CN103983855B - 一种绝缘阻抗检测方法及电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开的绝缘阻抗检测方法及电路，通过控制器控制PID抑制电路断开连接，再控制检测电路的导通与关断，实现对电池板的对地绝缘阻抗的检测；然后判断所述电池板的对地绝缘阻抗是否大于预设值，当判断所述电池板的对地绝缘阻抗小于或等于所述预设值时，报绝缘阻抗故障；当判断所述电池板的对地绝缘阻抗大于所述预设值时，控制逆变器启动，再控制所述PID抑制电路导通实现对PID效应的抑制；既实现了在逆变器并网前对于所述电池板的绝缘阻抗的检测，又实现了PID抑制功能，解决了现有技术的问题。

Description

一种绝缘阻抗检测方法及电路

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种绝缘阻抗检测方法及电路。

背景技术

当前在光伏发电系统中，对于非隔离型光伏并网逆变器，工作前必须保证光伏电池板相对大地(GND)之间具有足够大的绝缘阻抗，因此需要对电池板对地绝缘阻抗进行检测。

同时，光伏组件长期在特定极性的高电压作用下会使玻璃、封装材料之间存在漏电流，大量电荷聚集在电池片表面，使电池片表面的钝化效果恶化，导致电池板的填充系数、短路电流、开路电压降低，这种现象称为PID(Potential Induced Degradation，电势诱导衰减)效应，会使光伏系统发电功率下降，严重影响电站的发电量。

现有的单路或多路光伏输入系统，一般只有绝缘阻抗检测电路或PID抑制电路。且绝缘阻抗检测均有其自身的不足，独立的PID抑制电路则增加了系统的复杂性，所以现有技术中缺少能够同时实现PID抑制功能的绝缘阻抗检测电路。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种绝缘阻抗检测方法及电路，以解决现有技术中缺少能够同时实现PID抑制功能的绝缘阻抗检测电路的问题。

一种绝缘阻抗检测方法，应用于电池板的绝缘阻抗检测电路，所述绝缘阻抗检测电路包括：控制器、检测电路及PID抑制电路；所述绝缘阻抗检测方法包括：

所述控制器控制所述PID抑制电路断开连接；

所述控制器控制所述检测电路的导通与关断，检测所述电池板的对地绝缘阻抗；

所述控制器判断所述电池板的对地绝缘阻抗是否大于预设值；

当判断所述电池板的对地绝缘阻抗小于或等于所述预设值时，所述控制器报绝缘阻抗故障；

当判断所述电池板的对地绝缘阻抗大于所述预设值时，所述控制器控制逆变器启动；

所述控制器控制所述PID抑制电路导通。

优选的，在所述控制器控制所述PID抑制电路断开连接的步骤前还包括：

所述控制器控制所述PID抑制电路导通；

所述控制器判断所述绝缘阻抗检测电路的自检是否通过；

当判断所述绝缘阻抗检测电路的自检不通过时，所述控制器报绝缘阻抗故障；

当判断所述绝缘阻抗检测电路的自检通过时，所述控制器才执行控制所述PID抑制电路断开连接的步骤。

优选的，所述控制器判断所述绝缘阻抗检测电路的自检是否通过的步骤具体包括：

所述控制器检测所述PID抑制电路的阻值；

所述控制器判断所述PID抑制电路的阻值与其实际阻值参数之间的差是否小于预设差值；

其中，当判断所述控制器判断所述PID抑制电路的阻值与其实际阻值参数之间的差大于或者等于所述预设差值时，所述控制器判断所述绝缘阻抗检测电路的自检不通过；当判断所述控制器判断所述PID抑制电路的阻值与其实际阻值参数之间的差小于所述预设差值时，所述控制器判断所述绝缘阻抗检测电路的自检通过。

一种绝缘阻抗检测电路，应用于对至少一路电池板的绝缘阻抗检测及PID抑制，所述电池板的负极相连，所述绝缘阻抗检测电路包括：

连接于所述电池板的正极和负极之间的检测电路，用于检测所述电池板的对地绝缘阻抗；

连接于所述电池板的负极和地之间的PID抑制电路，用于实现对所述电池板的PID抑制；

分别与所述检测电路及PID抑制电路相连的控制器，用于控制所述PID抑制电路断开、所述检测电路检测所述电池板的对地绝缘阻抗，判断所述电池板的对地绝缘阻抗小于或者等于预设值时，报绝缘阻抗故障；判断所述电池板的对地绝缘阻抗大于所述预设值时，控制逆变器启动；并控制所述PID抑制电路导通，实现对所述电池板的PID抑制。

优选的，所述PID抑制电路还用于在导通状态下接受所述控制器的阻值检测；

所述控制器还用于控制所述PID抑制电路导通，并检测所述PID抑制电路的阻值，实现对所述绝缘阻抗检测电路的自检是否通过的判断；当判断所述绝缘阻抗检测电路的自检不通过时，所述控制器报绝缘阻抗故障；当判断所述绝缘阻抗检测电路的自检通过时，所述控制器控制所述PID抑制电路断开连接。

优选的，所述PID抑制电路包括：连接于所述电池板的负极和地之间的二极管、第一电阻及第一可控开关，所述二极管、第一电阻及第一可控开关串联连接，所述二极管的阳极与地相连；所述第一可控开关的控制端与所述控制器相连。

优选的，所述检测电路包括：

连接于所述电池板的负极和地之间的第二电阻及第二可控开关，所述第二电阻及第二可控开关串联连接；所述第二可控开关的控制端与所述控制器相连；

连接于所述电池板的负极和地之间的第三电阻及第四电阻，所述第三电阻及第四电阻串联连接，所述第三电阻及第四电阻的连接点与所述控制器相连；

至少一个连接于所述电池板正极与地之间的正极电路，其中一个所述正极电路包括串联连接的第三可控开关及第五电阻，其余所述正极电路包括第六电阻；所述第三可控开关的控制端与所述控制器相连。

优选的，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻及第六电阻为多电阻串并联的等效电阻。

优选的，所述第二电阻、第三电阻、第五电阻及第六电阻的阻值为1MΩ至10MΩ，所述第一电阻及第四电阻的阻值为5KΩ至100KΩ。

优选的，所述第一可控开关、第二可控开关及第三可控开关为晶体管，或者隔离开关，或者继电器。

从上述的技术方案可以看出，本发明公开的绝缘阻抗检测方法，通过控制器控制PID抑制电路断开连接，再控制检测电路的导通与关断，实现对电池板的对地绝缘阻抗的检测；然后判断所述电池板的对地绝缘阻抗是否大于预设值，当判断所述电池板的对地绝缘阻抗小于或等于所述预设值时，报绝缘阻抗故障；当判断所述电池板的对地绝缘阻抗大于所述预设值时，控制逆变器启动，再控制所述PID抑制电路导通实现对PID效应的抑制；既实现了在逆变器并网前对于所述电池板的绝缘阻抗的检测，又实现了PID抑制功能，解决了现有技术的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的绝缘阻抗检测方法流程图；

图2为本发明另一实施例公开的绝缘阻抗检测方法流程图；

图3为本发明另一实施例公开的绝缘阻抗检测方法流程图；

图4为本发明另一实施例公开的绝缘阻抗检测电路结构示意图；

图5为本发明另一实施例公开的绝缘阻抗检测电路结构示意图；

图6为本发明另一实施例公开的绝缘阻抗检测电路结构示意图。

具体实施方式

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。

本发明提供了一种绝缘阻抗检测方法，以解决现有技术中缺少能够同时实现PID抑制功能的绝缘阻抗检测电路的问题。

具体的，所述绝缘阻抗检测方法应用于电池板的绝缘阻抗检测电路，所述绝缘阻抗检测电路包括：控制器、检测电路及PID抑制电路；所述绝缘阻抗检测方法，如图1所示，包括：

S101、所述控制器控制所述PID抑制电路断开连接；

所述PID抑制电路断开连接，避免所述PID抑制电路的低阻抗引起绝缘阻抗检测误保护，以实现对所述电池板的对地绝缘阻抗的检测。

S102、所述控制器控制所述检测电路的导通与关断，检测所述电池板的对地绝缘阻抗；

具体的，所述电池板的数量此处不做具体限定，可以根据具体的实际情况进行选用，当所述电池板为多路时，本实施例可以实现对于多路电池板的绝缘阻抗检测。所述检测电路不同的导通与关断形式，使得所述控制器可以检测得到所述检测电路输出的不同电压值，然后经过其内部处理得到所述电池板的对地绝缘阻抗。

S103、所述控制器判断所述电池板的对地绝缘阻抗是否大于预设值；

只有当所述电池板的对地绝缘阻抗大于所述预设值时，才能启动逆变器并网运行。

S104、所述控制器报绝缘阻抗故障；

当判断所述电池板的对地绝缘阻抗小于或等于所述预设值时，说明此时所述电池板的对地绝缘阻抗出现故障，所述控制器报绝缘阻抗故障。

S105、所述控制器控制逆变器启动；

当判断所述电池板的对地绝缘阻抗大于所述预设值时，说明此时所述电池板的对地绝缘阻抗正常，所述控制器可以控制逆变器启动进行并网运行。

S106、所述控制器控制所述PID抑制电路导通；

所述PID抑制电路导通后，可以实现对PID效应的抑制。

本实施例公开的绝缘阻抗检测方法，通过上述步骤，既实现了在逆变器并网前对于所述电池板的绝缘阻抗的检测，又实现了PID抑制功能，解决了现有技术的问题。

优选的，所述绝缘阻抗检测方法，如图2所示，包括：

S201、所述控制器控制所述PID抑制电路导通；

控制所述PID抑制电路导通，以供后续检测及判断的实现。

S202、所述控制器判断所述绝缘阻抗检测电路的自检是否通过；

所述绝缘阻抗检测电路的自检是对自身能否正常工作的检测，此步骤具体如图3所示，包括：

S301、所述控制器检测所述PID抑制电路的阻值；

所述PID抑制电路导通的情况下，检测所述PID抑制电路的阻值，如果其阻值与其实际阻值参数相差不大，则说明所述绝缘阻抗检测电路能够正常工作。

S302、所述控制器判断所述PID抑制电路的阻值与其实际阻值参数之间的差是否小于预设差值；

所述控制器中存储有所述PID抑制电路的阻值与其实际阻值参数之间的预设差值，当所述PID抑制电路的阻值与其实际阻值参数之间的差小于所述预设差值时，则说明所述PID抑制电路的阻值与其实际阻值参数相差不大。

其中，当判断所述控制器判断所述PID抑制电路的阻值与其实际阻值参数之间的差大于或者等于所述预设差值时，则说明所述PID抑制电路的阻值与其实际阻值参数相差较大，所述控制器判断所述绝缘阻抗检测电路的自检不通过，执行步骤S206；当判断所述控制器判断所述PID抑制电路的阻值与其实际阻值参数之间的差小于所述预设差值时，所述控制器判断所述绝缘阻抗检测电路的自检通过，执行步骤S203。

S203、所述控制器控制所述PID抑制电路断开连接；

当判断所述绝缘阻抗检测电路的自检通过时，所述控制器控制所述PID抑制电路断开连接，继续进行所述电池板的对地绝缘阻抗的检测。

S204、所述控制器控制所述检测电路的导通与关断，检测所述电池板的对地绝缘阻抗；

S205、所述控制器判断所述电池板的对地绝缘阻抗是否大于预设值；

S206、所述控制器报绝缘阻抗故障；

S207、所述控制器控制逆变器启动；

S208、所述控制器控制所述PID抑制电路导通。

本实施例将所述PID抑制电路作为绝缘阻抗检测电路的自检对象，使得所述PID抑制电路具有双重作用。

本发明另一实施例还提供了一种绝缘阻抗检测电路，应用于对至少一路电池板的绝缘阻抗检测及PID抑制，所述电池板的负极相连，如图4所示，所述绝缘阻抗检测电路包括：

连接于所述电池板的正极PV1+至PVN+和负极Bus-之间的检测电路101；N为大于等于1的正整数；

连接于所述电池板的负极Bus-和地之间的PID抑制电路102；

分别与检测电路101及PID抑制电路102相连的控制器103。

具体的工作原理为：

控制器103先控制PID抑制电路102断开，然后控制检测电路101检测所述电池板的对地绝缘阻抗，并判断所述电池板的对地绝缘阻抗是否大于预设值；当控制器103判断所述电池板的对地绝缘阻抗小于或者等于预设值时，报绝缘阻抗故障；当控制器103判断所述电池板的对地绝缘阻抗大于所述预设值时，控制逆变器启动进行并网运行；然后控制器103控制PID抑制电路102导通，实现对所述电池板的PID抑制。

本实施例提供的所述绝缘阻抗检测电路，通过上述原理，既实现了在逆变器并网前对于所述电池板的绝缘阻抗的检测，又实现了PID抑制功能，解决了现有技术的问题。

优选的，PID抑制电路102还用于在导通状态下接受所述控制器的阻值检测；

控制器103还用于控制PID抑制电路102导通，并检测PID抑制电路102的阻值，实现对所述绝缘阻抗检测电路的自检是否通过的判断；当判断所述绝缘阻抗检测电路的自检不通过时，控制器103报绝缘阻抗故障；当判断所述绝缘阻抗检测电路的自检通过时，控制器103控制PID抑制电路102断开连接，以实现在逆变器并网前对于所述电池板的绝缘阻抗的检测。

优选的，如图5所示，PID抑制电路102包括：连接于所述电池板的负极Bus-和地之间的二极管D、第一电阻R1及第一可控开关K1，二极管D、第一电阻R1及第一可控开关K1串联连接；第一可控开关K1的控制端与控制器103相连，二极管D的阳极与地相连。

在具体的实际应用环境中，只要保证二极管D、第一电阻R1及第一可控开关K1串联连接、二极管D的阳极靠近地或者与地相连即可，无需限定三者的连接顺序，图5仅为其中一种示例，三者的连接位置也可以互换，此处不做具体限定。

优选的，如图6所示，检测电路101包括：

连接于所述电池板的负极Bus-和地之间的第二电阻R2及第二可控开关K2，第二电阻R2及第二可控开关K2串联连接；第二可控开关K2的控制端与控制器103相连；

连接于所述电池板的负极Bus-和地之间的第三电阻R3及第四电阻R4，第三电阻R3及第四电阻R4串联连接，第三电阻R3及第四电阻R4的连接点与控制器103相连；

至少一个连接于所述电池板正极PV1+至PVN+与地之间的正极电路104(当所述电池板为多路时，还包括如图所示的正极电路105)，其中一个正极电路104包括串联连接的第三可控开关K3及第五电阻R5，其余正极电路105包括第六电阻R6；第三可控开关K3的控制端与控制器103相连。

当所述电池板为单路时，正极电路104连接于所述电池板正极PV1+与地之间；当所述电池板为多路时，正极电路104可以与所述电池板正极PV1+至PVN+中的任何一个相连，此处不做具体限定。

在具体的实际应用环境中，只要保证第二电阻R2及第二可控开关K2串联连接即可，无需限定两者与所述电池板的负极Bus-以及地之间的连接关系；正极电路104中，只要保证第三可控开关K3及第五电阻R5串联连接即可，无需限定两者与所述电池板的正极PV1+以及地之间的连接关系，图6仅为其中一种示例，两者的连接位置也可以互换，此处不做具体限定。

控制器103分别控制第二可控开关K2与第三可控开关K3的导通与关断，可以实现四种具体的形式，包括：第二可控开关K2与第三可控开关K3均导通、第二可控开关K2与第三可控开关K3均关断、第二可控开关K2导通的同时第三可控开关K3关断，以及第二可控开关K2关断的同时第三可控开关K3导通；控制器在上述四种具体形式下，分别检测第三电阻R3及第四电阻R4的连接点处的电压值，经过其内部的处理，得到所述电池板的对地绝缘阻抗，以供后续进行判断。

优选的，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及第六电阻R6为多电阻串并联的等效电阻。

在具体的实际应用环境中，第一电阻R1可以采用普通电阻或者PTC(PositiveTemperature Coefficient，正温度系数)电阻；同时各个电阻可以是一个电阻，也可以是多个电阻的串并联组合，或者包含保险丝以增加其保护性能，具体可以根据实际应用环境进行选用，此处不做具体限定。

优选的，第二电阻R2、第三电阻R3、第五电阻R5及第六电阻R6的阻值为1MΩ至10MΩ，第一电阻R1及第四电阻R4的阻值为5KΩ至100KΩ。

第二电阻R2、第三电阻R3、第五电阻R5及第六电阻R6的阻值的取值范围为1MΩ至10MΩ，且四者的阻值尽量相近，以更好的应用于所述绝缘阻抗检测电路中。

当第一可控开关K1根据控制器103的控制导通时，由于第一电阻R1的阻值及二极管D导通时的通态电阻远小于所述电池板正极PV1+至PVN+与地之间的阻抗值，所以PID抑制电路102的导通电阻非常小，因而使得地与所述电池板的负极Bus-之间的电压为一个很小的值，这样就避免了由于地与所述电池板的负极Bus-之间存在高电压而导致的PID效应。

优选的，第一可控开关K1、第二可控开关K2及第三可控开关K3为晶体管，或者隔离开关，或者继电器。

在具体的实际应用环境中，第一可控开关K1、第二可控开关K2及第三可控开关K3可以根据实际环境进行元器件的选用，晶体管、隔离开关、继电器，或者其他可控开关均可，此处不做具体限定。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种绝缘阻抗检测方法，其特征在于，应用于电池板的绝缘阻抗检测电路，所述绝缘阻抗检测电路包括：控制器、检测电路及PID抑制电路；所述绝缘阻抗检测方法包括：

所述控制器控制所述PID抑制电路导通；

所述控制器检测所述PID抑制电路的阻值；

所述控制器判断所述PID抑制电路的阻值与其实际阻值参数之间的差是否小于预设差值；

当所述控制器判断所述PID抑制电路的阻值与其实际阻值参数之间的差大于或者等于所述预设差值时，所述控制器报绝缘阻抗故障；

当所述控制器判断所述PID抑制电路的阻值与其实际阻值参数之间的差小于所述预设差值时，所述控制器控制所述PID抑制电路断开连接；

所述控制器控制所述检测电路的导通与关断，检测所述电池板的对地绝缘阻抗；

所述控制器判断所述电池板的对地绝缘阻抗是否大于预设值；

当判断所述电池板的对地绝缘阻抗小于或等于所述预设值时，所述控制器报绝缘阻抗故障；

当判断所述电池板的对地绝缘阻抗大于所述预设值时，所述控制器控制逆变器启动；

所述控制器控制所述PID抑制电路导通。

2.一种绝缘阻抗检测电路，其特征在于，应用于对至少一路电池板的绝缘阻抗检测及PID抑制，所述电池板的负极相连，所述绝缘阻抗检测电路包括：

连接于所述电池板的正极和负极之间的检测电路，用于检测所述电池板的对地绝缘阻抗；

连接于所述电池板的负极和地之间的PID抑制电路，用于实现对所述电池板的PID抑制，并在导通状态下接受控制器的阻值检测；

分别与所述检测电路及PID抑制电路相连的控制器，用于控制所述PID抑制电路导通，并检测所述PID抑制电路的阻值，实现对所述绝缘阻抗检测电路的自检是否通过的判断；当判断所述绝缘阻抗检测电路的自检不通过时，所述控制器报绝缘阻抗故障；当判断所述绝缘阻抗检测电路的自检通过时，所述控制器控制所述PID抑制电路断开、所述检测电路检测所述电池板的对地绝缘阻抗，判断所述电池板的对地绝缘阻抗小于或者等于预设值时，报绝缘阻抗故障；判断所述电池板的对地绝缘阻抗大于所述预设值时，控制逆变器启动；并控制所述PID抑制电路导通，实现对所述电池板的PID抑制。

3.根据权利要求2所述的绝缘阻抗检测电路，其特征在于，所述PID抑制电路包括：连接于所述电池板的负极和地之间的二极管、第一电阻及第一可控开关，所述二极管、第一电阻及第一可控开关串联连接，所述二极管的阳极与地相连；所述第一可控开关的控制端与所述控制器相连。

4.根据权利要求3所述的绝缘阻抗检测电路，其特征在于，所述检测电路包括：

连接于所述电池板的负极和地之间的第二电阻及第二可控开关，所述第二电阻及第二可控开关串联连接；所述第二可控开关的控制端与所述控制器相连；

连接于所述电池板的负极和地之间的第三电阻及第四电阻，所述第三电阻及第四电阻串联连接，所述第三电阻及第四电阻的连接点与所述控制器相连；

至少一个连接于所述电池板正极与地之间的正极电路，其中至少一个所述正极电路包括串联连接的第三可控开关及第五电阻，其余所述正极电路包括第六电阻；所述第三可控开关的控制端与所述控制器相连。

5.根据权利要求4所述的绝缘阻抗检测电路，其特征在于，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻及第六电阻为多电阻串并联的等效电阻。

6.根据权利要求4所述的绝缘阻抗检测电路，其特征在于，所述第二电阻、第三电阻、第五电阻及第六电阻的阻值为1MΩ至10MΩ，所述第一电阻及第四电阻的阻值为5KΩ至100KΩ。

7.根据权利要求4所述的绝缘阻抗检测电路，其特征在于，所述第一可控开关、第二可控开关及第三可控开关为晶体管，或者隔离开关，或者继电器。