CN115567000A - 一种模块化多电平光伏系统对地绝缘阻抗检测方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种模块化多电平光伏系统对地绝缘阻抗检测方法，包括测量单元和旁路模块；旁路模块对应安装于光伏系统的每个光伏子模块的输出侧，测量单元安装于光伏系统的母线对地侧；则光伏系统对任意光伏子模块的对地绝缘阻抗的检测过程包括如下步骤：S100：将待检测的光伏子模块进行封锁；S200：通过旁路模块将待检测的光伏子模块单独与光伏系统的正负母线进行连接；S300：测量光伏系统此时的母线对地电压值并根据测量单元的阻值联立方程组进行求解。本申请的有益效果：可以精确测量每个光伏子模块的对地绝缘阻抗值，并在进行对地绝缘组坑的检测过程中，可以避免额外电阻对计算过程的干扰，进而有效的提高对地绝缘阻抗的检测效率。
Description
技术领域
本申请涉及光伏发电技术领域，尤其是涉及一种模块化多电平光伏系统对地绝缘阻抗检测方法。
背景技术
光伏系统是一种利用光伏板将光能转化为电能并输送至电网或用户端的系统。一般为了提高光伏系统的工作效率，需要对光伏系统进行模块化设计。如图1和图2所示，为两种常用的模块化多电平光伏系统，容易实现每一路光伏的最大功率跟踪（MPPT），防止阴影遮挡和热斑效应。另外，每个模块输出采用串联连接，在交流侧可以实现网侧高压直挂。交流侧电网电压等级的提升，可以有效降低线路上的损耗，进而提升系统效率。
光伏系统在启动前需要检测光伏板对地绝缘阻抗，这是系统强制性指标。如果光伏板对地绝缘阻抗低于标准规定值，需要报警甚至停机。低绝缘阻抗会造成光伏板对地漏电，进而使光伏金属壳带电，会对人造成安全隐患。如果局部发热或者电火花，会有火灾等安全隐患。因此，准确检测光伏板对地绝缘阻抗非常重要。
现有的光伏系统的对地绝缘阻抗检测方法存在以下的缺点：
（1）只能检测所有光伏板组对地的总阻抗，无法得到每组光伏板单独对地绝缘阻抗值。
（2）如果对地绝缘阻抗值低，无法确定是哪组光伏板的对地绝缘阻抗值低。
（3）需要进行切换电路网络，所以加入了额外的继电器，电路的工作效率降低。
（4）需要在线联立求解方程组，当光伏组串路数增加时，计算量会相应增加。
发明内容
本申请的其中一个目的在于提供一种快速精确测量每个光伏子模块的对地绝缘阻抗的方法。
为达到上述的目的，本申请采用的技术方案为：一种模块化多电平光伏系统对地绝缘阻抗检测方法，包括测量单元和旁路模块；所述旁路模块对应安装于光伏系统的每个光伏子模块的输出侧，所述测量单元安装于光伏系统的母线对地侧；则光伏系统对任意光伏子模块的对地绝缘阻抗的检测过程包括如下步骤：
S100：将待检测的光伏子模块进行驱动封锁；
S200：通过所述旁路模块将待检测的的光伏子模块单独与光伏系统的母线对地侧进行连接，其余光伏子模块与光伏系统正负母线断开；
S300：测量光伏系统此时的母线对地电压值并根据所述测量单元的阻值联立方程组，以求得待检测的光伏子模块的对地绝缘阻抗值；
优选的，将光伏系统包括的所有的光伏子模块进行编号，并按照编号的顺序依次对每个光伏子模块进行上述的S100、S200和S300的过程，从而测得每个光伏子模块的对地绝缘阻抗值；若所有的对地绝缘阻抗值均符合规定，则光伏系统进行正常的开机；否则，需要进行报警和相应的故障处理。
优选的，光伏子模块均包括依次连接的光伏板、DC/DC模块和DC/AC模块；光伏系统包括三组通过正负母线进行并联的光伏子模块，每组的多个光伏子模块之间通过输出侧进行相互串联。
进一步的，步骤S100具体包括如下步骤：
S110：将待检测的光伏子模块的DC/DC模块进行驱动封锁；
S120：将待检测的光伏子模块的DC/AC模块中设定的IGBT单元进行开通；
S130：将其余光伏子模块的DC/DC模块进行驱动封锁以及DC/AC模块中所有的IGBT单元进行关断。
优选的，光伏子模块包括相互连接的光伏板和DC/DC模块；光伏系统包括通过正负母线进行并联的一组光伏子模块和三组DC/AC模块；一组中的多个光伏子模块之间通过输出侧相互串联，每组的多个DC/AC模块之间进行相互串联。
进一步的，步骤S100具体包括如下步骤：
S111：将待检测的光伏子模块的DC/DC模块进行驱动封锁；
S112：将其余光伏子模块的DC/DC模块进行驱动置高。
优选的，所述旁路模块包括多个旁路开关，所述旁路开关与对应的光伏子模块的输出侧进行并联；则在步骤S200中，将待检测的光伏子模块上的所述旁路开关进行关断，同时将其余光伏子模块上的所述旁路开关进行开通，以实现待检测的光伏子模块单独与光伏系统的母线对地侧的所述测量单元进行并联。
优选的，所述旁路开关采用双向晶闸管、触发器和电子开关中的一种。
优选的，所述旁路开关采用双向晶闸管，设双向晶闸管所包括的两个晶闸管分别为第一晶闸管和第二晶闸管；其中，第一晶闸管的导通方向指向光伏子模块的输出正端，第二晶闸管的导通方向指向光伏子模块的输出负端；从而对任意的光伏子模块进行对地绝缘阻抗的检测时，待检测的光伏子模块的输出正端沿位于其余光伏子模块输出侧的第一晶闸管与光伏系统的正母线进行连接；待检测的光伏子模块的输出负端沿位于其余光伏子模块输出侧的第二晶闸管与光伏系统的负母线进行连接。
优选的，所述测量单元包括一对测量电阻，两个所述测量电阻相互串联的连接于光伏系统的正负母线；则在步骤S300中对光伏系统的正负母线的对地电压值进行检测，进而得到任意光伏子模块的对地绝缘阻抗的求解方程组为：
其中，VT_PE和VT_NE分别表示两个测量电阻对应的电压值；VPV表示光伏子模块所包括的光伏板的输出电压值；RT_PE和RT_NE分别表示两个测量电阻的阻值；RPV_PE和RPV_NE表示光伏子模块的对地绝缘阻抗值。
与现有技术相比，本申请的有益效果在于：
（1）本申请可以精确测量每个光伏子模块的对地绝缘阻抗值，并且在进行对地绝缘组坑的检测过程中，可以避免额外电阻对计算过程的干扰，进而可以有效的提高对地绝缘阻抗的检测效率。
（2）本申请通过对光伏系统的每个光伏子模块的对地绝缘阻抗进行单独检测，从而可以精确的判断出哪路光伏子模块的对地绝缘阻抗值不符合要求，进而可以快速的进行故障维护。
（3）本申请的对地绝缘阻抗检测方法的成本低、实施容易，计算简单。
附图说明
图1为现有的一种模块化多电平的光伏系统的电路结构示意图。
图2为现有的另一种模块化多电平的光伏系统的电路结构示意图。
图3为本发明中对任意光伏子模块进行对地绝缘阻抗检测的工作步骤。
图4为本发明中对整个光伏系统的对地绝缘阻抗检测的流程示意图。
图5为本发明图1所示光伏系统进行旁路模块以及测量单元安装的电路结构示意图。
图6为本发明图1所示光伏系统的其中一相进行对地绝缘阻抗检测的电路结构示意图。
图7为本发明图1所示光伏系统中任意光伏子模块进行对地绝缘阻抗检测的电路结构简化示意图。
图8为本发明图2所示光伏系统进行旁路模块以及测量单元安装的电路结构示意图。
图9为本发明图2所示光伏系统中任意光伏子模块进行对地绝缘阻抗检测的电路结构简化示意图。
图10为本发明中检测模块的变形实施例的结构示意图。
图中：光伏子模块100、光伏板110、DC/DC模块120、DC/AC模块130、旁路开关200、测量单元300、测量电阻310。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
在本申请的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、 “横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本申请的具体保护范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
本申请的其中一个优选的实施例，如图3至图10所示，一种模块化多电平光伏系统对地绝缘阻抗检测方法，包括测量单元300和旁路模块。旁路模块对应安装于光伏系统的每个光伏子模块100的输出侧，测量单元300安装于光伏系统的母线对地侧；则光伏系统对任意光伏子模块100的对地绝缘阻抗的检测过程包括如下步骤：
S100：将待检测的光伏子模块100进行驱动封锁。
S200：通过旁路模块将待检测的的光伏子模块100单独与光伏系统的母线的对地侧进行连接；此时其余的光伏子模块100与光伏系统的正负母线断开。
S300：测量光伏系统此时的母线对地电压值并根据测量单元300的阻值联立方程组，以求得待检测的光伏子模块100的对地绝缘阻抗值。
应当知道的是，上述的检测过程是对任意的一个光伏子模块100进行对地绝缘阻抗的检测过程。从而对整个光伏系统而言，只需将每个光伏子模块100单独检测得到的对地绝缘阻抗值进行汇总即可得到整个光伏系统的对地绝缘阻抗值。相比较现有的光伏系统的对地绝缘阻抗的检测方法，可以精确测量每个光伏子模块100的对地绝缘阻抗值，并且在进行对地绝缘组坑的检测过程中，可以避免额外电阻对计算过程的干扰，进而可以有效的提高对地绝缘阻抗的检测效率。同时，通过对光伏系统的每个光伏子模块100的对地绝缘阻抗进行单独检测，可以精确的判断出哪个光伏子模块100的对地绝缘阻抗值不符合要求，进而可以快速的进行故障维护。
具体的，如图4所示，整个光伏系统的对地绝缘阻抗检测过程可以包括如下步骤：
（1）将光伏系统包括的所有的光伏子模块100进行编号。
（2）按照编号的顺序依次对每个光伏子模块100进行上述的步骤S100、S200和S300的过程，从而可以测得每个光伏子模块100的对地绝缘阻抗值。
（3）若所有的光伏子模块100的对地绝缘阻抗值均符合规定，则光伏系统进行正常的开机。否则需要进行报警和相应的故障处理；并且不符合对地绝缘阻抗要求的光伏子模块100可以根据其对应的编号，得到其具体的位置。
应当知道的是，现有的模块化多电平的光伏系统的结构有多种，包括但不限于下述的两种结构。
结构一：如图1所示，光伏系统包括三组光伏子模块100，三组光伏子模块100相互并联的与正负母线进行连接；三组光伏子模块100可以分别标记为A相、B相和C相，以分别和电网实现三相连接。每组包括的光伏子模块100的数量有多个，多个光伏子模块100之间相互串联。每个光伏子模块100均包括依次连接的光伏板110、DC/DC模块120和DC/AC模块130。
结构二：如图2所示，光伏系统包括一组光伏子模块100和三组DC/AC模块130。一组的多个光伏子模块100相互串联的连接于光伏系统的正负母线之间，且每个光伏子模块100均包括相互连接的光伏板110以及DC/DC模块120。三组DC/AC模块130相互并联的与光伏系统的正负母线进行连接，同时三组DC/AC模块130可以分别和电网进行三相连接；每组的多个DC/AC模块130相互串联的连接于光伏系统的正负母线之间。
本实施例中，对于上述的步骤S100的具体过程可以根据所采用的光伏系统的结构不同而进行相应的变化。
当光伏系统采用上述的结构一时，如图5至图7所示，在步骤S100中，可以将需要进行对地绝缘阻抗检测的光伏子模块100的DC/DC模块120进行驱动封锁，以及将DC/AC模块130中设定的IGBT单元进行开通，以使得需要进行对地绝缘阻抗检测的光伏子模块100对应的光伏板110能够与测量单元300相连接。同时，将其余的光伏子模块100的DC/DC模块120进行驱动封锁以及将相应的DC/AC模块130进行关断；以使得其余的光伏子模块100和需要进行对地绝缘阻抗检测的光伏子模块100进行断路。
具体的，如图5至图7所示，可以设每组包括的光伏子模块100的数量为2n；并对每组的光伏子模块100依次进行编号#1、#2、……、#2n。同时将光伏子模块100中DC/AC模块130所包括的四个进行桥接的IGBT单元分别标记为S1、S2、S3和S4。
假设对编号为#1的光伏子模块100进行对地绝缘阻抗的检测。则将编号为#1的光伏子模块100中的DC/DC模块120进行驱动封锁，以及将对应的DC/AC模块130中的标记为S1和S4的IGBT单元进行开通，标记为S2和S3的IGBT单元进行关断。同时，将其余的光伏子模块100的DC/DC模块120也进行驱动封锁，以及将对应的DC/AC模块130的所有IGBT单元进行关断。从而编号#2至#2n的所有光伏子模块100的输出侧均与编号为#1的光伏子模块100进行断路。此时，编号为#1的光伏子模块100输出侧的正端可以直接和光伏系统的正母线进行连接，而输出侧的负端可以通过旁路模块与光伏系统的负母线进行连接。进而实现将编号为#1的光伏子模块100所要检测的对地绝缘阻抗与光伏系数输出侧母线连接的测量单元300进行并联。
当光伏系统采用上述的结构二时，如图8和图9所示，在步骤S100中，可以将进行对地绝缘阻抗检测的光伏子模块100的DC/DC模块120进行驱动封锁，以使得需要进行对地绝缘阻抗检测的光伏子模块100对应的光伏板110能够与测量单元300相连接；同时，将其余的光伏子模块100的DC/DC模块120进行驱动置高；以使得其余的光伏子模块100和需要进行对地绝缘阻抗检测的光伏子模块100进行断路。
具体的，如图8和图9所示，可以设一组的光伏子模块100的数量为n；则对多个光伏子模块100依次进行编号#1、#2、……、#n。
假设对编号为#1的光伏子模块100进行对地绝缘阻抗的检测。则将编号为#1的光伏子模块100中的DC/DC模块120进行驱动封锁。同时，将其余的光伏子模块100的DC/DC模块120进行驱动置高。则编号#2至#n的所有光伏子模块100的输出侧经电感进行短路，以使得对应的光伏板110的输出电压基本为零，导致输出的二极管无法导通，进而实现将编号#2至#n的所有光伏子模块100均与编号为#1的光伏子模块100进行断路。此时，编号为#1的光伏子模块100输出侧的正端可以直接和光伏系统的正母线进行连接，而输出侧的负端可以通过旁路模块与光伏系统的负母线进行连接。进而实现将编号为#1的光伏子模块100所要检测的对地绝缘阻抗与光伏系数输出侧母线连接的测量单元300进行并联。
本申请的其中一个实施例，如图5至图9所示，旁路模块包括多个旁路开关200，旁路开关200与对应的光伏子模块100的输出侧进行并联。则在步骤S200中，通过将进行对地绝缘阻抗检测的光伏子模块100上的旁路开关200进行关断，同时将其余的光伏子模块100上的旁路开关200进行开通，以使得待检测的光伏子模块100可以单独与光伏系统的母线对地侧进行连接，进而可以实现光伏子模块100所要检测的对地绝缘阻抗与测量单元300形成并联电路。
可以理解的是，旁路开关200在常态下处于关断状态；即光伏子模块100的输出侧正负端在正常工作状态下分别与光伏系统的正负母线进行连接。而当旁路开关200处于开通状态时，光伏子模块100的输出侧正负端可以通过开通旁路开关200进行连通；即此时旁路开关200相当于连接光伏子模块100输出侧正负端的导线，进而在进行光伏子模块100的对地绝缘阻抗的检测时，待检测的光伏子模块100输出侧的旁路开关200进行关断，其余的光伏子模块100输出侧的旁路开关200进行开通，从而待检测的光伏子模块100的输出侧正负端可以分别沿其余光伏子模块100输出侧的旁路开关200与光伏系统的正负母线进行连接。
同时，在任意的光伏子模块100发生故障时，对应的旁路开关200通过开通可以将该光伏子模块100与光伏系统进行短路，进而结合故障的光伏子模块100上DC/DC模块120的驱动封锁或驱动置高，可以将故障的光伏子模块100与光伏系统进行隔离，进而保障光伏系统的工作稳定性和安全性。
本实施例中，旁路开关200的具体结构有多种，常见有触发器、电子开关和双向晶闸管等。为了方便进行描述，本实施例中优选采用双向晶闸管，双向晶闸管并联于光伏子模块100的输出侧。
具体的，如图7和图9所示，双向晶闸管所包括的两个晶闸管分别为第一晶闸管和第二晶闸管。其中，第一晶闸管的导通方向指向光伏子模块100的输出正端；第二晶闸管的导通方向指向光伏子模块100的输出负极。从而在对任意的光伏子模块100进行对地绝缘阻抗的检测时，待检测的光伏子模块100的输出正端可以沿其余光伏子模块100输出侧的第一晶闸管与光伏系统的正母线进行连接；待检测的光伏子模块100的输出负端可以沿其余光伏子模块100输出侧的第二晶闸管与光伏系统的负母线进行连接。
本申请的其中一个实施例，如图5至图10所示，测量单元300包括一对测量电阻310；两个测量电阻310相互串联的连接于光伏系统的正负母线。从而在进行任意光伏子模块100的对地绝缘阻抗的检测时，通过前述的过程可以将待检测的光伏子模块100的对地绝缘阻抗与两个测量电阻310进行并联，进而根据并联电压的分压原理，可以列出求解对地绝缘阻抗的方程组。
具体的，如图7和图9所示，可以将任意光伏子模块100的对地绝缘阻抗看作成两个相互串联的电阻，两个电阻可以分别标记为电阻RPV_PE和电阻RPV_NE；同时将两个测量电阻310分别标记为电阻RT_PE和电阻RT_NE。从而在对任意的光伏子模块100的对地绝缘阻抗进行检测时，通过前述的过程可以将电阻RPV_PE和电阻RT_PE进行并联；将电阻RPV_NE和电阻RT_NE进行并联。此时相互并联的电阻RPV_PE和电阻RT_PE可以和相并联的电阻RPV_NE和电阻RT_NE之间进行串联。
本实施例中，根据测量电阻310的结构不同，对地绝缘阻抗的求解方程组的建立过程也不相同。具体可以包括下面的三种情况。
情况一：如图7和图9所示，两个测量电阻310均为定值电阻，则在步骤S300中，需要对光伏系统的正负母线的对地电压值进行检测，进而可以得到每个测量电阻310的分压值，此时任意光伏子模块100的对地绝缘阻抗的求解方程组为：
其中，VT_PE和VT_NE分别表示两个测量电阻310对应的电压值；VPV表示光伏子模块100所包括的光伏板110的输出电压值；RT_PE和RT_NE分别表示两个测量电阻310的阻值；RPV_PE和RPV_NE表示光伏子模块100的对地绝缘阻抗值。
情况二：如图10中（1）至（4）所示，其中一个测量电阻310为定值电阻，另一个测量电阻310为变值电阻。则在步骤S300中只需对光伏系统的正母线或负母线的对地电压值进行检测，从而通过对变值电阻的阻值进行至少一次调节，即可得到对任意的光伏子模块100的对地绝缘阻抗的求解方程组为：
或， 
。
或， 
。
或，
。
其中，变值电阻的调节次数为e，则A和B的取值为{1、2、……、e+1}；VTA_PE、VTB_PE、VTA_NE和VTB_NE分别表示变值电阻在调节时两个测量电阻310对应的电压值；RTA_PE和RTB_NE分别表示不同变值电阻的调节阻值；VPVA和VPVB分别表示光伏子模块100所包括的光伏板110在不同变值电阻下的输出电压值。
情况三：如图10中（5）和（6）所示，两个测量电阻310均为变值电阻，则在步骤S300中只需对光伏系统的正母线或负母线的对地电压值进行检测，从而通过对变值电阻的阻值进行至少一次调节，则可以得到对任意的光伏子模块100的对地绝缘阻抗的求解方程组为：
或，
。
其中，变值电阻的调节次数为e，则A和B的取值为{1、2、……、e+1}；VTA_PE、VTB_PE、VTA_NE和VTB_NE分别表示变值电阻在调节时两个测量电阻310对应的电压值；RTA_PE和RTB_NE分别表示不同变值电阻的调节阻值；VPVA和VPVB分别表示光伏子模块100所包括的光伏板110在不同变值电阻下的输出电压值。
应当知道的是，对于测量电阻310采用变值电阻时，变值电阻的阻值调节可以通过继电器或数字电位器等进行切换。
以上描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请的范围内。本申请要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种模块化多电平光伏系统对地绝缘阻抗检测方法，其特征在于，包括测量单元和旁路模块；所述旁路模块对应安装于光伏系统的每个光伏子模块的输出侧，所述测量单元安装于光伏系统的母线对地侧；则光伏系统对任意光伏子模块的对地绝缘阻抗的检测包括如下步骤：
S100：将待检测的光伏子模块进行封锁；
S200：通过所述旁路模块将待检测的光伏子模块单独与光伏系统的母线对地侧进行连接；
S300：测量光伏系统此时的母线对地电压值并根据所述测量单元的阻值联立方程组，以求得待检测的光伏子模块的对地绝缘阻抗值。
2.如权利要求1所述的模块化多电平光伏系统对地绝缘阻抗检测方法，其特征在于：将光伏系统包括的所有的光伏子模块进行编号，并按照编号的顺序依次对每个光伏子模块进行上述的S100、S200和S300的过程，从而测得每个光伏子模块的对地绝缘阻抗值；若所有的对地绝缘阻抗值均符合规定，则光伏系统进行正常的开机；否则，需要进行报警和相应的故障处理。
3.如权利要求1所述的模块化多电平光伏系统对地绝缘阻抗检测方法，其特征在于：光伏子模块均包括依次连接的光伏板、DC/DC模块和DC/AC模块；光伏系统包括三组通过正负母线进行并联的光伏子模块，每组的多个光伏子模块之间通过输出侧进行相互串联。
4.如权利要求1所述的模块化多电平光伏系统对地绝缘阻抗检测方法，其特征在于：光伏子模块包括相互连接的光伏板和DC/DC模块；光伏系统包括通过正负母线进行并联的一组光伏子模块和三组DC/AC模块；一组中的多个光伏子模块之间通过输出侧相互串联，每组的多个DC/AC模块之间进行相互串联。
5.如权利要求3所述的模块化多电平光伏系统对地绝缘阻抗检测方法，其特征在于：步骤S100具体包括如下步骤：
S110：将待检测的光伏子模块的DC/DC模块进行驱动封锁；
S120：将待检测的光伏子模块的DC/AC模块中设定的IGBT单元进行开通；
S130：将其余光伏子模块的DC/DC模块进行驱动封锁以及DC/AC模块中所有的IGBT单元进行关断。
6.如权利要求4所述的模块化多电平光伏系统对地绝缘阻抗检测方法，其特征在于：步骤S100具体包括如下步骤：
S111：将待检测的光伏子模块的DC/DC模块进行驱动封锁；
S112：将其余光伏子模块的DC/DC模块进行驱动置高。
7.如权利要求1-6任一项所述的模块化多电平光伏系统对地绝缘阻抗检测方法，其特征在于：所述旁路模块包括多个旁路开关，所述旁路开关与对应的光伏子模块的输出侧进行并联；则在步骤S200中，将待检测的光伏子模块上的所述旁路开关进行关断，同时将其余光伏子模块上的所述旁路开关进行开通，以实现待检测的光伏子模块单独与光伏系统的母线对地侧的所述测量单元进行并联。
8.如权利要求7所述的模块化多电平光伏系统对地绝缘阻抗检测方法，其特征在于：所述旁路开关采用双向晶闸管、触发器和电子开关中的一种。
9.如权利要求8所述的模块化多电平光伏系统对地绝缘阻抗检测方法，其特征在于：所述旁路开关采用双向晶闸管，设双向晶闸管所包括的两个晶闸管分别为第一晶闸管和第二晶闸管；其中，第一晶闸管的导通方向指向光伏子模块的输出正端，第二晶闸管的导通方向指向光伏子模块的输出负端；从而对任意的光伏子模块进行对地绝缘阻抗的检测时，待检测的光伏子模块的输出正端沿位于其余光伏子模块输出侧的第一晶闸管与光伏系统的正母线进行连接；待检测的光伏子模块的输出负端沿位于其余光伏子模块输出侧的第二晶闸管与光伏系统的负母线进行连接。
10.如权利要求1所述的模块化多电平光伏系统对地绝缘阻抗检测方法，其特征在于：所述测量单元包括一对测量电阻；两个所述测量电阻相互串联的连接于光伏系统的正负母线；则在步骤S300中对光伏系统的正负母线的对地电压值进行检测，进而得到任意光伏子模块的对地绝缘阻抗的求解方程组为：
其中，VT_PE和VT_NE分别表示两个测量电阻对应的电压值；VPV表示光伏子模块所包括的光伏板的输出电压值；RT_PE和RT_NE分别表示两个测量电阻的阻值；RPV_PE和RPV_NE表示光伏子模块的对地绝缘阻抗值。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103229063A (zh) * | 2010-11-29 | 2013-07-31 | 吉坤日矿日石能源株式会社 | 接地检测装置、接地检测方法、太阳能发电系统以及接地检测程序 |
| WO2014007261A1 (ja) * | 2012-07-03 | 2014-01-09 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 故障検知装置、故障検知システム、及び故障検知方法 |
| WO2015180623A1 (zh) * | 2014-05-28 | 2015-12-03 | 阳光电源股份有限公司 | 一种非隔离型光伏并网逆变器和光伏并网发电系统 |
| CN105356848A (zh) * | 2015-11-17 | 2016-02-24 | 江苏固德威电源科技股份有限公司 | 多路mppt输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测装置及方法 |
| CN109696582A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-04-30 | 欣旺达电子股份有限公司 | 绝缘阻抗检测电路及其检测方法 |
| CN110401414A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-11-01 | 深圳市禾望科技有限公司 | 对地绝缘阻抗检测电路及方法、光伏发电系统 |
| CN112636694A (zh) * | 2019-09-24 | 2021-04-09 | 华为技术有限公司 | 一种光伏发电系统及方法 |
| CN114448351A (zh) * | 2020-11-05 | 2022-05-06 | 台达电子企业管理（上海）有限公司 | 光伏储能逆变系统及控制方法 |
| CN114696743A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-07-01 | 锦浪科技股份有限公司 | 一种组串式光伏系统及其绝缘阻抗检测方法 |
-
2022
- 2022-12-06 CN CN202211554896.9A patent/CN115567000B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103229063A (zh) * | 2010-11-29 | 2013-07-31 | 吉坤日矿日石能源株式会社 | 接地检测装置、接地检测方法、太阳能发电系统以及接地检测程序 |
| WO2014007261A1 (ja) * | 2012-07-03 | 2014-01-09 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 故障検知装置、故障検知システム、及び故障検知方法 |
| WO2015180623A1 (zh) * | 2014-05-28 | 2015-12-03 | 阳光电源股份有限公司 | 一种非隔离型光伏并网逆变器和光伏并网发电系统 |
| CN105356848A (zh) * | 2015-11-17 | 2016-02-24 | 江苏固德威电源科技股份有限公司 | 多路mppt输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测装置及方法 |
| CN109696582A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-04-30 | 欣旺达电子股份有限公司 | 绝缘阻抗检测电路及其检测方法 |
| CN110401414A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-11-01 | 深圳市禾望科技有限公司 | 对地绝缘阻抗检测电路及方法、光伏发电系统 |
| CN112636694A (zh) * | 2019-09-24 | 2021-04-09 | 华为技术有限公司 | 一种光伏发电系统及方法 |
| CN114448351A (zh) * | 2020-11-05 | 2022-05-06 | 台达电子企业管理（上海）有限公司 | 光伏储能逆变系统及控制方法 |
| CN114696743A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-07-01 | 锦浪科技股份有限公司 | 一种组串式光伏系统及其绝缘阻抗检测方法 |
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