阵列的地线和负母线之间连接负分压电路；102 比较母线电压Upv与光伏阵列最大输出电压Umax与N1的乘积的大�。蝗鬠pv ( UmaJN1，则执行步骤103，否则执行步骤106 ；103:调节正分压电路和/或负分压电路，使正分压电路的电阻R31和负分压电路的电阻值R41满足R31A41=N1，获取正分压电路两端的电压U1'、负分压电路两端的电压U1 ；实际应用时，可以通过如下3种方式使正、负分压电路的阻值之比满足一定条件I)只调节正分压电路；2)只调节负分压电路；3)同时调节正分压电路和负分压电路。
获取U1和U1'的方式有直接测量地线与负母线之间的电压U1，通过计算得出U/ =Upv-U1 ；或者，测量正母线与地线之间的电压U/，通过计算得出U1=Upv-U1'。104:调节正分压电路和/或负分压电路，使正分压电路的电阻值R32和负分压电路的电阻值R42满足R32/R42=N2，获取正分压电路两端的电压U2’、负分压电路两端的电压U2 ；获取U2和U2,的方式同获取U1和U1,。105 :假设正母线对地绝缘电阻值为R1、负母线对地绝缘电阻值为R2，根据正分压电路和负分压电路之间的串联分压原理及步骤103和104获取到达电压，得到方程组
LU2《R1 〃 R32)=U2 z[ RZ(R32ZN2)]
R1和负母线对地绝缘电阻值R2，本次检测结束；106:调节正分压电路和/或负分压电路，使正分压电路的电阻值R33和负分压电路的电阻值R43满足R33/R43=N3，获取正分压电路两端的电压U3’、负分压电路两端的电压U3 ；获取U3和U3,的方式同获取U1和U1,。107:调节正分压电路和/或负分压电路，使正分压电路的电阻值R34和负分压电路的电阻值R44满足R34/R44=N4，正分压电路两端的电压U4’、负分压电路两端的电压U4 ；获取U4和U4’的方式同获取U1和U1,。108 :根据正分压电路和负分压电路之间的串联分压原理及步骤106和107获取到
的电压，得到方程组也思S333:巴IU4 /(Ri" RJ = U4R2 "(Rm z N2)]
线对地绝缘电阻R1和负母线对地绝缘电阻R2，本次检测结束。由上述方法步骤可知，本发明实施例检测光伏阵列的对地绝缘阻抗时，首先判断Upv是否不大于于UmaJN1，之后对两种判断结果选取正、负分压电路的不同阻值比进行检测，即，Upv ( UmaJN1 (母线电压较小)时，选取N1和N2，且1/5〈&〈1/队〈1，当R1远大于R2时，取N1时，能大大提高小阻抗R2的分压，提高了对R2的测量精度，为保证取N2时小阻抗R2的分压不至过�。琋2取值不宜过大；而当R2远大于R1时，取N2时,能大大提高小阻抗R1的分压，提高了对R1的测量精度，为保证取N1时小阻抗R2的分压不至过�。琋1取值不宜过�。煌�样的Upv > UmaJN1 (母线电压较大)时，选取N3和N4,且1/5〈N3 ( 1/N4〈1，无论R1过大还是R2过大，均可以保证一定的测量精度。而1/5〈乂〈&〈1保证了当&远大于民时，高母线电压情况下比低母线电压情况下，大阻抗R1的分压更少，且1/5〈1/N2 < 1(即KN2 < 5)，避免了取N2和N4时R1的分压超过电压测量仪器的量程；同样的，1/5<1/N4<1/N2 < 1，即1〈N2〈N4 < 5，保证了当R2远大于R1时，高母线电压情况下比低母线电压情况下，大阻抗R2的分压更少，且1/5〈N3 < I避免了取N1和N3时R2的分压超过电压测量仪器的量程。因此，本发明实施例解决了解决现有检测方案在正、负母线对地绝缘阻抗差值很大时，不能实现在全电压范围内准确检测对地绝缘阻抗的问题。进一步的，可在正母线设置母线开关；开始检测时，只需闭合该母线开关，即可将正分压电路和负分压电路与相应母线即地线连接，检测完成后断开该母线开关，既避免了正分压电路和负分压电路的组成元件过热损坏，又减少了其对电能的消耗。显而易见的，上述母线开关亦可设置于负母线上；或者，在正母线和负母线上同时设置，两母线开关同时闭合、同时断开。参见图2，本发明另一实施例提供的光伏阵列对地绝缘阻抗检测方法，包括201 :在光伏阵列的正母线和地线之间接入两条并联支路构成的正分压电路，在地线和负母线之间接入4条并联支路构成的负分压电路；构成正分压电路的两条支路中，一条由电阻R3构成，另一条由电阻R5和开关Q5串联构成；构成负分压电路的四条支路中，一条由电阻R4构成，一条由电阻R6和开关Q6串联构成，一条由电阻R7和开关Q7串联构成，另一条由电阻R8和开关％串联构成；且各电阻的阻值满足=R3=N1^R4=N2* (R4//R7)，(R3//R5) =N3* (R4//R6) =N4* (R4//R6//R8)，1/5〈N3 ( I/W I/N2 < I。
202 比较母线电压Upv与光伏阵列最大输出电压Umax与N1的乘积的大�。蝗� Upv ( UmaJN1,则执行步骤203，否则执行步骤206 ；203 :断开开关Q5、Q6、Q7、08，测量负分压电路两端的电压U1 ；图3示出了测量U1时的电路原理图。其中，R3作为正分压电路接于正母线PV+和地线之间，相当于与正母线PV+对地绝缘阻抗R1并联；R4作为负分压电路接于负母线PV-和地线之间，相当于与负母线对地绝缘阻抗R2并联，并联分压为U10由分压原理可知(Upv — U1) / (R1ZVR3) =U1/ (R2//R4)。204 :断开开关Q5、Q6> Q8,闭合开关Q7，测量负分压电路两端的电压U2 ；图4示出了测量U2时的电路原理图。其中，R3作为正分压电路接于正母线PV+和地线之间；&和1 7并联，作为负分压电路接于负母线PV-和地线之间。由分压原理可知(Upv — U2) / (R1ZVR3) =U2/ (R2//R4//R7)。205 :将步骤203和204所得的等式联立，即可计算得到正母线对地绝缘电阻值R1和负母线对地绝缘电阻值R2，本次检测结束；将步骤203和204所得的等式联立得方程组
r n J (Upv-U1MR1D = IV(R2ZZR4)i；
1(UPV - U2M R1H Rj) = U2 /(R2 // R4 // R7)又由于R3=NfR4=N2* (R4//R7)，故上述方程组可化简为
r n I (Upv - U,)/( R1 // R3) = U1 /[ R2 //(R3 / N1)]i；
权利要求
1.一种光伏阵列对地绝缘阻抗检测方法，其特征在于，包括 在所述光伏阵列的正母线和地线之间连接正分压电路，在所述光伏阵列的地线和负母线之间连接负分压电路； 当母线电压Upv不大于光伏阵列最大输出电压与N1的乘积时，利用第一检测方法进行电压检测；当母线电压大于光伏阵列最大输出电压与N1的乘积时，利用第二检测方法进行电压检测； 根据所述正分压电路和负分压电路之间的串联分压关系，计算正母线对地绝缘阻抗和负母线对地绝缘阻抗；其中， 所述第一检测方法为 调节所述正分压电路和/或负分压电路，使得所述正分压电路的电阻值为R31，且R31与所述负分压电路的电阻值之比为N1，获取所述正分压电路两端的电压U1'、所述负分压电路两端的电压U1 ； 调节所述正分压电路和/或负分压电路，使得所述正分压电路的电阻值为R32,且R32与所述负分压电路的电阻值之比为N2，获取所述正分压电路两端的电压U2’、所述负分压电路两端的电压U2 ； 所述第二检测方法为 调节所述正分压电路和/或负分压电路，使得所述正分压电路的电阻值为R33,且R33与所述负分压电路的电阻值之比为N3，获取所述正分压电路两端的电压U3’、所述负分压电路两端的电压U3 ； 调节所述正分压电路和/或负分压电路，使得所述正分压电路的电阻值为R34,且R34与所述负分压电路的电阻值之比为N4，获取所述正分压电路两端的电压U4’、所述负分压电路两端的电压U4 ； 其中，1/5〈N3 ( WN1 ( I/N2 < I。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，还包括在所述正母线和/或负母线上设置母线开关； 检测开始时，闭合所述母线开关，检测完成后，断开所述母线开关。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述正分压电路包括两条并联支路，一条由电阻R3构成，另一条由电阻R5和开关Q5串联构成；所述负分压电路包括四条并联支路，一条由电阻R4构成，一条由电阻R6和开关Q6串联构成，一条由电阻R7和开关Q7串联构成，另一条由电阻R8和开关Q8串联构成；且各电阻阻值之间的关系为=R3=N15IjR4=N25KR4//R7)，(R3//R5) =N3* (R4//R6) =N4* (R4//R6//R8) ; R31=R32=R3, R33=R34= (R3//R5)； 所述调节所述正分压电路和/或负分压电路，使得所述正分压电路的电阻值为R31且R3I与所述负分压电路的电阻值之比为N1,具体为断开开关Q5、Q6> Q7> Q8 ； 所述调节所述正分压电路和/或负分压电路，使得所述正分压电路的电阻值为R32且R32与所述负分压电路的电阻值之比为N2，具体为断开开关Q5、Q6、Q8，闭合开关Q7 ； 所述调节所述正分压电路和/或负分压电路，使得所述正分压电路的电阻值为R33且R33与所述负分压电路的电阻值之比为N3,具体为断开开关Q7、Q8,闭合开关Q5、Q6 ； 所述调节所述正分压电路和/或负分压电路，使得所述正分压电路的电阻值为R34且R34与所述负分压电路的电阻值之比为N4,具体为闭合开关Q5、Q6、Q8,断开开关Q7。
4.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，N^l/2,N2=2, Ns=1/3, N4=3。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，N^l/2,N2=2, Ns=1/3, N4=3。
6.一种光伏阵列对地绝缘阻抗检测电路，其特征在于，包括正分压电路和负分压电路；所述正分压电路接于所述光伏阵列的正母线和地线之间，所述负分压电路接于所述地线与所述光伏阵列的负母线之间； 所述正分压电路的电阻值和/或所述负分压电路的电阻值可调，所述正分压电路的电阻值与负分压电路的电阻值之比至少可取K、N2, N3和N4,且满足1/5〈N3 ( 1/^<^ ( I/N2< I。
7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述正母线和/或负母线上设有母线开关。
8.根据权利要求6或7所述的电路，其特征在于，所述正分压电路包括两条并联支路，一条由电阻R3构成，另一条由电阻R5和开关Q5串联构成；所述负分压电路包括四条并联支路，一条由电阻R4构成，一条由电阻R6和开关Q6串联构成，一条由电阻R7和开关Q7串联构成，另一条由电阻R8和开关Q8串联构成；且各电阻值之间的关系满足=R3=N15IjR4=N25KR4//R7)，(R3//R5) =N3* (R4//R6) =N4* (R4//R6//R8)。
9.根据权利要求5或6所述的电路，其特征在于，N^l/2,N2=2, Ns=1/3, N4=3。
10.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，N^l/2,N2=2, N3= I/3, N4=3。
全文摘要
本发明实施例公开了一种光伏阵列对地绝缘阻抗检测方法和及电路。其中该电路由正分压电路和负分压电路构成，所述正分压电路与负分压电路的阻值之比至少可取N1、N2、N3和N4，且满足1/5<N3≤1/N4<N1≤1/N2＜1；检测时，将正、负分压电路分别接于正母线和地线之间、地线和负母线之间，当母线电压不大于光伏阵列最大输出电压与N1的乘积时，调节正分压电路和/或负分压电路，使其阻值之比分别取N1和N2，根据串联分压原理计算光伏阵列对地绝缘阻抗值；当母线电压大于上述乘积时，则选取N3和N4进行相应的操作和计算，得到对地绝缘阻抗值。本发明实施例解决了现有技术在正、负母线对地绝缘阻抗差值很大时，不能实现在全电压范围内准确检测对地绝缘阻抗的问题。
文档编号G01R27/20GK102798760SQ20121029100
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月16日 优先权日2012年8月16日
发明者倪华, 代尚方, 李晓迅 申请人:阳光电源股份有限公司