CN105356848A - 多路mppt输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多路MPPT输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测装置，与光伏系统所连接的多路MPPT输入光伏逆变器相连接并用于检测光伏系统的对地绝缘阻抗值，多路MPPT输入光伏逆变器连接至光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+和共接的负极PV-，每个正极PVn+的对地绝缘阻抗为Xn，负极的对地绝缘阻抗为Xn+1，其中，n为大于或等于2的正整数，绝缘阻抗检测装置包括至少两路能够独立通断从而改变接入阻值的子电路，至少两路子电路分别连接在光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间和负极PV-与地之间。本发明通过各个子电路的通断，使电路处于不同的状态，从而基于电路的不同状态，即可精确地检测出对地绝缘电阻值，其精度较高。

Description

多路MPPT输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测装置及方法

技术领域

本发明属于光伏发电领域，具体涉及一种应用于多路MPPT输入的光伏逆变器的绝绝缘阻抗检测装置及方法。

背景技术

在光伏系统中，直流侧对地的绝缘阻抗表征了直流系统的绝缘性能，如果该阻抗过低，其产生的泄露电流会对人造成威胁。因此，现行的安规标准中都要求当直流对地绝缘阻抗小于一定值时，系统不允许并网运行。基于此，光伏逆变器需要检测光伏系统的绝缘阻抗值。多路MPPT输入逆变器共PV-连接，以双路MPPT输入逆变器共PV-连接为例，其电路基本拓扑如图1，其等效的绝缘阻抗电路模型如图2，图中，PE为大地，X1为PV1+对PE的绝缘阻抗，X2为PV2+对PE的绝缘阻抗，X3为PV-对PE的绝缘阻抗。

申请号201220205124.X的实用新型专利中提出一种绝缘阻抗检测方法，其在PV端并入特定阻抗的电阻，并且在PV-和PE之间并联开关和检测电阻。采样PV1和PV2电压，由分压原理计算出开关闭合前后理论的PV-对PE电压。这一理论值和实际采样的PV-对PE电压相比较，来判断绝缘阻抗是否满足并网要求。然而，该方案并不是实际检测绝缘阻抗值的大小，而是根据理论和实际的电压差异来判断绝缘阻抗是否合格，并且，当面板本身对地的绝缘阻抗和设定的电阻相一致时，该方案有可能失效。

因此，现有的方案无法精确检测系统的绝缘阻抗值。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够精确地检测出光伏系统的对地绝缘阻抗值的多路MPPT输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种多路MPPT输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测装置，与光伏系统所连接的多路MPPT输入光伏逆变器相连接并用于检测所述光伏系统的对地绝缘阻抗值，所述多路MPPT输入光伏逆变器连接至所述光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+和共接的负极PV-，每个所述正极PVn+的对地绝缘阻抗为Xn，所述负极的对地绝缘阻抗为Xn+1，其中，n为大于或等于2的正整数，所述绝缘阻抗检测装置包括至少两路能够独立通断从而改变接入阻值的子电路，至少两路所述子电路分别连接在所述光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间和所述负极PV-与地之间。

优选的，所述绝缘阻抗检测装置还包括能够分别控制各所述子电路的通断和根据所述子电路的状态进行对地绝缘阻抗运算的控制器。

优选的，连接于所述光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间的所述子电路包括n个能够独立通断的支路，每个所述支路对应连接于所述光伏系统中的一个太阳能电池板的正极PVn+与地之间，每个所述支路包括相串联的第一开关和第一电阻；

连接于所述负极PV-与地之间的所述子电路包括相串联的第二开关和第二电阻。

优选的，连接于所述光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间的所述子电路包括n个能够独立通断的支路，每个所述支路对应连接于所述光伏系统中的一个太阳能电池板的正极PVn+与地之间，每个所述支路包括相串联的若干个第一电阻和并联于一个所述第一电阻的两端的第一开关；

连接于所述负极PV-与地之间的所述子电路包括相串联的若干个第二电阻和并联于一个所述第二电阻的两端的第二开关。

优选的，连接于所述光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间的所述子电路包括与各个所述正极PVn+相对应连接的n个二极管、若干个相串接而构成电阻串的第一电阻和并联于一个所述第一电阻的两端的第一开关，各个所述二极管的正极对应连接各个所述正极PVn+，各个所述二极管的负极并接并与所述电阻串的一端相连接，所述电阻串的另一端接地；

连接于所述负极PV-与地之间的所述子电路包括相串联的若干个第二电阻和并联于一个所述第二电阻的两端的第二开关。

优选的，连接于所述光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间的所述子电路包括与各个所述正极PVn+相对应连接的n个二极管、m个由第一电阻和第一开关相串联构成的串联电路，其中m为小于n的正整数，各个所述二极管的正极对应连接各个所述正极PVn+，各个所述二极管的负极独自或多个并接而构成m个连接点，每个所述连接点对应与一个所述串联电路的一端相连接，所述串联电路的另一端接地；

连接于所述负极PV-与地之间的所述子电路包括相串联的第二开关和第二电阻。

本发明还提供了一种上述绝缘阻抗检测装置采用的绝缘阻抗检测方法，以精确检测出对地绝缘阻抗值。

一种多路MPPT输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测方法，基于与光伏系统所连接的多路MPPT输入光伏逆变器相连接的绝缘阻抗检测装置来计算所述光伏系统的对地绝缘阻抗值，所述多路MPPT输入光伏逆变器连接至所述光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+和共接的负极PV-，每个所述正极PVn+的对地绝缘阻抗为Xn，所述负极的对地绝缘阻抗为Xn+1，其中，n为大于或等于2的正整数，所述绝缘阻抗检测装置包括至少两路能够独立通断的子电路，至少两路所述子电路分别连接在所述光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间和所述负极PV-与地之间，所述绝缘阻抗检测方法包括以下步骤：

(1)断开全部所述子电路，得出该状态下所述多路MPPT输入光伏逆变器与所述绝缘阻抗检测装置的参量计算等式，所述参量计算等式中含有所述正极PVn+的对地绝缘阻抗Xn和所述负极的对地绝缘阻抗Xn+1；

(2)分别接通各个所述子电路，在每次接通一个所述子电路时，得出一个该状态下所述多路MPPT输入光伏逆变器与所述绝缘阻抗检测装置的参量计算等式，所述参量计算等式中含有所述正极PVn+的对地绝缘阻抗Xn和所述负极的对地绝缘阻抗Xn+1；

(3)联立步骤(1)中得出的参量计算等式和步骤(2)中得出的任一个参量计算等式，分别计算得出多个所述光伏系统的对地绝缘阻抗值。

当连接于所述光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间的所述子电路包括n个能够独立通断的支路时，步骤(2)中分别接通各个所述支路，在每次接通一个所述支路时，得出一个该状态下所述多路MPPT输入光伏逆变器与所述绝缘阻抗检测装置的参量计算等式。

优选的，所述绝缘阻抗检测方法包括还包括以下步骤：

(4)选择基于接通前后大地电压变化值最大时得出的参量计算等式而计算出的所述光伏系统的对地绝缘阻抗值作为所述光伏系统的对地绝缘阻抗值的准确值。

所述步骤(1)和步骤(2)中，所述参量计算等式基于基尔霍夫定律得出。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的多路MPPT输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测装置结合其方法通过各个子电路的通断，使电路处于不同的状态，从而基于电路的不同状态，即可精确地检测出对地绝缘电阻值，其精度较高。

附图说明

附图1为双路MPPT输入逆变器的电路基本拓扑。

附图2为双路MPPT输入逆变器的等效绝缘阻抗电路模型。

附图3为本发明的实施例一的线路图。

附图4为本发明的实施例一的检测流程图。

附图5为本发明的实施例二的线路图。

附图6为本发明的实施例三的线路图。

附图7为本发明的实施例四的线路图。

附图8为本发明的实施例五的线路图。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。

多路MPPT输入光伏逆变器连接至光伏系统中的n(n为大于或等于2的正整数)个太阳能电池板的正极PVn+和共接的负极PV-，每个正极PVn+的对地绝缘阻抗为Xn，负极的对地绝缘阻抗为Xn+1。

一种多路MPPT输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测装置，它与光伏系统所连接的多路MPPT输入光伏逆变器相连接并用于检测光伏系统的对地绝缘阻抗值。该绝缘阻抗检测装置包括至少两路能够独立通断从而改变接入阻值的子电路，至少两路子电路分别连接在光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间和负极PV-与地之间。该绝缘阻抗检测装置还可以包括能够分别控制各子电路的通断和根据子电路的状态进行对地绝缘阻抗运算的控制器。连接在光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间的子电路还可以包括n个能够独立通断的支路，每个支路对应连接于光伏系统中的一个太阳能电池板的正极PVn+与地之间。

上述多路MPPT输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测装置采用的绝缘阻抗检测方法包括以下步骤：

(1)断开全部子电路，基于基尔霍夫定律得出该状态下多路MPPT输入光伏逆变器与绝缘阻抗检测装置的参量计算等式，参量计算等式中含有正极PVn+的对地绝缘阻抗Xn和负极的对地绝缘阻抗Xn+1；

(2)分别接通各个子电路，在每次接通一个子电路时，便基于基尔霍夫定律得出一个该状态下多路MPPT输入光伏逆变器与绝缘阻抗检测装置的参量计算等式，参量计算等式中含有正极PVn+的对地绝缘阻抗Xn和负极的对地绝缘阻抗Xn+1。当连接于光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间的子电路包括n个能够独立通断的支路时，该步骤(2)中分别接通各个支路，在每次接通一个支路时，得出一个该状态下多路MPPT输入光伏逆变器与绝缘阻抗检测装置的参量计算等式；

(3)联立步骤(1)中得出的参量计算等式和步骤(2)中得出的任一个参量计算等式，分别计算得出多个光伏系统的对地绝缘阻抗值。

通过上述步骤(1)至(3)，可以计算得出多个对地绝缘阻抗值，它们的精度各不相同，因此，为了获得准确的对地绝缘阻抗值，该绝缘阻抗检测方法包括还包括以下步骤：

(4)选择基于接通前后大地电压变化值最大时得出的参量计算等式而计算出的光伏系统的对地绝缘阻抗值作为光伏系统的对地绝缘阻抗值的准确值。

上述计算过程可以在控制器中编程实现。

实施例一：连接于光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间的子电路包括n个能够独立通断的支路，每个支路对应连接于光伏系统中的一个太阳能电池板的正极PVn+与地之间，每个支路包括相串联的第一开关和第一电阻。连接于负极PV-与地之间的子电路包括相串联的第二开关和第二电阻。

如附图3所示，本实施例中，以双路MPPT输入光伏逆变器为例，它与光伏系统中的2个太阳能电池板的正极PV1+和PV2+相连接，2个太阳能电池板的负极共接为PV-。正极PV1+的对地绝缘阻抗为X1，正极PV2+的对地绝缘阻抗为X2，负极PV-的对地绝缘阻抗为X3。连接于光伏系统中的2个太阳能电池板的正极PV1+、PV2+与地之间的子电路包括2个能够独立通断的支路，正极PV1+、PV2+各对应连接一个支路，每个支路包括相串联的第一开关和第一电阻，因此，正极PV1+连接的支路由开关K1和电阻R1构成，正极PV2+连接的支路由开关K2和电阻R2构成。这里，开关K1和开关K2分别为其所在支路的第一开关，电阻R1和电阻R2分别为其所在支路的第一电阻。连接于负极PV-与地之间的子电路包括相串联的第二开关和第二电阻，即负极PV-与所连接的子电路由开关K3和电阻R3构成，开关K3为第二开关，电阻R3为第二电阻。上述各个第一开关和第二开关(开关K1、开关K2、开关K3)既可以采用机械开关(如继电器)，也可以采用电子开关(如三极管)。

附图3的电路实现对地绝缘阻抗值检测的流程如附图4所示。

1、开始检测时，首先将全部第一开关和第二开关，即开关K1、开关K2和开关K3都断开，并检测正极PV1+的电压PV1和正极PV2+的电压PV2，并检测大地PE对负极PV-的电压，即大地PE的电压PE0。此时，由基尔霍夫定律，得到电路的参量计算等式为：

$\frac{PV1-PE0}{X1}-\frac{PV2-PE0}{X2}=\frac{PE0}{X3}---\left(1\right)$

2、闭合开关K1，电阻R1并入电路，检测此时大地PE的电压PE1，计算出ΔPE1＝PE1-PE0，并由基尔霍夫定律，得到电路的参量计算等式为：

$\frac{PV1-PE1}{X1//R1}-\frac{PV2-PE1}{X2}=\frac{PE1}{X3}---\left(2\right)$

联立式(1)和式(2)得

$\left\{\begin{array}{c}\frac{PV1-PE0}{X1}-\frac{PV2-PE0}{X2}=\frac{PE0}{X3}\\ \frac{PV1-PE1}{X1//R1}-\frac{PV2-PE1}{X2}=\frac{PE1}{X3}\end{array}\right.$

$\left\{\begin{array}{c}\frac{PV1-PE0}{X1}-\frac{PV2-PE0}{X2}=\frac{PE0}{X3}\\ \frac{(PV1-PE1)(X1+R1)}{X1*R1}-\frac{PV2-PE1}{X2}=\frac{PE1}{X3}\end{array}\right.$

$\frac{PE1-PE0}{X1}-\frac{PV1-PE1}{R1}+\frac{PE1-PE0}{X2}=\frac{PE0-PE1}{X3}$

$\frac{1}{X_{total}}=\frac{1}{X1}+\frac{1}{X2}+\frac{1}{X3}=\frac{PV1-PE1}{R1(PE1-PE0)}$

则计算出对地绝缘阻抗值X_total为：

$X_{total1}=\frac{1}{\frac{1}{X1}+\frac{1}{X2}+\frac{1}{X3}}=\frac{R1(PE1-PE0)}{PV1-PE1}$ (公式1)

3、闭合开关K2，电阻R2并入电路，检测此时大地PE的电压PE2，计算出ΔPE2＝PE2-PE0，并由基尔霍夫定律，得到电路的参量计算等式为：

$\frac{PV1-PE2}{X1}-\frac{PV2-PE2}{X2//R2}=\frac{PE2}{X3}---\left(3\right)$

同理，联立式(1)和式(2)可计算得另一个对地绝缘阻抗值X_total为：

$X_{total2}=\frac{1}{\frac{1}{X1}+\frac{1}{X2}+\frac{1}{X3}}=\frac{R2(PE2-PE0)}{PV2-PE2}$ (公式2)

4、闭合开关K3，电阻R3并入电路，检测此时大地PE的电压PE3，计算出ΔPE3＝PE3-PE0，并由基尔霍夫定律，得到电路的参量计算等式为：

$\frac{PV1-PE3}{X1}-\frac{PV2-PE3}{X2}=\frac{PE3}{X3//R3}---\left(4\right)$

联立式(1)和式(4)得

$\left\{\begin{array}{c}\frac{PV1-PE0}{X1}-\frac{PV2-PE0}{X2}=\frac{PE0}{X3}\\ \frac{PV1-PE3}{X1}-\frac{PV2-PE3}{X2}=\frac{PE3}{X3//R3}\end{array}\right.$

$\left\{\begin{array}{c}\frac{PV1-PE0}{X1}-\frac{PV2-PE0}{X2}=\frac{PE0}{X3}\\ \frac{PV1-PE3}{X1}-\frac{PV2-PE3}{X2}=\frac{PE3}{X3}+\frac{PE3}{R3}\end{array}\right.$

$\frac{PE3-PE0}{X1}+\frac{PE3-PE0}{X2}=\frac{PE0-PE3}{X3}-\frac{PE3}{R3}$

$\frac{PE3-PE0}{X1}+\frac{PE3-PE0}{X2}+\frac{PE3-PE0}{X3}=-\frac{PE3}{R3}$

$\frac{1}{X_{total}}=\frac{1}{X1}+\frac{1}{X2}+\frac{1}{X3}=\frac{PE3}{R3(PE3-PE0)}$

可计算得第三个对地绝缘阻抗值X_total为：

$X_{total3}=\frac{1}{\frac{1}{X1}+\frac{1}{X2}+\frac{1}{X3}}=\frac{R3(PE0-PE3)}{PE3}$ (公式3)

由上述公式1、公式2和公式3均可以即选出系统的对地绝缘阻抗值X_total，但它们的精度存在区别，分析如下：

当PV1+对大地的绝缘阻抗X1比较小时，此时PE电压接近PV1，当开关K1闭合时，因为R1>>X1，因此闭合开关K1前后的PE电压变化ΔPE1很小，而由于采样精度问题，采样得到的电压PE几乎不变化，因此由公式(1)计算出的X_total1不准确。同理当负极PV-对大地PE的绝缘阻抗X3非常小的时候，PE电压接近0，此时，开关K3闭合，采样的电压PE几乎不变化，由公式(3)计算出的X_total3不准确。因此最后的判断的过程中，需要增加一个逻辑，即选择ΔPEx的最大值对应计算的X_totalx作为最终的对地绝缘阻抗值X_total。根据电路原理可知，ΔPE1、ΔPE2、ΔPE3同时接近0的可能性不存在，而且，当X1过小导致ΔPE1非常小时，ΔPE3会很大，由ΔPE3计算出的X_total3精度最高。因此，使用ΔPEx最大值计算出的X_totalx，是准确的系统绝缘阻抗值。

5、取ΔPE1、ΔPE2、ΔPE3中最大值所对应计算出的对地绝缘阻抗值作为光伏系统的对地绝缘阻抗值的准确值X_total。

6、以最终的对地绝缘阻抗值的准确值X_total去判断是否超过限值，是否报错。若没有超限和报错则通过检测，断开开关K3即可完成检测。

实施例二：如附图5所示，相比于实施例一，本实施例基于四路MPPT输入光伏逆变器。它与光伏系统中的4个太阳能电池板的正极PV1+、PV2+、PV3+、PV4+相连接，4个太阳能电池板的负极共接为PV-。正极PV1+的对地绝缘阻抗为X1，正极PV2+的对地绝缘阻抗为X2，正极PV3+的对地绝缘阻抗为X3，正极PV4+的对地绝缘阻抗为X4，负极PV-的对地绝缘阻抗为X5。连接于光伏系统中的4个太阳能电池板的正极PV1+、PV2+、PV3+、PV4+与地之间的子电路包括4个能够独立通断的支路，正极PV1+、PV2+、PV3+、PV4+各对应连接一个支路，每个支路包括相串联的第一开关和第一电阻，因此，正极PV1+连接的支路由开关K1和电阻R1构成，正极PV2+连接的支路由开关K2和电阻R2构成，正极PV3+连接的支路由开关K3和电阻R3构成，正极PV4+连接的支路由开关K4和电阻R4构成。这里，开关K1、开关K2、开关K3、开关K4分别为其所在支路的第一开关，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4分别为其所在支路的第一电阻。连接于负极PV-与地之间的子电路包括相串联的第二开关和第二电阻，即负极PV-与所连接的子电路由开关K5和电阻R5构成，开关K5为第二开关，电阻R5为第二电阻。上述各个第一开关和第二开关(开关K1、开关K2、开关K3、开关K4、开关K5)既可以采用机械开关(如继电器)，也可以采用电子开关(如三极管)。

实施例三：连接于光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间的子电路包括n个能够独立通断的支路，每个支路对应连接于光伏系统中的一个太阳能电池板的正极PVn+与地之间，每个支路包括相串联的若干个第一电阻和并联于一个第一电阻的两端的第一开关。连接于负极PV-与地之间的子电路包括相串联的若干个第二电阻和并联于一个第二电阻的两端的第二开关。

如附图6所示，仍以双路MPPT输入光伏逆变器为例，它与光伏系统中的2个太阳能电池板的正极PV1+和PV2+相连接，2个太阳能电池板的负极共接为PV-。正极PV1+的对地绝缘阻抗为X1，正极PV2+的对地绝缘阻抗为X2，负极PV-的对地绝缘阻抗为X3。连接于光伏系统中的2个太阳能电池板的正极PV1+和PV2+与地之间的子电路包括2个能够独立通断的支路，正极PV1+、PV2+各对应连接一个支路。每个支路包括相串联的两个第一电阻和并联于一个第一电阻的两端的第一开关，即正极PV1+连接的支路包括相串联的电阻R1和电阻R4以及并联在电阻R1两端的开关K1，正极PV2+连接的支路包括相串联的电阻R2和电阻R5以及并联在电阻R2两端的开关K2，电阻R1、电阻R4、电阻R2和电阻R5均为其所在支路的第一电阻，开关K1和开关K2均为其所在支路的第一开关。连接于负极PV-与地之间的子电路包括相串联的两个第二电阻和并联于一个第二电阻的两端的第二开关，即负极PV-所连接的子电路包括串联的电阻R3和电阻R6，以及并联在电阻R3两端的开关K3，电阻R3和电阻R6均作为第二电阻，而开关K3作为第二开关。该电路中，各开关Kx的作用是短路其所并接的电阻Rx，从而改变接入电阻的阻值，因其电压PE的变化，进而可以计算出对地绝缘阻抗值的准确值。上述各个第一开关和第二开关(开关K1、开关K2、开关K3)既可以采用机械开关(如继电器)，也可以采用电子开关(如三极管)。

以负极PV-所接的开关K3闭合为例，开关K1和开关K2断开，根据开关K3闭合前后的电路可列方程如下：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{PV1-PE0}{X1//(R1+R4)}+\frac{PV2-PE0}{X2//(R2+R5)}=\frac{PE0}{X3//(R3+R6)}\\ \frac{PV1-PE3}{X1//(R1+R4)}+\frac{PV2-PE3}{X2//(R2+R5)}=\frac{PE3}{X3//R6}\end{array}\right.$

因为开关K3闭合前后,K1、K2一直断开，X1//(R1+R4)、X2//(R2+R5)的值不变化，因此建立X1'＝X1//(R1+R4)，X2'＝X2//(R2+R5)，则

$\left\{\begin{array}{c}\frac{PV1-PE0}{X{1}^{\′}}+\frac{PV2-PE0}{X{2}^{\′}}=\frac{PE0(X3+R3+R6)}{X3*(R3+R6)}\\ \frac{PV1-PE3}{X{1}^{\′}}+\frac{PV2-PE3}{X{2}^{\′}}=\frac{PE3*(X3+R6)}{X3*R6}\end{array}\right.$

$\left\{\begin{array}{c}\frac{PV1-PE0}{X{1}^{\′}}+\frac{PV2-PE0}{X{2}^{\′}}=\frac{PE0}{R3+R6}+\frac{PE0}{X3}\\ \frac{PV1-PE3}{X{1}^{\′}}+\frac{PV2-PE3}{X{2}^{\′}}=\frac{PE3}{R6}+\frac{PE3}{X3}\end{array}\right.$

$\frac{PE3-PE0}{X{1}^{\′}}+\frac{PE3-PE0}{X{2}^{\′}}+\frac{PE3-PE0}{X3}=\frac{PE0}{(R3+R6)}-\frac{PE3}{R6}$

$\frac{1}{{X_{total3}}^{\′}}=\frac{1}{X{1}^{\′}}+\frac{1}{X{2}^{\′}}+\frac{1}{X3}=\frac{\frac{PE0}{(R3+R6)}-\frac{PE3}{R6}}{PE3-PE0}=\frac{PE0*R6-PE3*R3-PE3*R6}{(PE3-PE0)*R6*(R3+R6)}$

$\frac{1}{{X_{total3}}^{\′}}=\frac{1}{X1}+\frac{1}{R1+R4}+\frac{1}{X2}+\frac{1}{R2+R5}+\frac{1}{X3}=\frac{PE0*R6-PE3*R3-PE3*R6}{(PE3-PE0)*R6*(R3+R6)}$

$\frac{1}{X_{total3}}=\frac{1}{X1}+\frac{1}{X2}+\frac{1}{X3}=\frac{PE0*R6-PE3*R3-PE3*R6}{(PE3-PE0)*R6*(R3+R6)}-\frac{1}{R1+R4}-\frac{1}{R2+R5}$

$X_{total3}=\frac{1}{\frac{PE1*R6-PE3*R3-PE3*R6}{(PE3-PE0)*R6*(R3+R6)}-\frac{1}{R1+R4}-\frac{1}{R2+R5}}$

同理可以推导出仅闭合开关K1或K2时的X_total1、X_total2的表达式，此处不再赘述。得出三个对地绝缘阻抗值后，仍取ΔPE1、ΔPE2、ΔPE3中最大值所对应计算出的对地绝缘阻抗值作为光伏系统的对地绝缘阻抗值的准确值X_total。

实施例四：连接于光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间的子电路包括与各个正极PVn+相对应连接的n个二极管、若干个相串接而构成电阻串的第一电阻和并联于一个第一电阻的两端的第一开关，各个二极管的正极对应连接各个正极PVn+，各个二极管的负极并接并与电阻串的一端相连接，电阻串的另一端接地。连接于负极PV-与地之间的子电路包括相串联的若干个第二电阻和并联于一个第二电阻的两端的第二开关。

如附图7所示，在四路MPPT输入光伏逆变器中，它与光伏系统中的4个太阳能电池板的正极PV1+、PV2+、PV3+、PV4+相连接，4个太阳能电池板的负极共接为PV-。正极PV1+的对地绝缘阻抗为X1，正极PV2+的对地绝缘阻抗为X2，正极PV3+的对地绝缘阻抗为X3，正极PV4+的对地绝缘阻抗为X4，负极PV-的对地绝缘阻抗为X5。

连接于光伏系统中的4个太阳能电池板的正极PV1+、PV2+、PV3+、PV4+与地之间的子电路包括4个二极管，串联构成的电阻串的电阻R1和电阻R3、并联于电阻R3两端的开关K1。四个二极管的正极分别与正极PV1+、PV2+、PV3+、PV4+一一对应地连接，而四个二极管的负极并接后与电阻串的一端，即电阻R1的一端相连接，而电阻串的另一端，即电阻R3的一端接地。这里，电阻R1和电阻R3即为该子电路中的第一电阻，而开关K1则为该子电路中的第一开关。连接于负极PV-与地之间的子电路包括相串联的两个第二电阻和并联于一个第二电阻的两端的第二开关，即负极PV-所连接的子电路包括串联的电阻R2和电阻R4，以及并联在电阻R4两端的开关K2，电阻R2和电阻R4均作为第二电阻，而开关K2作为第二开关。上述各个第一开关和第二开关(开关K1、开关K2)既可以采用机械开关(如继电器)，也可以采用电子开关(如三极管)。

实施例五：连接于光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间的子电路包括与各个正极PVn+相对应连接的n个二极管、m(m为小于n的正整数)个由第一电阻和第一开关相串联构成的串联电路，各个二极管的正极对应连接各个正极PVn+，各个二极管的负极独自或多个并接而构成m个连接点，每个连接点对应与一个串联电路的一端相连接，串联电路的另一端接地。连接于负极PV-与地之间的子电路包括相串联的第二开关和第二电阻。

如附图8所示的四路MPPT输入光伏逆变器中，4个太阳能电池板的正极PV1+、PV2+、PV3+、PV4+与地之间的子电路包括4个二极管、电阻R1、电阻R2、开关K1、开关K2。电阻R1和开关K1相串联构成一个串联电路，电阻R2和开关K2相串联构成另一个串联电路。四个二极管的正极分别与正极PV1+、PV2+、PV3+、PV4+一一对应地连接，而四个二极管的负极两两并接后形成2个连接点，这两个连接点则分别对应连接两个串联电路的一端，而两个串联电路的另一端接地。这里，电阻R1、电阻R2分别为其所在串联电路的第一电阻，开关K1、开关K2分别为其所在串联电路的第一开关。连接于负极PV-与地之间的子电路包括相串联的第二开关和第二电阻，即负极PV-与所连接的子电路由开关K3和电阻R3构成，开关K3为第二开关，电阻R3为第二电阻。上述各个第一开关和第二开关(开关K1、开关K2、开关K3)既可以采用机械开关(如继电器)，也可以采用电子开关(如三极管)。

通过上述各实施例可以看出，本方案的具体点路可以有多种变形，只要改变PV接入大地PE的电阻阻值即可达到目的。本方案能准确检测系统的绝缘阻抗，并且提高了检测精度。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多路MPPT输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测装置，与光伏系统所连接的多路MPPT输入光伏逆变器相连接并用于检测所述光伏系统的对地绝缘阻抗值，所述多路MPPT输入光伏逆变器连接至所述光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+和共接的负极PV-，每个所述正极PVn+的对地绝缘阻抗为Xn，所述负极的对地绝缘阻抗为Xn+1，其中，n为大于或等于2的正整数，其特征在于：所述绝缘阻抗检测装置包括至少两路能够独立通断从而改变接入阻值的子电路，至少两路所述子电路分别连接在所述光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间和所述负极PV-与地之间。

2.根据权利要求1所述的多路MPPT输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测装置，其特征在于：所述绝缘阻抗检测装置还包括能够分别控制各所述子电路的通断和根据所述子电路的状态进行对地绝缘阻抗运算的控制器。

3.根据权利要求1或2所述的多路MPPT输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测装置，其特征在于：连接于所述光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间的所述子电路包括n个能够独立通断的支路，每个所述支路对应连接于所述光伏系统中的一个太阳能电池板的正极PVn+与地之间，每个所述支路包括相串联的第一开关和第一电阻；

连接于所述负极PV-与地之间的所述子电路包括相串联的第二开关和第二电阻。

4.根据权利要求1或2所述的多路MPPT输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测装置，其特征在于：连接于所述光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间的所述子电路包括n个能够独立通断的支路，每个所述支路对应连接于所述光伏系统中的一个太阳能电池板的正极PVn+与地之间，每个所述支路包括相串联的若干个第一电阻和并联于一个所述第一电阻的两端的第一开关；

连接于所述负极PV-与地之间的所述子电路包括相串联的若干个第二电阻和并联于一个所述第二电阻的两端的第二开关。

5.根据权利要求1或2所述的多路MPPT输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测装置，其特征在于：连接于所述光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间的所述子电路包括与各个所述正极PVn+相对应连接的n个二极管、若干个相串接而构成电阻串的第一电阻和并联于一个所述第一电阻的两端的第一开关，各个所述二极管的正极对应连接各个所述正极PVn+，各个所述二极管的负极并接并与所述电阻串的一端相连接，所述电阻串的另一端接地；

连接于所述负极PV-与地之间的所述子电路包括相串联的若干个第二电阻和并联于一个所述第二电阻的两端的第二开关。

6.根据权利要求1或2所述的多路MPPT输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测装置，其特征在于：连接于所述光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间的所述子电路包括与各个所述正极PVn+相对应连接的n个二极管、m个由第一电阻和第一开关相串联构成的串联电路，其中m为小于n的正整数，各个所述二极管的正极对应连接各个所述正极PVn+，各个所述二极管的负极独自或多个并接而构成m个连接点，每个所述连接点对应与一个所述串联电路的一端相连接，所述串联电路的另一端接地；

连接于所述负极PV-与地之间的所述子电路包括相串联的第二开关和第二电阻。

7.一种多路MPPT输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测方法，基于与光伏系统所连接的多路MPPT输入光伏逆变器相连接的绝缘阻抗检测装置来计算所述光伏系统的对地绝缘阻抗值，所述多路MPPT输入光伏逆变器连接至所述光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+和共接的负极PV-，每个所述正极PVn+的对地绝缘阻抗为Xn，所述负极的对地绝缘阻抗为Xn+1，其中，n为大于或等于2的正整数，所述绝缘阻抗检测装置包括至少两路能够独立通断的子电路，至少两路所述子电路分别连接在所述光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间和所述负极PV-与地之间，其特征在于：所述绝缘阻抗检测方法包括以下步骤：

（1）断开全部所述子电路，得出该状态下所述多路MPPT输入光伏逆变器与所述绝缘阻抗检测装置的参量计算等式，所述参量计算等式中含有所述正极PVn+的对地绝缘阻抗Xn和所述负极的对地绝缘阻抗Xn+1；

（2）分别接通各个所述子电路，在每次接通一个所述子电路时，得出一个该状态下所述多路MPPT输入光伏逆变器与所述绝缘阻抗检测装置的参量计算等式，所述参量计算等式中含有所述正极PVn+的对地绝缘阻抗Xn和所述负极的对地绝缘阻抗Xn+1；

（3）联立步骤（1）中得出的参量计算等式和步骤（2）中得出的任一个参量计算等式，分别计算得出多个所述光伏系统的对地绝缘阻抗值。

8.根据权利要求7所述的多路MPPT输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测方法，其特征在于：当连接于所述光伏系统中的n个太阳能电池板的正极PVn+与地之间的所述子电路包括n个能够独立通断的支路时，步骤（2）中分别接通各个所述支路，在每次接通一个所述支路时，得出一个该状态下所述多路MPPT输入光伏逆变器与所述绝缘阻抗检测装置的参量计算等式。

9.根据权利要求7或8所述的多路MPPT输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测方法，其特征在于：所述绝缘阻抗检测方法包括还包括以下步骤：

（4）选择基于接通前后大地电压变化值最大时得出的参量计算等式而计算出的所述光伏系统的对地绝缘阻抗值作为所述光伏系统的对地绝缘阻抗值的准确值。

10.根据权利要求7或8所述的多路MPPT输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测方法，其特征在于：所述步骤（1）和步骤（2）中，所述参量计算等式基于基尔霍夫定律得出。