一種光伏組件陣列對地絕緣阻抗檢測電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種光伏組件陣列對地絕緣阻抗 檢測方法及電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 在當(dāng)今傳統(tǒng)能源日益緊張與環(huán)境不斷惡化的全球背景下，尋找新的替代能源變得 由為重要，而其中太陽能的利用尤為特出。太陽能以其可再生、資源豐富、安全性、清潔能源 等特性一直是人們關(guān)注。隨著光伏發(fā)電技術(shù)的不提高與應(yīng)用成本的下降，光伏發(fā)電己在全 球大面積鋪開，而在各國家政策的利好作用下，光伏發(fā)電當(dāng)前也正處在快速增長的時(shí)候。
[0003] 從光伏發(fā)電自身技術(shù)出發(fā)，雖然當(dāng)前光伏發(fā)電技術(shù)己相對成熟，但隨著產(chǎn)品現(xiàn)場 應(yīng)用的增多與時(shí)間累積，一些本是忽略的問題也相對突現(xiàn)，并得到了行業(yè)的重視。而光伏現(xiàn) 場太陽能電池組件方陣正負(fù)直流母線對地絕緣電阻問題也正是其中的一個(gè)。
[0004] 現(xiàn)有的光伏電池組件經(jīng)過長時(shí)間的日曬、水淋，電池組件及其連接電纜可能老化、 還有絕緣電阻下降等問題。另外，雷擊、場地施工等都有可能對電池組件、連接電纜等帶來 不確定性的損壞，其都將有可以能導(dǎo)絕緣電阻下降，如電纜破損暴露于泥土中，電池組件損 壞導(dǎo)致電池連接件與支架短路等情況。就電力設(shè)施的電氣安全角度考慮，絕緣電阻過小問 題可能導(dǎo)致直流系統(tǒng)對地放電、交流電網(wǎng)透過逆變器系統(tǒng)對直流端對地絕緣電阻過小處進(jìn) 行對地放電、直流系統(tǒng)直負(fù)母線對地電位失衡等問題，問題嚴(yán)重的情況時(shí)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、以至電網(wǎng)故障等情況。
[0005] 鑒于以上情況，有必要設(shè)計(jì)出一個(gè)有效的光伏組件陣列對地絕緣阻抗檢測方法。
[0006] 然而現(xiàn)有的實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電的應(yīng)用中：主要概括為如下幾種：
[0007] (1)部分光伏現(xiàn)場太陽能電池組件方陣并沒有對絕緣電阻檢測功能；（2)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；（3)脈 沖電壓疊加絕緣電阻檢測；（4)部分逆變器采用定固電橋接入檢測法，采樣接入電橋前與接 入電橋后電壓情況，計(jì)量正負(fù)母線對地絕緣電阻，實(shí)現(xiàn)絕緣電阻分析；
[0008] 發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，以上的技術(shù)方案都存在一定檢測盲區(qū)，從而導(dǎo)致誤報(bào)阻抗 小于閥值等風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 為了克服現(xiàn)有在本實(shí)用新型提供了一種對地絕緣阻抗檢測電路以解決現(xiàn)有檢測 方案檢測結(jié)果不準(zhǔn)確和檢測盲區(qū)問題。
[0010] 為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本申請實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：
[0011] -種光伏組件陣列對地絕緣阻抗檢測電路，其特征在于，所述電路包括正分壓電 路和負(fù)分壓電路；
[0012] 所述正分壓電路電連接于所述光伏陣列的正母線和地線之間，所述負(fù)分壓電路電 連接于所述地線與所述光伏陣列的負(fù)母線之間；所述正分壓電路的電阻值和/或所述負(fù)分 壓電路的電阻值可調(diào)；
[0013]正分壓電路輸出端包含兩個(gè)電阻支路，為R1支路及與R1并聯(lián)的由R3與R4串聯(lián)組成 的支路，所述R3與R4串聯(lián)組成的支路的一端和光伏陣列的正母線PV+電連接且另一端經(jīng)繼 電器K1接地，R4上并聯(lián)設(shè)置繼電器K3;
[0014]負(fù)分壓電路輸出端包含兩個(gè)電阻支路，為R2支路及與R2并聯(lián)的由R5與R6串聯(lián)支路 組成的支路，所述R5與R6串聯(lián)組成的支路的一端和光伏陣列的負(fù)母線PV-電連接，另一端經(jīng) 繼電器K2接地，R5上并聯(lián)設(shè)置繼電器K4。
[0015] 優(yōu)選的，上述電路電路，通過采樣所述正分壓電路與所述負(fù)分壓電路的電阻值變 換前后的電壓信息，處理器計(jì)算出正母線對地絕緣電阻及負(fù)母線對地絕緣電阻的阻值。
[0016] 優(yōu)選的，上述電路還包含報(bào)警裝置。
[0017] 優(yōu)選的，當(dāng)所述正分壓電路和負(fù)分壓電路的輸出端包含多條支路時(shí)，至少一條支 路上設(shè)置開關(guān)。
[0018] 進(jìn)一步的，當(dāng)所述正分壓電路和負(fù)分壓電路的輸出端包含多條支路時(shí)，至少一條 支路的電阻上并聯(lián)的設(shè)置有開關(guān)。
[0019] 進(jìn)一步的，上述開關(guān)為繼電器開關(guān)。
[0020] 優(yōu)選的，上述電路還包含：
[0021 ]高隔離DC/DC電源模塊組成的供電電源電路；
[0022]采用差分采樣和高精度采樣電阻的電壓信號(hào)采樣電路；
[0023]對外反饋信號(hào)和給定系統(tǒng)檢測信號(hào)模塊。
[0024]進(jìn)一步的，上述系統(tǒng)電路還配有RS485遠(yuǎn)程隔離通信系統(tǒng)。通過該通信系統(tǒng)可支持 遠(yuǎn)程讀寫和門檻閥值設(shè)定。
[0025]優(yōu)選的，上述系統(tǒng)電路中所述對外反饋信號(hào)和給定系統(tǒng)檢測信號(hào)模塊通過RS485， 開關(guān)量或或無線模式與監(jiān)控處理設(shè)備進(jìn)行信息交互。
[0026]優(yōu)選的，上述電路中還包含信號(hào)保護(hù)鉗位電路，所述信號(hào)保護(hù)鉗位電路由兩個(gè)鉗 位二極管組成。
[0027]優(yōu)選的，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種逆變器，其特征在于，搭載上述絕緣阻抗檢測電 路，所述直流電源的正極電連接所述逆變器的直流輸入端的正極，所述直流電源的負(fù)極電 連接所述逆變器的直流輸入端的負(fù)極。
[0028]優(yōu)選的，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種光伏組件陣列對地絕緣阻抗檢測電路方法:所 述方法包含：
[0029] S1:檢測動(dòng)作開始；
[0030] S2:采樣正分壓電路和負(fù)分壓電路；
[0031] S3:判斷步驟:依據(jù)S2在不同模式下采樣正母線對地電壓值與地對負(fù)母線電壓值， 進(jìn)行預(yù)處理判斷處理后聯(lián)立方程組，通過方程組求解出正母排對地絕緣電阻RP及負(fù)母線對 地絕緣電阻RN，將RP和RN與光伏組件陣列所允許的最小并網(wǎng)運(yùn)行絕緣電阻R0比較，
[0032]當(dāng)RP>R0，RN>R0時(shí)，判為合格，處理器輸出低電平信號(hào)，
[0033] 否則判為不合格，輸出高電平信號(hào)。
[0034] 進(jìn)一步的，確定S1方法：當(dāng)CPU接收到系統(tǒng)檢測命令信號(hào)輸入電路低電平連續(xù)時(shí)間 為tl以上并轉(zhuǎn)為低電平后，認(rèn)為接收到檢測命令。
[0035]當(dāng)系統(tǒng)檢測到直流電壓大于設(shè)定值U1后t2s，認(rèn)為接收到檢測命令。
[0036] 進(jìn)一步的，上述S2包含：
[0037] 當(dāng)ul>0、u2>0時(shí)，且0.9S (ul/u2H 1.1，認(rèn)定直流母線絕緣電阻平衡度與電橋平 衡度相近，進(jìn)入模式1，閉合繼電器燈，1(2、1(3，并檢測此時(shí)正母線對地電壓113、地對負(fù)母線電 壓u4;
[0038] 當(dāng)1.3 < (ul/u2)時(shí)，進(jìn)入模式2，閉合K1，斷開K2，并檢測u5，u6;
[0039] 當(dāng)(ιι1/ιι2)< 0 · 7時(shí)，進(jìn)入模式3，閉合K2，斷開ΚΙ，并檢測u7，u8;
[0040] 當(dāng) 1 · 1 < (ul/u2) < 1 · 3時(shí)，進(jìn)入模式 4，閉合 ΚΙ、K3，斷開 K2，并檢測 u9，ul0;
[0041] 當(dāng)0.7<(111/112)<0.9時(shí)，進(jìn)入模式5，閉合1(2、1(4，斷開1(1，并檢測1111，1112;
[0042] 依據(jù)采樣的電壓信息，計(jì)算出正母線對地絕緣電阻及負(fù)母線對地絕緣電阻的阻 值；
[0043] 當(dāng)檢測ul>0與u2>0的數(shù)值異常時(shí)，標(biāo)記系統(tǒng)異常，并將此信息存入存儲(chǔ)裝置。
[0044]優(yōu)選的，上述存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)2次采樣值和絕緣電阻的阻值RP及RN，取結(jié)果中的較小 值作為最終檢測結(jié)果。
[0045]本發(fā)明的機(jī)理是利用上述不平衡橋模式組，主要由不平衡電阻，繼電器開關(guān)組成， 經(jīng)過檢測判斷，實(shí)現(xiàn)正負(fù)母排對地結(jié)緣阻抗在不同比例下的切換，得到相應(yīng)的不同狀態(tài)方 程，聯(lián)立方程組，解出正負(fù)母排對地絕緣阻抗，使檢測結(jié)果精準(zhǔn)無誤。
[0046] 有益效果
[0047]本方案的一種光伏組件陣列對地絕緣阻抗檢測方法及電路，以解決現(xiàn)有檢測方案 在正、負(fù)母線對地絕緣阻抗差值很大時(shí)，盲區(qū)多，不能實(shí)現(xiàn)在全電壓范圍內(nèi)準(zhǔn)確檢測對地絕 緣阻抗的問題。
【附圖說明】
[0048]通過以下對本申請實(shí)施例并結(jié)合其附圖的描述，可以進(jìn)一步理解本實(shí)用新型的目 的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點(diǎn)。其中：
[0049] 圖1為一種光伏組件陣列對地絕緣阻抗檢測方法的流程圖；
[0050] 圖2為一種光伏組件陣列對地絕緣阻抗檢測的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0051] 圖3為本發(fā)明一種光伏組件陣列對地絕緣阻抗檢測電路的等效示意圖；
[0052]圖4為本發(fā)明一種光伏組件陣列對地絕緣阻抗檢測電路的模式1等效示意圖；
[0053]圖5為本發(fā)明一種光伏組件陣列對地絕緣阻抗檢測電路的模式2等效示意圖；
[0054]圖6為本發(fā)明一種光伏組件陣列對地絕緣阻抗檢測電路的模式3等效示意圖；
[0055] 圖7為本發(fā)明一種光伏組件陣列對地絕緣阻抗檢測電路的模式4等效示意圖；
[0056] 圖8為本發(fā)明一種光伏組件陣列對地絕緣阻抗檢測電路的模式5等效示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[005