[發明專利]檢測太陽能電池板及電網側絕緣電阻的逆變器及檢測方法

有效

• 申請號: 201210240041.9
• 申請日: 2012-07-12
• 公開（公告）號: CN102751894A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 陳橋梁;王軍華;倪嘉;徐西昌
• 申請（專利權）人: 西安龍騰新能源科技發展有限公司
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;G01R31/00;G01R27/18
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

1.一種檢測太陽能電池板及電網側絕緣電阻的逆變器，其特征在于：包括升壓單元、逆變單元，升壓單元與逆變單元串聯，逆變單元末端與電網之間設置有兩級繼電器即L線上設置串聯的繼電器K1、繼電器K3，N線上設置串聯的繼電器K2、繼電器K4，繼電器K1、繼電器K3的中間和繼電器K2、繼電器K4的中間連接有繼電器K5，繼電器K5的公共點連接一個電阻R1，電阻R1的另一端直接連接到機殼。

2.一種檢測太陽能電池板及電網側絕緣電阻的逆變器的檢測方法，其特征在于：通過組合升壓單元和逆變單元的開關，第一步使繼電器K1的一端和PV+連接，同時連接繼電器K1和繼電器K5，使電阻R1連接到PV+，最終可以構成第一等效電路：PV+和電阻R1連接，電阻R1和PV+對機殼的等效電阻Rx1并聯，再和PV-對機殼的等效電阻Rx2串聯形成電阻分壓；第二步使繼電器K2和PV-連接，同時連接繼電器K2，使電阻R1連接到PV-，最終可以構成第二等效電路：PV-和電阻R1連接，電阻R1和PV-對機殼的等效電阻Rx2并聯，再和PV+對機殼的等效電阻Rx1串聯形成電阻分壓，同時用數字處理器檢測采樣電阻R1上電壓，根據不同時刻采集到的電壓進行計算，得到實時的太陽能電池板和電網側接地電阻值。

3.根據權利要求2所述的一種檢測太陽能電池板及電網側絕緣電阻的檢測方法，其特征在于：具體步驟如下：

當開關S1、開關S2、開關S3、開關S4、開關S5、繼電器K1、繼電器K2、繼電器K3、繼電器K4、繼電器K5均處于斷開狀態，Vpv、Vg處于實時監測中，假設Rx1、Rx2等效為太陽能電池板正負極對地的絕緣電阻值，Rx3、Rx4等效為電網側L、N極對地的絕緣電阻值；

????（1）、閉合開關S5、繼電器K2，繼電器K5沒有觸發信號，其它開關處于斷開狀態，采樣電阻R1上電壓，記錄為Ue1，此時構成第二等效電路：PV-直接和電阻R1連接，電阻R1先和PV-對機殼的等效電阻Rx2并聯，再和PV+對機殼的等效電阻Rx1串聯形成電阻分壓，由于PV+對PV-的電壓已知，R1上電壓也可以檢測到，根據電阻分壓公式可得到方程：

????????（1）；

（2）、閉合開關S2、繼電器K2、繼電器K5有觸發信號，其它開關處于斷開狀態，此時采樣電阻R1上電壓，記錄為Ue2，此時構成第一等效電路：PV+直接和電阻R1連接，電阻R1先和PV+對機殼的等效電阻Rx1并聯，再和PV-對機殼的等效電阻Rx2串聯形成電阻分壓，由于PV+對PV-的電壓已知，R1上電壓也可以檢測到，根據電阻分壓公式可得到方程：

??????????（2）；

（3）、閉合繼電器K4，繼電器K5沒有觸發信號，其它開關處于斷開狀態，采樣電阻R1上電壓，記錄一個電網電壓周期內的平均值并命名為Ue3，此時構成第二等效電路：電網側N線直接和電阻R1連接，電阻R1先和N線對機殼的等效電阻Rx4并聯，再和L線對機殼的等效電阻Rx3串聯形成電阻分壓，由于電網L線對N線的電壓在一個電網周期內的平均值可以檢測出，R1上電壓也可以檢測到，根據電阻分壓公式可得到方程：

????????（3）；

式中Ug1為和Ue3同時段內的電網電壓采樣平均值；

（4）、閉合繼電器K3、繼電器K5有觸發信號，其它開關處于斷開狀態，采樣電阻R1上電壓，記錄一個電網電壓周期內的平均值并命名為Ue4，此時構成第一等效電路：電網側L線直接和電阻R1連接，電阻R1先和L線對機殼的等效電阻Rx3并聯，再和N線對機殼的等效電阻Rx4串聯形成電阻分壓，由于電網L線對N線的電壓在一個電網周期內的平均值可以檢測出，R1上電壓也可以檢測到，根據電阻分壓公式可得到方程：

?????????（4），

式中Ug為和Ue4同時段內的電網電壓采樣平均值；

（5）、將方程（1）（2）聯立，解方程（1）、（2）即可求得太陽能電池板的正端PV+對機殼的絕緣電阻值Rx1、太陽能電池板的負端PV-對機殼的絕緣電阻值Rx2值，其中采樣電阻R1為外加的輔助檢測的電阻，且其阻值遠小于電阻Rx1、電阻Rx2，其值大小可以根據標準規定的絕緣電阻臨界值選取，根據電阻R1和電阻R2對測量精度的影響程度，選其值為標準規定的臨界值的1/1000，這樣在電阻R1或者電阻R2與被測的電阻Rx1與電阻Rx2并聯之后，其并聯值基本等于電阻R1或者電阻R2，從而使得公式（1）（2）成立，同理聯立方程（3）、（4）可求得電網側L線對機殼的絕緣電阻值Rx3、電網側N線對機殼的絕緣電阻值Rx4，通常電網側N線是和大地直接連接的，所以Rx3值應該很小。