CN102508039A - 一种电池板对地阻抗检测电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电池板对地阻抗检测电路包括对地阻抗检测模块及微处理器模块，用于检测包含至少两路电池板的光伏逆变器直流侧的对地阻抗，其中每路电池板具有一个正极，所有电池板具有一个共同的负极。对地阻抗检测模块用于连接所有电池板的多个待测电极和大地，并根据控制多个待测电极与大地的连接以形成多种不同的连接组合，以及根据多种不同的连接组合输出至少与多个待测电极的数量相同的一组测量电压。微处理器模块用于接收一组测量电压，并根据一组测量电压计算出多个待测电极的对地阻抗。同时本发明实施例还公开了一种电池板对地阻抗检测方法。本发明实施例所公开的一种电池板对地阻抗检测电路及方法可提高检测的准确性。

Description

一种电池板对地阻抗检测电路及方法

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体的涉及一种电池板对地阻抗检测电路及方法。

背景技术

小功率非隔离型光伏并网逆变器属于居民家用产品，其防护等级高于一般商业级应用。欧洲国家低压入网标准要求民用光伏逆变器电池板正负极对地阻抗需要满足最低下限，随着太阳能面板输出电压的升高，限值亦有所变化。因此每次开机前需进行对地阻抗检测，传统的直流绝缘监测装置利用如图1所示的平衡直流电桥对地阻抗检测电路进行对地阻抗的检测，PV+是电池板的正极，PV-是电池板的负极，PE是大地，U_m是电池板的正极与负极之间的电压，U_j是电池板的负极对地电压，通过串联电阻R₁₁和R₁₂检测电池板的正极对地阻抗R+和电池板的负极对地阻抗R-，采用平衡电桥检测原理，推导出检测公式如下：

$\frac{U_m-U_j}{R_{11}}=\frac{U_j}{R_{12}}---\left(1\right)$

$\frac{U_m-U_j}{R+}=\frac{U_j}{R-}---\left(2\right)$

联立(1)(2)得：R₁₁*(R-)＝R₁₂*(R+)

当电桥平衡时，R₁₁*(R-)＝R₁₂*(R+)成立，大地PE上没有电流产生；当直流系统某一母线绝缘下降时，破坏了电桥的平衡，大地PE上有电流产生，通过检测该电流的大小来反映直流系统的绝缘状况；当对地阻抗R+和R-同时出现降低时，R₁₁*(R-)＝R₁₂*(R+)仍能够成立，但此时的检测结果将与实际情况严重不符，极有可能危及人身安全。

因此，采用平衡电桥检测电路的这种传统检测方式存在的缺点是检测精度较低，甚至有可能会出现误判的情况而导致人身安全隐患和财产的意外损失。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种电池板对地阻抗检测电路及方法，用于对包含至少两路电池板的光伏逆变器直流侧对地阻抗的检测，可提高检测的准确性及精度，增加人身安全性。

依据本发明一实施例提供的一种电池板对地阻抗检测电路，用于检测包含至少两路电池板的光伏逆变器直流侧的对地阻抗，其中每路电池板具有一个正极，所有电池板具有一个共同的负极，所述电池板对地阻抗检测电路包括对地阻抗检测模块及微处理器模块。对地阻抗检测模块用于连接所有电池板的多个待测电极和大地，并根据控制所述多个待测电极与所述大地的连接以形成多种不同的连接组合，以及根据所述多种不同的连接组合输出至少与所述多个待测电极的数量相同的一组测量电压，其中，所述多个待测电极包括每路电池板的正极和所有电池板所共同的负极。微处理器模块用于接收所述一组测量电压，并根据所述一组测量电压计算出所述多个待测电极的对地阻抗。

优选地，所述微处理器模块还用于判断计算出的所述多个待测电极的对地阻抗是否大于预设的阈值，并在所述多个待测电极的对地阻抗中有一个小于所述预设的阈值时，产生相应的告警消息。

优选地，所述微处理器模块还用于在所述多个待测电极的对地阻抗中没有一个小于所述预设的阈值时，使所述光伏逆变器正常运行。

优选地，所述电池板对地阻抗检测电路进一步包括：电压转换模块用于将所述对地阻抗检测模块所输出的所述一组测量电压转换成一组输出电压，其中，所述微处理器模块还用于根据所述一组输出电压计算出所述多个待测电极的对地阻抗。

优选地，所述电压转换模块为线性光耦模块，且所述线性光耦模块的前后传输比例为0.5～2。

优选地，所述对地阻抗检测模块采用多个继电器分别控制所述多个待测电极与所述大地的连接。

优选地，所述对地阻抗检测模块进一步包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一继电器、第二继电器和第三继电器，所述多个待测电极至少包括第一正极、第二正极以及共同负极。

优选地，所述第一正极与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述第一继电器的一端连接，所述第一继电器的另一端与所述大地连接，所述第二正极与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述第二继电器的一端连接，所述第二继电器的另一端与所述大地连接，所述第三继电器的一端与所述大地连接，所述第三继电器的另一端与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述共同负极连接，所述第四电阻的一端与所述大地连接，所述第四电阻的另一端与所述第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端与所述共同负极连接，所述第四电阻和所述第五电阻的公共连接点输出所述一组测量电压。

依据本发明一实施例提供的一种电池板对地阻抗检测方法，用于检测包含至少两路电池板的光伏逆变器直流侧的对地阻抗，其中每路电池板具有一个正极，所有电池板具有一个共同的负极，该检测方法包括以下步骤：连接所有电池板的多个待测电极和大地，并根据控制所述多个待测电极与所述大地的连接以形成多种不同的连接组合，以及根据所述多种不同的连接组合输出至少与所述多个待测电极的数量相同的一组测量电压，其中，所述多个待测电极包括每路电池板的正极和所有电池板所共同的负极；以及接收所述一组测量电压，并根据所述一组测量电压计算出所述多个待测电极的对地阻抗。

优选地，该检测方法进一步包括以下步骤：判断计算出的所述多个待测电极的对地阻抗是否大于预设的阈值，并在所述多个待测电极的对地阻抗中有一个小于所述预设的阈值时，产生相应的告警消息。

优选地，该检测方法进一步包括以下步骤：在所述多个待测电极的对地阻抗中没有一个小于所述预设的阈值时，使所述光伏逆变器正常运行。

优选地，在接收所述一组测量电压后进一步包括以下步骤：将所述一组测量电压转换成一组输出电压；以及根据所述一组输出电压计算出所述多个待测电极的对地阻抗。

本发明实施例所提供的一种电池板对地阻抗检测电路及方法，通过采用多次检测表征对地阻抗的输出电压，并将输出电压转换成微处理器模块处理范围内的电压进行对地阻抗的计算，通过多次采样，可增加检测的精度，提高人身安全性。

附图说明

图1是现有技术的平衡直流电桥对地阻抗检测电路；

图2是本发明实施例一的电池板对地阻抗检测电路的原理框图；

图3是本发明实施例二的电池板对地阻抗检测电路的原理框图；

图4是本发明实施例二的电池板对地阻抗检测电路的应用实施例的原理框图；

图5是本发明实施例二的电池板对地阻抗检测电路的应用实施例的结构示意图；

图6是本发明实施例一的电池板对地阻抗检测方法的流程图；

图7是本发明实施例二的电池板对地阻抗检测方法的流程图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种电池板对地阻抗检测电路，用于对包含至少两路电池板的光伏逆变器直流侧对地阻抗的检测，可提高对地阻抗检测的准确性及精度，增加人身安全性。本发明实施例还提供相应的电池板对地阻抗检测方法。以下分别进行详细说明。

请参阅图2，所示为本发明实施例一的电池板对地阻抗检测电路的原理框图。在本实施例一中，图2的原理框图用于检测包含至少两路电池板的光伏逆变器直流侧的对地阻抗，其中每路电池板具有一个正极PV+，所有电池板具有一个共同的负极BUS-，如图2所示，在本实施例一中的电池板对地阻抗检测电路包括对地阻抗检测模块21和微处理器模块22。

对地阻抗检测模块21，用于连接所有电池板的多个待测电极和大地PE，并根据控制多个待测电极与大地的连接以形成多种不同的连接组合，以及根据多种不同的连接组合输出至少与多个待测电极的数量相同的一组测量电压V_sense。在本实施例一中，以用电池板对地阻抗检测电路检测包含两路电池板的光伏逆变器直流侧的对地阻抗为例进行说明，如图2所示，PV1+表示第一路电池板的正极，PV2+表示第二路电池板的正极，BUS-表示第一路电池板与第二路电池板所共同的负极。在其他实施例中，如果需要检测包含两路以上电池板的光伏逆变器直流侧的对地阻抗，则对地阻抗检测模块21还需要连接第三路电池板的正极PV3+、第四路电池板的正极PV4+、...以此类推，在此不再赘述。

在本实施例一中，多个待测电极包括每路电池板的正极PV+和所有电池板所共同的负极BUS-，以图2所示为例，这多个待测电极就是第一路电池板的正极PV1+、第二路电池板的正极PV2+以及第一路电池板与第二路电池板所共同的负极BUS-。

在本实施例一中，对地阻抗检测模块21可以采用多个继电器分别控制多个待测电极与大地PE的连接。以图2所示为例，由于这多个待测电极就是第一路电池板的正极PV1+、第二路电池板的正极PV2+以及第一路电池板与第二路电池板所共同的负极BUS-，因此，对地阻抗检测模块21可以采用三个继电器分别控制PV1+、PV2+、BUS-与大地PE连接，这样一来，三个待测电极与大地PE就可以形成2³＝8种不同的组合连接关系，同时，对地阻抗检测模块21对应的可输出最多8个表征对地阻抗的一组测量电压V_sense，其中每个测量电压V_sense可表示一种与对地阻抗的对应关系。在实际应用中，为了能计算出多个待测电极的对地阻抗，一般只需输出至少与多个待测电极的数量相同的一组测量电压V_sense即可，以图2所示为例，对地阻抗检测模块21需要输出至少三个测量电压V_sense。

微处理器模块22，用于接收对地阻抗检测模块21所输出的一组测量电压V_sense，并根据一组测量电压V_sense计算出多个待测电极的对地阻抗。以图2所示为例，通过微处理器模块22以及根据所接收到的一组测量电压V_sense可相应的计算出第一路电池板的正极PV1+对地阻抗R₁₊，第二路电池板的正极PV2+对地阻抗R₂₊和负极BUS-对地阻抗R_-。

在本实施例一中，每个待测电极的对地阻抗具有一个预设的阈值，微处理器模块22通过判断计算出的多个待测电极的对地阻抗与预设的阈值的大小关系可判断多个待测电极的对地阻抗是否正常。具体而言，在判断多个待测电极的对地阻抗中有一个小于预设的阈值时，微处理器模块22则产生相应的告警消息，以表明待测电极的对地阻抗出现了异常，以及在判断多个待测电极的对地阻抗中没有一个小于预设的阈值时，微处理器模块22判定光伏逆变器正常运行。

在实际应用情况下，微处理器模块22有时存在不能直接对对地阻抗检测模块21所输出的测量电压V_sense进行处理的情况，需先对输出的测量电压V_sense进行电压转换后，微处理器模块22才能对多个待测电极的对地阻抗进行计算。

因此，本发明实施例二提供了另一种电池板对地阻抗检测电路，同样用于检测包含至少两路电池板的光伏逆变器直流侧的对地阻抗，其中每路电池板具有一个正极PV+，所有电池板具有一个共同的负极BUS-。

请参阅图3，所示为本发明实施例二的电池板对地阻抗检测电路的原理框图。

如图3所示，在本实施例二中的电池板对地阻抗检测电路在图2所示的基础上进一步包括电压转换模块23，即本实施例二中的电池板对地阻抗检测电路包括对地阻抗检测模块21、微处理器模块22以及电压转换模块23，且同样以用电池板对地阻抗检测电路检测包含两路电池板的光伏逆变器直流侧的对地阻抗为例进行说明，PV1+表示第一路电池板的正极，PV2+表示第二路电池板的正极，BUS-表示第一路电池板与第二路电池板所共同的负极，在本实施例二中多个待测电极就是第一路电池板的正极PV1+、第二路电池板的正极PV2+以及第一路电池板与第二路电池板所共同的负极BUS-。在其他实施例中，如果需要检测包含两路以上电池板的光伏逆变器直流侧的对地阻抗，则对地阻抗检测模块21还需要连接第三路电池板的正极PV3+、第四路电池板的正极PV4+、...以此类推，在此不再赘述。

在本实施例二中，电池板对地阻抗检测电路中的对地阻抗检测模块21与微处理器模块22均与本实施例一中的相同，不同之处在于，新增了电压转换模块23且设置在对地阻抗检测模块21和微处理器模块22之间，用于接收对地阻抗检测模块21所输出的一组测量电压V_sense，并将一组测量电压V_sense转换成一组输出电压V_out以输出给微处理器模块22进行处理。同时，微处理器模块22则根据电压转换模块23所输出的一组输出电压计算出多个待测电极的对地阻抗，以图3所示为例，即计算出第一路电池板的正极PV1+对地阻抗R₁₊，第二路电池板的正极PV2+对地阻抗R₂₊和负极BUS-对地阻抗R_-。同样的，每个待测电极的对地阻抗具有一个预设的阈值，微处理器模块22通过判断计算出的多个待测电极的对地阻抗与预设的阈值的大小关系可判断多个待测电极的对地阻抗是否正常，这一点与本实施例一中的相同。具体而言，即在判断多个待测电极的对地阻抗中有一个小于预设的阈值时，微处理器模块22则产生相应的告警消息，以表明待测电极的对地阻抗出现了异常，以及在判断多个待测电极的对地阻抗中没有一个小于预设的阈值时，微处理器模块22判定光伏逆变器正常运行。

在具体的应用实例中，电压转换模块23可采用线性光耦模块231，请参见图4，所示为本发明实施例二的电池板对地阻抗检测电路的应用实施例的原理框图。

如图4所示，线性光耦模块231的传输比例在0.5～2之间，这样能保证传输精度，一般情况下，线性光耦模块231的传输比例设置为1，以确保最终输出电压V_out的范围在0～3V或0～5V，从而满足微处理器模块22的处理要求。

请参见图5，所示为本发明实施例二的电池板对地阻抗检测电路的应用实施例的结构示意图。

如图5所示，电池板对地阻抗检测电路包括对地阻抗检测模块21、微处理器模块22和线性光耦模块231，用于对包含两路电池板的光伏逆变器直流侧对地阻抗的检测，即检测第一路电池板的正极PV1+对地阻抗R₁₊，第二路电池板的正极PV2+对地阻抗R₂₊和负极BUS-对地阻抗R_-。其中，对地阻抗检测模块21进一步包括第一电阻R₁、第二电阻R₂、第三电阻R₃、第四电阻R₄、第五电阻R₅、第一继电器K₁、第二继电器K₂和第三继电器K₃，第一路电池板的正极PV1+与第一电阻R₁的一端连接，第一电阻R₁的另一端与第一继电器K₁的一端连接，第一继电器K₁的另一端与大地PE连接；第二路电池板的正极PV2+与第二电阻R₂的一端连接，第二电阻R₂的另一端与第二继电器K₂的一端连接，第二继电器K₂的另一端与大地PE连接；第三继电器K₃的一端与大地PE连接，第三继电器K₃的另一端与第三电阻R₃的一端连接，第三电阻R₃的另一端与负极BUS-连接；第四电阻R₄的一端与大地PE连接，第四电阻R₄的另一端与第五电阻R₅的一端连接，第五电阻R₅的另一端与负极BUS-连接；第四电阻R₄和第五电阻R₅的公共连接点输出测量电压V_sense。

通过以上连接，第一继电器K₁控制第一路电池板的正极PV1+是否接入大地PE，第二继电器K₂控制第二路电池板的正极PV2+是否接入大地PE，第三继电器K₃控制负极BUS-是否接入大地PE，通过控制第一路电池板的正极PV1+、第二路电池板的正极PV2+和负极BUS-接入大地PE的不同组合，可输出多个联合表征第一路电池板的正极PV1+对地阻抗R₁₊、第二路电池板的正极PV2+对地阻抗R₂₊和负极BUS-对地阻抗R_-的测量电压V_sense。在其他的实施例中，当然也可以通过其他的方式来控制多个待测电极与大地的连接，在此不再赘述。

在本实施例中，第一继电器K₁、第二继电器K₂和第三继电器K₃初始化均断开，后续可按如下时序进行采样：

(1)断开K₁、K₂、K₃，根据电路连接关系，可得到输出电压V_out0与对地阻抗的关系式如下：

$\frac{(V_{\mathrm{PV}1+}-V_{\mathrm{PE}})}{R_{1+}}+\frac{(V_{\mathrm{PV}2+}-V_{\mathrm{PE}})}{R_{2+}}=\frac{(V_{\mathrm{PE}}-V_{\mathrm{BUS}-})}{R_{-}//(R_4+R_5)}$

$V_{\mathrm{out}0}=\frac{(V_{\mathrm{PE}}-V_{\mathrm{BUS}-})*R_5}{(R_4+R_5)}$

(2)断开K₁、K₂，闭合K₃，根据电路连接关系，可得到输出电压V_out1与对地阻抗的关系式如下：

$\frac{(V_{\mathrm{PV}1+}-V_{\mathrm{PE}})}{R_{1+}}+\frac{(V_{\mathrm{PV}2+}-V_{\mathrm{PE}})}{R_{2+}}=\frac{(V_{\mathrm{PE}}-V_{\mathrm{BUS}-})}{R_{-}//(R_4+R_5)//R_3}$

$V_{\mathrm{out}1}=\frac{(V_{\mathrm{PE}}-V_{\mathrm{BUS}-})*R_5}{(R_4+R_5)}$

(3)断开K₁、K₃，闭合K₂，根据电路连接关系，可得到输出电压V_out2与对地阻抗的关系式如下：

$\frac{(V_{\mathrm{PV}1+}-V_{\mathrm{PE}})}{R_{1+}}+\frac{(V_{\mathrm{PV}2+}-V_{\mathrm{PE}})}{R_{2+}//R_2}=\frac{(V_{\mathrm{PE}}-V_{\mathrm{BUS}-})}{R_{-}//(R_4+R_5)}$

$V_{\mathrm{out}2}=\frac{(V_{\mathrm{PE}}-V_{\mathrm{BUS}-})*R_5}{(R_4+R_5)}$

(4)断开K₂、K₃，闭合K₁，根据电路连接关系，可得到输出电压V_out3与对地阻抗的关系式如下：

$\frac{(V_{\mathrm{PV}1+}-V_{\mathrm{PE}})}{R_{1+}//R_1}+\frac{(V_{\mathrm{PV}2+}-V_{\mathrm{PE}})}{R_{2+}}=\frac{(V_{\mathrm{PE}}-V_{\mathrm{BUS}-})}{R_{-}//(R_4+R_5)}$

$V_{\mathrm{out}3}=\frac{(V_{\mathrm{PE}}-V_{\mathrm{BUS}-})*R_5}{(R_4+R_5)}$

(5)断开K₁，闭合K₂、K₃，根据电路连接关系，可得到输出电压V_out4与对地阻抗的关系式如下：

$\frac{(V_{\mathrm{PV}1+}-V_{\mathrm{PE}})}{R_{1+}}+\frac{(V_{\mathrm{PV}2+}-V_{\mathrm{PE}})}{R_{2+}//R_2}=\frac{(V_{\mathrm{PE}}-V_{\mathrm{BUS}-})}{R_{-}//(R_4+R_5)//R_3}$

$V_{\mathrm{out}4}=\frac{(V_{\mathrm{PE}}-V_{\mathrm{BUS}-})*R_5}{(R_4+R_5)}$

(6)断开K₂，闭合K₁、K₃，根据电路连接关系，可得到输出电压V_out5与对地阻抗的关系式如下：

$\frac{(V_{\mathrm{PV}1+}-V_{\mathrm{PE}})}{R_{1+}//R_1}+\frac{(V_{\mathrm{PV}2+}-V_{\mathrm{PE}})}{R_{2+}}=\frac{(V_{\mathrm{PE}}-V_{\mathrm{BUS}-})}{R_{-}//(R_4+R_5)//R_3}$

$V_{\mathrm{out}5}=\frac{(V_{\mathrm{PE}}-V_{\mathrm{BUS}-})*R_5}{(R_4+R_5)}$

(7)断开K₃，闭合K₁、K₂，根据电路连接关系，可得到输出电压V_out6与对地阻抗的关系式如下：

$\frac{(V_{\mathrm{PV}1+}-V_{\mathrm{PE}})}{R_{1+}//R_1}+\frac{(V_{\mathrm{PV}2+}-V_{\mathrm{PE}})}{R_{2+}//R_2}=\frac{(V_{\mathrm{PE}}-V_{\mathrm{BUS}-})}{R_{-}//(R_4+R_5)}$

$V_{\mathrm{out}6}=\frac{(V_{\mathrm{PE}}-V_{\mathrm{BUS}-})*R_5}{(R_4+R_5)}$

(8)闭合K₁、K₂、K₃，根据电路连接关系，可得到输出电压V_out7与对地阻抗的关系式如下：

$\frac{(V_{\mathrm{PV}1+}-V_{\mathrm{PE}})}{R_{1+}//R_1}+\frac{(V_{\mathrm{PV}2+}-V_{\mathrm{PE}})}{R_{2+}//R_2}=\frac{(V_{\mathrm{PE}}-V_{\mathrm{BUS}-})}{R_{-}//(R_4+R_5)//R_3}$

$V_{\mathrm{out}7}=\frac{(V_{\mathrm{PE}}-V_{\mathrm{BUS}-})*R_5}{(R_4+R_5)}$

步骤(1)至(8)的每个动作步骤后，微处理器模块22都会得到一个输出电压V_out，此值反映了当前情况下多路电池板与大地连接的多个待测电极对地阻抗值，获取每一步骤的输出结果后，微处理器模块22对其进行联立方程组冗余计算，计算出相对应的电池板的多个待测电极的对地阻抗。实际测量中，为了减少计算量，不必对继电器的所有开关动作进行组合，取至少三个联合表征对地阻抗的测量电压V_sense即可，并通过这至少三个测量电压V_sense计算出第一路电池板的正极PV1+对地阻抗R₁₊、第二路电池板的正极PV2+对地阻抗R₂₊和负极对地阻抗R_-。

同样的，每个待测电极的对地阻抗具有一个预设的阈值，微处理器模块22通过判断计算出的多个待测电极的对地阻抗与预设的阈值的大小关系可判断多个待测电极的对地阻抗是否正常，这一点与本实施例一中的相同，在此不再赘述。

通过以上电路，可根据表征待测电极的对地阻抗的测量电压进行联立方程计算，计算出相对应的待测电极的对地阻抗，采样多个输出电压，可提高检测精度，从而提高人身安全性。

下面对本发明实施例提供的与电池板对地阻抗检测电路相应的电池板对地阻抗检测方法进行详细说明。

请参见图6，所示为本发明实施例一的电池板对地阻抗检测方法的流程图。在本实施例中，电池板对地阻抗检测方法的步骤由图2所示的电池板对地阻抗检测电路中的各个模块完成。

在步骤S601中，对地阻抗检测模块21连接所有电池板的多个待测电极和大地PE，并根据控制多个待测电极与大地PE的连接以形成多种不同的连接组合，以及根据多种不同的连接组合输出至少与多个待测电极的数量相同的一组测量电压V_sense。

在本实施例中，以用电池板对地阻抗检测电路检测包含两路电池板的光伏逆变器直流侧的对地阻抗为例进行说明，如果需要检测包含两路以上电池板的光伏逆变器直流侧的对地阻抗，则对地阻抗检测模块21还需要连接第三路电池板的正极PV3+、第四路电池板的正极PV4+、...以此类推，在此不再赘述。

在本实施例中，对地阻抗检测模块21可以设置多个继电器来分别控制多个待测电极与大地PE的连接以形成多种不同的连接组合。以图2所示为例，由于这多个待测电极就是第一路电池板的正极PV1+、第二路电池板的正极PV2+以及第一路电池板与第二路电池板所共同的负极BUS-，因此，对地阻抗检测模块21可以采用三个继电器分别控制PV1+、PV2+、BUS-与大地PE连接，这样一来，三个待测电极与大地PE就可以形成2³＝8种不同的组合连接关系，同时，对地阻抗检测模块21对应的可输出最多8个表征对地阻抗的一组测量电压V_sense，其中每个测量电压V_sense可表示一种与对地阻抗的对应关系。在实际应用中，为了能计算出多个待测电极的对地阻抗，一般只需输出至少与多个待测电极的数量相同的一组测量电压V_sense即可，以图2所示为例，对地阻抗检测模块21需要输出至少三个测量电压V_sense。

除此之外，在其他的实施例中，也可以通过其他的方式来控制多个待测电极与大地PE的连接，在此不再赘述。

在步骤S602中，微处理器模块22接收对地阻抗检测模块21所输出的一组测量电压V_sense，并根据一组测量电压V_sense计算出多个待测电极的对地阻抗。在本实施例中，微处理器模块22根据所接收到的一组测量电压V_sense可相应的计算出第一路电池板的正极PV1+对地阻抗R₁₊，第二路电池板的正极PV2+对地阻抗R₂₊和负极BUS-对地阻抗R_-。

在步骤S603中，微处理器模块22判断多个待测电极的对地阻抗是否大于预设的阈值。在本实施例中，每个待测电极的对地阻抗具有一个预设的阈值，通过判断待测电极的对地阻抗与预设的阈值的大小关系可判断待测电极的对地阻抗是否正常。

在步骤S604a中，若在多个待测电极的对地阻抗中没有一个小于预设的阈值时，则微处理器模块22判定光伏逆变器正常运行。

在步骤S604b中，若在多个待测电极的对地阻抗中有一个小于预设的阈值时，则微处理器模块22产生相应的告警消息，以表明待测电极的对地阻抗出现了异常。

实际应用情况下，微处理器模块22存在不能直接对对地阻抗检测模块21所输出的测量电压V_sense进行处理的情况，需先对输出的测量电压V_sense进行电压转换后，才能进行待测电极对地阻抗的计算。

因此，本发明又一实施例中提供了另外一种电池板对地阻抗检测方法。

请参见图7，所示为本发明实施例二的电池板对地阻抗检测方法的流程图。在本实施例中，电池板对地阻抗检测方法的步骤由图3所示的电池板对地阻抗检测电路中的各个模块完成。

在步骤S701中，对地阻抗检测模块21连接所有电池板的多个待测电极和大地PE，并根据控制多个待测电极与大地PE的连接以形成多种不同的连接组合，以及根据多种不同的连接组合输出至少与多个待测电极的数量相同的一组测量电压V_sense，其中，多个待测电极包括每路电池板的正极和所有电池板所共同的负极。

在本实施例中，以用电池板对地阻抗检测电路检测包含两路电池板的光伏逆变器直流侧的对地阻抗为例进行说明，如果需要检测包含两路以上电池板的光伏逆变器直流侧的对地阻抗，则对地阻抗检测模块21还需要连接第三路电池板的正极PV3+、第四路电池板的正极PV4+、...以此类推，在此不再赘述。

在本实施例中，对地阻抗检测模块21可以设置多个继电器来分别控制多个待测电极与大地PE的连接以形成多种不同的连接组合。以图3所示为例，由于这多个待测电极就是第一路电池板的正极PV1+、第二路电池板的正极PV2+以及第一路电池板与第二路电池板所共同的负极BUS-，因此，对地阻抗检测模块21可以采用三个继电器分别控制PV1+、PV2+、BUS-与大地PE连接，这样一来，三个待测电极与大地PE就可以形成2³＝8种不同的组合连接关系，同时，对地阻抗检测模块21对应的可输出最多8个表征对地阻抗的一组测量电压V_sense，其中每个测量电压V_sense可表示一种与对地阻抗的对应关系。在实际应用中，为了能计算出多个待测电极的对地阻抗，一般只需输出至少与多个待测电极的数量相同的一组测量电压V_sense即可，以图3所示为例，对地阻抗检测模块21需要输出至少三个测量电压V_sense。

除此之外，在其他的实施例中，也可以通过其他的方式来控制多个待测电极与大地PE的连接，在此不再赘述。

在步骤S702中，电压转换模块23接收对地阻抗检测模块21所输出的一组测量电压V_sense，将一组测量电压V_sense转换成一组输出电压V_out。在本实施例中，由于微处理器模块22对输入的电压有一定的要求，即输入到微处理器模块22的电压需在规定的范围之内，例如0～3V或0～5V，这样微处理器模块22才能进行处理，电压转换模块23就将接收到的一组测量电压V_sense转换成一组符合微处理器模块22的处理要求的电压V_out，并输出一组V_out至微处理器模块22。

在步骤S703中，微处理器模块22接收从电压转换模块23所输出的一组输出电压V_out，并根据一组输出电压V_out计算出待测电极的对地阻抗。在本实施例中，微处理器模块22根据所接收到的一组输出电压V_out可相应的计算出第一路电池板的正极PV1+对地阻抗R₁₊，第二路电池板的正极PV2+对地阻抗R₂₊和负极BUS-对地阻抗R_-。

在步骤S704中，微处理器模块22判断多个待测电极的对地阻抗是否大于预设的阈值。在本实施例中，每个待测电极的对地阻抗具有一个预设的阈值，通过判断待测电极的对地阻抗与预设的阈值的大小关系可判断待测电极的对地阻抗是否正常。

在步骤S705a中，若在多个待测电极的对地阻抗中没有一个小于预设的阈值时，则微处理器模块22判定光伏逆变器正常运行。

在步骤S705b中，若在多个待测电极的对地阻抗中有一个小于预设的阈值时，则微处理器模块22产生相应的告警消息，以表明待测电极的对地阻抗出现了异常。

通过以上步骤，可根据表征待测电极的对地阻抗的测量电压进行联立方程计算，计算出相对应的待测电极的对地阻抗，采样多个输出电压，提高检测精度，从而提高人身安全性。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上对本发明所提供的一种电池板对地阻抗检测电路及方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (12)

1.一种电池板对地阻抗检测电路，用于检测包含至少两路电池板的光伏逆变器直流侧的对地阻抗，其中每路电池板具有一个正极，所有电池板具有一个共同的负极，其特征在于，所述电池板对地阻抗检测电路包括：

对地阻抗检测模块，用于连接所有电池板的多个待测电极和大地，并根据控制所述多个待测电极与所述大地的连接以形成多种不同的连接组合，以及根据所述多种不同的连接组合输出至少与所述多个待测电极的数量相同的一组测量电压，其中，所述多个待测电极包括每路电池板的正极和所有电池板所共同的负极；以及

微处理器模块，用于接收所述一组测量电压，并根据所述一组测量电压计算出所述多个待测电极的对地阻抗。

2.根据权利要求1所述的电池板对地阻抗检测电路，其特征在于，所述微处理器模块还用于判断计算出的所述多个待测电极的对地阻抗是否大于预设的阈值，并在所述多个待测电极的对地阻抗中有一个小于所述预设的阈值时，产生相应的告警消息。

3.根据权利要求2所述的电池板对地阻抗检测电路，其特征在于，所述微处理器模块还用于在所述多个待测电极的对地阻抗中没有一个小于所述预设的阈值时，使所述光伏逆变器正常运行。

4.根据权利要求1所述的电池板对地阻抗检测电路，其特征在于，所述电池板对地阻抗检测电路进一步包括：

电压转换模块，用于将所述对地阻抗检测模块所输出的所述一组测量电压转换成一组输出电压，其中，所述微处理器模块还用于根据所述一组输出电压计算出所述多个待测电极的对地阻抗。

5.根据权利要求4所述的电池板对地检测电路，其特征在于，所述电压转换模块为线性光耦模块，且所述线性光耦模块的前后传输比例为0.5～2。

6.根据权利要求1至5任一所述的电池板对地阻抗检测电路，其特征在于，所述对地阻抗检测模块采用多个继电器分别控制所述多个待测电极与所述大地的连接。

7.根据权利要求1至5任一所述的电池板对地阻抗检测电路，其特征在于，所述对地阻抗检测模块进一步包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一继电器、第二继电器和第三继电器，所述多个待测电极至少包括第一正极、第二正极以及共同负极。

8.根据权利要求7所述的电池板对地检测电路，其特征在于，所述第一正极与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述第一继电器的一端连接，所述第一继电器的另一端与所述大地连接，所述第二正极与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述第二继电器的一端连接，所述第二继电器的另一端与所述大地连接，所述第三继电器的一端与所述大地连接，所述第三继电器的另一端与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述共同负极连接，所述第四电阻的一端与所述大地连接，所述第四电阻的另一端与所述第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端与所述共同负极连接，所述第四电阻和所述第五电阻的公共连接点输出所述一组测量电压。

9.一种电池板对地阻抗检测方法，用于检测包含至少两路电池板的光伏逆变器直流侧的对地阻抗，其中每路电池板具有一个正极，所有电池板具有一个共同的负极，其特征在于，包括以下步骤：

连接所有电池板的多个待测电极和大地，并根据控制所述多个待测电极与所述大地的连接以形成多种不同的连接组合，以及根据所述多种不同的连接组合输出至少与所述多个待测电极的数量相同的一组测量电压，其中，所述多个待测电极包括每路电池板的正极和所有电池板所共同的负极；以及

接收所述一组测量电压，并根据所述一组测量电压计算出所述多个待测电极的对地阻抗。

10.根据权利要求9所述的电池板对地阻抗检测方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：

判断计算出的所述多个待测电极的对地阻抗是否大于预设的阈值，并在所述多个待测电极的对地阻抗中有一个小于所述预设的阈值时，产生相应的告警消息。

11.根据权利要求10所述的电池板对地阻抗检测方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：

在所述多个待测电极的对地阻抗中没有一个小于所述预设的阈值时，使所述光伏逆变器正常运行。

12.根据权利要求9至11任一所述的电池板对地阻抗检测电路，其特征在于，在接收所述一组测量电压后进一步包括以下步骤：

将所述一组测量电压转换成一组输出电压；以及

根据所述一组输出电压计算出所述多个待测电极的对地阻抗。

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