CN116973631A - 一种功率变换器及其绝缘阻抗检测方法 - Google Patents

一种功率变换器及其绝缘阻抗检测方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种功率变换器及其绝缘阻抗检测方法，该绝缘阻抗检测方法，借助于功率变换器中逆变继电器与并网继电器之间的火线与零线间所连接的放电电阻支路，首先控制该逆变继电器、并网继电器以及功率变换器的逆变电路动作，实现该放电电阻支路对于功率变换器中直流母线的连接投切，改变直流母线的至少一极的对地阻抗；并在该放电电阻支路处于不同投切情况下时，也即直流母线的至少一极对地阻抗有所不同时，分别获取功率变换器中直流母线电压和直流母线任一极对地电压的检测值；然后根据各检测值，计算得到功率变换器的直流侧的对地绝缘阻抗值；无需现有技术中额外的继电器，进而避免了其继电器选型要求高以及电路成本高的问题。

Description

一种功率变换器及其绝缘阻抗检测方法
技术领域
本申请涉及电力电子技术领域，特别涉及一种功率变换器及其绝缘阻抗检测方法。
背景技术
光伏逆变器、储能变流器等功率变换器，对其输入端所接的光伏组件、蓄电池等电源，通常有对地绝缘阻抗检测的要求。传统的检测方式，是设置一个Y型电阻电桥，并在该Y型电阻电桥的中点与直流母线的正极之间并联一个开关；通过控制该开关通断，进行不同情况下的电压检测，进而计算得到相应功率变换器的直流侧的对地绝缘阻抗检测值。
实际应用中，该开关通常采用干簧继电器，且为了防止继电器线圈断电时产生较大的反向电动势而造成其驱动开关管过应力，通常会在继电器线包上反并联续流二极管；另外，此继电器需要满足基本绝缘的安规要求，并需要考虑大地对直流母线的负极短接下的电压应力以及电流应力；因此，导致了继电器的选型要求高以及电路成本高的问题。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种功率变换器及其绝缘阻抗检测方法，以解决传统电阻电桥检测时继电器选型要求高以及电路成本高的问题。
为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
本申请第一方面提供了一种功率变换器的绝缘阻抗检测方法，在功率变换器中逆变电路的交流侧，逆变继电器与并网继电器之间的火线与零线间，连接有放电电阻支路；所述绝缘阻抗检测方法包括：
控制所述逆变继电器、所述并网继电器以及所述逆变电路动作，实现所述放电电阻支路对于所述功率变换器中直流母线的连接投切；
对于所述放电电阻支路的不同投切情况，分别获取所述功率变换器中直流母线电压和直流母线任一极对地电压的检测值；
根据各所述检测值，计算得到所述功率变换器的直流侧的对地绝缘阻抗值。
可选的，控制所述逆变继电器、所述并网继电器以及所述逆变电路动作，包括：
控制所述逆变继电器和所述并网继电器在不同线上的继电器吸合；并且，控制所述逆变电路中处于所述逆变继电器中吸合继电器与所述直流母线的正极之间的开关管导通；
控制所述逆变继电器和所述并网继电器在不同线上的继电器吸合；并且，控制所述逆变电路中处于所述逆变继电器中吸合继电器与所述直流母线的负极之间的开关管导通。
可选的，控制所述逆变继电器、所述并网继电器以及所述逆变电路动作，包括：
控制所述逆变继电器和所述并网继电器均不吸合；
控制所述逆变继电器和所述并网继电器在不同线上的继电器吸合；并且，控制所述逆变电路中处于所述逆变继电器中吸合继电器与所述直流母线的正极或负极之间的开关管导通。
可选的，控制所述逆变继电器和所述并网继电器在不同线上的继电器吸合，包括：
控制所述逆变继电器在火线上的继电器和所述并网继电器在零线上的继电器吸合；或者，
控制所述逆变继电器在零线上的继电器和所述并网继电器在火线上的继电器吸合。
可选的，控制所述逆变电路中处于所述逆变继电器中吸合继电器与所述直流母线的对应极之间的开关管导通，包括：
控制所述逆变电路中与所述逆变继电器中吸合继电器相连的桥臂内，连接于该桥臂的交流侧连接点与所述直流母线的对应极之间的开关管导通；或者，
控制所述逆变电路中另一桥臂内，连接于该桥臂的交流侧连接点与所述直流母线的对应极之间的开关管，以及，连接于该桥臂的交流侧连接点与所述逆变继电器中吸合继电器之间的开关管导通。
可选的，对于所述放电电阻支路的不同投切情况，分别获取所述功率变换器中直流母线电压和直流母线任一极对地电压的检测值，包括：
在所述放电电阻支路被投入至连接所述直流母线的正极的情况下，分别获取所述直流母线电压和所述直流母线任一极对地电压的检测值；以及，
在所述放电电阻支路被投入至连接所述直流母线的负极的情况下，分别获取所述直流母线电压和所述直流母线任一极对地电压的检测值。
可选的，对于所述放电电阻支路的不同投切情况，分别获取所述功率变换器中直流母线电压和直流母线任一极对地电压的检测值，包括：
在所述放电电阻支路被切出的情况下，分别获取所述直流母线电压和所述直流母线任一极对地电压的检测值；以及，
在所述放电电阻支路被投入至连接所述直流母线的正极或负极的情况下，分别获取所述直流母线电压和所述直流母线任一极对地电压的检测值。
可选的，根据各所述检测值，计算得到所述功率变换器的直流侧的对地绝缘阻抗值，包括：
以所述对地绝缘阻抗值作为待求解量，利用所述功率变换器的直流侧正负极与地之间电流大小相同的原理列式，根据各所述检测值，以及，所述直流母线的正负极与地之间的等效阻抗，对所述对地绝缘阻抗值进行求解。
可选的，所述直流母线的正负极与地之间的等效阻抗，包括：由所述功率变换器内采样电路中采样电阻所带来的阻抗。
可选的，所述直流母线任一极对地电压，为：所述直流母线的正极的对地电压，或者，所述直流母线的负极的对地电压。
本申请第二方面提供一种功率变换器，包括：控制器、逆变电路、逆变继电器、并网继电器、放电电阻支路及电压检测模块；其中，
所述逆变电路的直流侧连接直流母线；所述直流母线用于连接直流电源，其正负极之间连接有母线电容；
所述逆变电路的交流侧，依次通过所述逆变继电器及所述并网继电器，连接并网点；
所述放电电阻支路，连接于所述逆变继电器与所述并网继电器之间的火线与零线间；
所述电压检测模块用于采集直流母线电压以及直流母线任一极对地电压，并输出至所述控制器；
所述逆变电路、所述逆变继电器及所述并网继电器，受控于所述控制器，所述控制器用于执行如上述第一方面任一种所述的功率变换器的绝缘阻抗检测方法。
可选的，所述直流母线的正负极通过Y型电阻电桥接地。
可选的，所述放电电阻支路包括：一个放电电阻，或者，至少两个串并联连接的放电电阻。
可选的，所述放电电阻支路还包括：与各所述放电电阻所构成的支路串联连接的开关；所述开关受控于所述控制器。
可选的，还包括：至少一个DC/DC变换电路，所述DC/DC变换电路的一侧连接相应的直流电源，另一侧连接所述直流母线。
可选的，所述直流电源为光伏组串或者储能电池。
本申请提供的功率变换器的绝缘阻抗检测方法，其借助于功率变换器中逆变继电器与并网继电器之间的火线与零线间所连接的放电电阻支路，首先控制该逆变继电器、并网继电器以及功率变换器的逆变电路动作，实现该放电电阻支路对于功率变换器中直流母线的连接投切，改变直流母线的至少一极的对地阻抗；并在该放电电阻支路处于不同投切情况下时，也即直流母线的至少一极对地阻抗有所不同时，分别获取功率变换器中直流母线电压和直流母线任一极对地电压的检测值；然后根据各检测值，计算得到功率变换器的直流侧的对地绝缘阻抗值；无需现有技术中额外的继电器，进而避免了其继电器选型要求高以及电路成本高的问题。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术提供的Y型电阻电桥的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的单级式功率变换器的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的单级式功率变换器的具体结构示意图；
图4为本申请实施例提供的功率变换器的绝缘阻抗检测方法的流程图；
图5为本申请实施例提供的单级式功率变换器的等效结构示意图；
图6为本申请实施例提供的单级式功率变换器的另一等效结构示意图；
图7为本申请实施例提供的单级式功率变换器的Δ等效电路图；
图8为本申请实施例提供的Y型电阻电桥的结构示意图。
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。
在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
现有技术中的Y型电阻电桥如图1中所示，其包括三个连接于中点NET的电阻R1、R2及R3，该中点NET与直流母线的正极BUS+之间连接有一个继电器S作为其开关；通过控制该继电器S通断，进行不同情况下的电压检测，进而可以计算得到相应功率变换器的直流侧的对地绝缘阻抗检测值。但是，该继电器S存在选型要求高以及导致电路成本高的问题。
本申请提供一种功率变换器的绝缘阻抗检测方法，以解决传统电阻电桥检测时继电器选型要求高以及电路成本高的问题。
参见图2，该功率变换器包括：控制器(图中未展示)、逆变电路101、逆变继电器103、并网继电器104、放电电阻支路RE及电压检测模块(图中未展示)；其中，逆变电路101的直流侧连接直流母线；该直流母线用于连接光伏组串或储能电池等直流电源，其正负极(如图中所示的BUS+和BUS-)之间连接有母线电容，而且，其正负极可以通过Y型电阻电桥201接地；该Y型电阻电桥201包括电阻R1至R3，电阻R1连接于电桥中点NET与直流母线的正极BUS+之间，电阻R2连接于电桥中点NET与直流母线的负极BUS-之间，电阻R3连接于电桥中点NET与地之间；该逆变电路101的交流侧，依次通过逆变继电器103和并网继电器104，连接并网点(包括图中所示的L1_
Grid和N_Grid)；实际应用中，该逆变电路101的交流侧与逆变继电器103之间还可以设置有滤波单元102；该放电电阻支路RE，连接于逆变继电器103与并网继电器104之间的火线与零线间；该电压检测模块用于采集直流母线电压以及直流母线任一极对地电压，并输出至控制器；该逆变电路101、逆变继电器103及并网继电器104，受控于控制器。
需要说明的是，图2仅以一种单级式逆变器拓扑为例进行展示，且其逆变电路101可以是图3中所示的Heric拓扑(包括开关管Q1至Q6)，实际应用中，该逆变电路101也可以采用其他拓扑，例如H桥拓扑、三电平拓扑、H6拓扑等，但其在交流侧任一线与直流母线的任一极之间分别设置有相应开关管构成的可通断支路，比如图3中所示，其在交流侧的火线与直流母线的正极之间，设置有开关管Q1构成的可通断支路，或者，开关管Q3、Q4及Q2构成的可通断支路。
参见图4，该功率变换器的绝缘阻抗检测方法，包括：
S101、控制逆变继电器、并网继电器以及逆变电路动作，实现放电电阻支路对于功率变换器中直流母线的连接投切。
对于逆变继电器和并网继电器的控制，具体是指控制其内部各继电器是否吸合；对于该逆变电路的控制，具体是指控制其内部各开关管的通断，比如控制至少一个开关管导通。
参见图3，当控制逆变继电器103在火线上的继电器K1和并网继电器104在零线上的继电器K4吸合、开关管Q1导通时，该放电电阻支路RE被投入至连接直流母线的正极BUS+；当控制逆变继电器103在火线上的继电器K1和并网继电器104在零线上的继电器K4吸合、开关管Q5导通时，该放电电阻支路RE被投入至连接直流母线的负极BUS-；当控制逆变继电器103和并网继电器104中的各继电器K1至K4均断开时，该放电电阻支路RE被切出与直流母线的任一极之间的连接。
由于该并网继电器104在零线上的继电器K4远离该放电电阻支路RE的一端用于连接并网点的零线N_Grid，而该并网点的零线N_Grid与地同电位，所以对于该放电电阻支路RE而言，相对于其被切出时，当其被投入至连接直流母线的任一极时，即可改变直流母线对应极的对地阻抗。若进行绝缘阻抗检测之前，该逆变继电器103和并网继电器104中的各继电器K1至K4均处于不吸合的初始状态，逆变电路101中的各开关管处于关断的初始状态，则通过上述控制，可以改变直流母线至少一极的对地阻抗。
S102、对于放电电阻支路的不同投切情况，分别获取功率变换器中直流母线电压和直流母线任一极对地电压的检测值。
该不同投切情况，可以是指放电电阻支路RE被投入至连接直流母线不同极的情况，也可以是指放电电阻支路RE被投入至连接直流母线任一极的情况和被切出与直流母线任一极相连的情况；此处不做限定，只要能够改变直流母线至少一极的对地阻抗即可，均在本申请的保护范围内。
该直流母线电压具体是指直流母线的正极BUS+和直流母线的负极BUS-之间的电压；该直流母线任一极对地电压，具体可以是直流母线的正极BUS+的对地电压，也可以是直流母线的负极BUS-的对地电压。
S103、根据各检测值，计算得到功率变换器的直流侧的对地绝缘阻抗值。
S101中，以逆变继电器与并网继电器代替了图1所示现有技术中额外的继电器S，以图2和图3中所示的放电电阻支路RE实现了对于直流母线任一极对地阻抗的扰动，进而得到了相应电压的不同检测值，再以其进行对地绝缘阻抗值的计算即可，可以省略现有技术中额外的继电器S。
本实施例提供的该绝缘阻抗检测方法，通过上述原理，即可计算得到功率变换器的直流侧的对地绝缘阻抗值；不再需要现有技术中额外的继电器，进而避免了其继电器选型要求高以及电路成本高的问题。
在上一实施例的基础之上，本实施例给出了该绝缘阻抗检测方法的一种可选实现形式，其S101中，控制逆变继电器、并网继电器以及逆变电路动作，具体可以包括以下两个步骤：
a、控制逆变继电器和并网继电器在不同线上的继电器吸合；并且，控制逆变电路中处于逆变继电器中吸合继电器与直流母线的正极之间的开关管导通。
其中，控制逆变继电器和并网继电器在不同线上的继电器吸合，包括：控制逆变继电器在火线上的继电器(如图3中所示的K1)和并网继电器在零线上的继电器(如图3中所示的K4)吸合；或者，控制逆变继电器在零线上的继电器(如图3中所示的K2)和并网继电器在火线上的继电器(如图3中所示的K3)吸合。
当控制继电器K1和K4吸合时，控制逆变电路中处于逆变继电器中吸合继电器与直流母线的正极之间的开关管导通，具体包括：控制逆变电路中与逆变继电器中吸合继电器K1相连的桥臂内，连接于该桥臂的交流侧连接点与直流母线的正极之间的开关管(如图3中所示的Q1)导通；或者，控制逆变电路中另一桥臂内，连接于该桥臂的交流侧连接点与直流母线的正极之间的开关管(如图3中所示的Q2)，以及，连接于该桥臂的交流侧连接点与所述逆变继电器中吸合继电器之间的开关管(如图3中所示的Q4和Q3)导通。
当控制继电器K2和K3吸合时，控制逆变电路中处于逆变继电器中吸合继电器与直流母线的正极之间的开关管导通，具体包括：控制逆变电路中与逆变继电器中吸合继电器K2相连的桥臂内，连接于该桥臂的交流侧连接点与直流母线的正极之间的开关管(如图3中所示的Q2)导通；或者，控制逆变电路中另一桥臂内，连接于该桥臂的交流侧连接点与直流母线的正极之间的开关管(如图3中所示的Q1)，以及，连接于该桥臂的交流侧连接点与所述逆变继电器中吸合继电器之间的开关管(如图3中所示的Q3和Q4)导通。
b、控制逆变继电器和并网继电器在不同线上的继电器吸合；并且，控制逆变电路中处于逆变继电器中吸合继电器与直流母线的负极之间的开关管导通。
其中，控制逆变继电器和并网继电器在不同线上的继电器吸合，如上述内容所述，也包括：控制继电器K1和K4吸合；或者，控制继电器K2和K3吸合。
当控制继电器K1和K4吸合时，控制逆变电路中处于逆变继电器中吸合继电器与直流母线的负极之间的开关管导通，具体包括：控制逆变电路中与逆变继电器中吸合继电器K1相连的桥臂内，连接于该桥臂的交流侧连接点与直流母线的负极之间的开关管(如图3中所示的Q5)导通；或者，控制逆变电路中另一桥臂内，连接于该桥臂的交流侧连接点与直流母线的负极之间的开关管(如图3中所示的Q6)，以及，连接于该桥臂的交流侧连接点与所述逆变继电器中吸合继电器之间的开关管(如图3中所示的Q4和Q3)导通。
当控制继电器K2和K3吸合时，控制逆变电路中处于逆变继电器中吸合继电器与直流母线的负极之间的开关管导通，具体包括：控制逆变电路中与逆变继电器中吸合继电器K2相连的桥臂内，连接于该桥臂的交流侧连接点与直流母线的负极之间的开关管(如图3中所示的Q6)导通；或者，控制逆变电路中另一桥臂内，连接于该桥臂的交流侧连接点与直流母线的负极之间的开关管(如图3中所示的Q5)，以及，连接于该桥臂的交流侧连接点与所述逆变继电器中吸合继电器之间的开关管(如图3中所示的Q3和Q4)导通。
此时，该绝缘阻抗检测方法中的S102、对于放电电阻支路的不同投切情况，分别获取功率变换器中直流母线电压和直流母线任一极对地电压的检测值，具体包括：在放电电阻支路被投入至连接直流母线的正极的情况下，分别获取直流母线电压和直流母线任一极对地电压的检测值；以及，在放电电阻支路被投入至连接直流母线的负极的情况下，分别获取直流母线电压和直流母线任一极对地电压的检测值。
下面结合图3对该绝缘阻抗检测方法的具体过程进行一个示例性的介绍：
1、首先逆变继电器103和并网继电器104中的各继电器K1至K4均不吸合，逆变电路101中的各开关管均关断，检测直流母线任一极比如正极BUS+的对地电压V0和直流母线电压Vbus。
2、然后控制逆变继电器103在火线上的继电器K1和并网继电器104在零线上的继电器K4吸合，同时控制开关管Q1导通，使放电电阻支路RE接入直流母线的正极BUS+与地之间，检测直流母线的正极BUS+的对地电压V0和直流母线电压Vbus，为了便于区分，此时，该直流母线的正极BUS+的对地电压V0的取值可以记为V1，该直流母线电压Vbus的取值可以记为Vbus1。
3、再控制逆变继电器103在火线上的继电器K1和并网继电器104在零线上的继电器K4维持吸合，同时控制开关管Q1关断而开关管Q5导通，使放电电阻支路RE接入直流母线的负极BUS-与地之间，检测直流母线的正极BUS+的对地电压V0和直流母线电压Vbus，此时，该直流母线的正极BUS+的对地电压V0的取值可以记为V2，该直流母线电压Vbus的取值可以记为Vbus2。
以直流电源为光伏组串PV为例，记该功率变换器的直流侧正极PV+的对地绝缘阻抗为R+、直流侧负极PV-的对地绝缘阻抗为R-，放电电阻支路RE被投入至连接直流母线的正极BUS+时的部分等效结构将如图5中所示开关K1和K4闭合时的状态，放电电阻支路RE被投入至连接直流母线的负极BUS-时的部分等效结构将如图6中所示开关K1和K4闭合时的状态；图5和图6中，Rm为该功率变换器的直流侧正极PV+的对地等效阻抗，Rn为该功率变换器的直流侧负极PV-的对地等效阻抗，且两者主要由该功率变换器中相应采样电路中的采样电阻所带来；Vpv为该功率变换器的直流侧电压。
图7所示为相应的Δ等效电路，其中，R4至R6为等效后不同电位间的电阻，各继电器K1至K4均不吸合时的直流母线的正极BUS+对地等效电阻为R4，各继电器K1至K4均不吸合时的直流母线的负极BUS-对地等效电阻为R5；继电器K1和K4吸合且开关管Q1导通时，也即放电电阻支路RE被投入至连接直流母线的正极BUS+时，直流母线的正极BUS+对地等效电阻变为R7，而直流母线的负极BUS-对地等效电阻仍为R5；继电器K1和K4吸合且开关管Q5导通时，也即放电电阻支路RE被投入至连接直流母线的负极BUS-时，直流母线的正极BUS+对地等效电阻仍为R4，而直流母线的负极BUS-对地等效电阻变为R8。
在继电器K1和K4吸合前(以V0和Vbus分别表示此时两个参数的具体取值)、继电器K1和K4吸合且开关管Q1导通、继电器K1和K4吸合且开关管Q5导通这三种不同情况下，根据KCL(Kirchhoff's law，基尔霍夫第一定律)可得式(1)、式(2)以及式(3)的等式：
式(3)-(2)，化简可得单开关Y型电桥检测电路计算的对地绝缘阻抗检测的理论值Riso计算公式如下：
其中，
从式(2)和式(3)可以看出，通过阻抗上下通道切换，可以使上下阻抗比例的变化加大，从而增大两次电压差值，以提高检测精度。
因此，本实施例不仅无需现有技术中额外的绝缘阻抗继电器，而且，通过控制逆变电路内的开关管通断，还可以切换放电电阻支路RE的接入路径，从而提高检测精度。
当然，实际应用中，该绝缘阻抗检测方法也可以利用放电电阻支路被切出和被投入至连接直流母线任一极的两种情况，来进行电压检测和对地绝缘阻抗检测值的计算。
此时，该S101中，控制逆变继电器、并网继电器以及逆变电路动作，具体包括以下两个步骤：
a、控制逆变继电器和并网继电器(如图3中所示的K1至K4)均不吸合。
b、控制逆变继电器和并网继电器在不同线上的继电器吸合；并且，控制逆变电路中处于逆变继电器中吸合继电器与直流母线的正极或负极之间的开关管导通。
控制逆变继电器在火线上的继电器(如图3中所示的K1)和并网继电器在零线上的继电器(如图3中所示的K4)吸合；并且，控制逆变电路中与火线相连的桥臂内，连接于该桥臂的交流侧连接点与直流母线的正极或负极之间的开关管(如图3中所示的Q1或Q5)导通。
其中，控制逆变继电器和并网继电器在不同线上的继电器吸合，如上述内容所述，也包括：控制继电器K1和K4吸合；或者，控制继电器K2和K3吸合。
当控制继电器K1和K4吸合时，控制逆变电路中处于逆变继电器中吸合继电器与直流母线的正极或负极之间的开关管导通，其具体过程也可以参见上述内容，比如，可以是控制开关管Q1或Q5导通；或者，也可以是控制开关管Q3、Q4和Q2导通；又或者，还可以是控制开关管Q3、Q4和Q6导通。
当控制继电器K2和K3吸合时，控制逆变电路中处于逆变继电器中吸合继电器与直流母线的正极或负极之间的开关管导通，具体可以是控制开关管Q2或Q6导通；或者，也可以是控制开关管Q4、Q3和Q1导通；又或者，还可以是控制开关管Q4、Q3和Q6导通。
而S102、对于放电电阻支路的不同投切情况，分别获取功率变换器中直流母线电压和直流母线任一极对地电压的检测值，具体包括：在放电电阻支路被切出的情况下，分别获取直流母线电压和直流母线任一极对地电压的检测值；以及，在放电电阻支路被投入至连接直流母线的正极或负极的情况下，分别获取直流母线电压和直流母线任一极对地电压的检测值。
此时，计算该对地绝缘阻抗检测的理论值Riso，不再采用上一实施例中的式(3)-(2)，而是用式(3)-(1)，或者，式(2)-(1)，视该放电电阻支路被投入至连接直流母线哪一极而定，此处不做限定。只要是以该对地绝缘阻抗值(也即上述理论值Riso)作为待求解量，利用功率变换器的直流侧正负极与地之间电流大小相同的原理(也即KCL原理)列式，根据各检测值(如上述三对数据V0和Vbus，V1和Vbus1，以及，V2和Vbus2中的至少两对)，以及，直流母线的正负极与地之间的等效阻抗(即Rm和Rn)，对该对地绝缘阻抗值进行求解的过程，均在本申请的保护范围内。
本申请另一实施例提供了一种功率变换器，如图2中所示，包括：控制器(图中未展示)、逆变电路101、逆变继电器103、并网继电器104、放电电阻支路RE及电压检测模块(图中未展示)；其中：
逆变电路101的直流侧连接直流母线；该直流母线用于连接光伏组串或储能电池等直流电源，其正负极(如图中所示的BUS+和BUS-)之间连接有母线电容。
该逆变电路101的交流侧，依次通过逆变继电器103和并网继电器104，连接并网点。实际应用中，该逆变电路101的交流侧与逆变继电器103之间还可以设置有滤波单元102。
该放电电阻支路RE，连接于逆变继电器103与并网继电器104之间的火线与零线间。该放电电阻支路RE可以包括一个放电电阻或者至少两个串并联连接的放电电阻，比如5个100KΩ串联连接的放电电阻；更进一步的，该放电电阻支路RE中还可以包括与各放电电阻所构成的支路串联连接的开关，该开关受控于控制器，以在不需要进行绝缘阻抗检测和不需要进行放电时，使该放电电阻支路RE被切出，避免产生漏电流。
该电压检测模块用于采集直流母线电压以及直流母线任一极(图5至图7中以正极为例进行展示)对地电压，并输出至控制器。
需要说明的是，图2仅以一种单级式逆变器拓扑为例进行展示，且其逆变电路101可以是图3中所示的Heric拓扑(包括开关管Q1至Q6)，实际应用中，该逆变电路101也可以采用其他拓扑，例如H桥拓扑、三电平拓扑、H6拓扑等，此处不做限定，视其具体应用环境而定即可，现有技术中能够实现上述方法的各种逆变拓扑均在本申请的保护范围内。
并且，该直流母线的正负极可以通过Y型电阻电桥201接地；该Y型电阻电桥201包括电阻R1至R3，电阻R1连接于电桥中点NET与直流母线的正极BUS+之间，电阻R2连接于电桥中点NET与直流母线的负极BUS-之间，电阻R3连接于电桥中点NET与地之间。而且，各电阻R1至R3，可以分别为多个电阻串并联实现(如图8中所示)，实际应用中，该电阻R1和R2的阻值可以均为3MΩ，该电阻R3的阻值可以为1.5MΩ，但并不仅限于此，视其具体应用环境而定即可。
另外，该功率变换器并不仅限于图3所示的单级式拓扑，其也可以是两级式拓扑，即在逆变电路101的前级还设置有至少一个DC/DC变换电路，DC/DC变换电路的一侧连接相应的直流电源，另一侧连接直流母线，且DC/DC变换电路也受控于控制器。
该逆变电路101、逆变继电器103及并网继电器104，受控于控制器。该控制器，具体可以是其内部DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理器)，用于执行如上述任一实施例所述的功率变换器的绝缘阻抗检测方法；该绝缘阻抗检测方法的具体过程和原理参见上述实施例即可，此处不再一一赘述。
实际应用中，该功率变换器可以是光伏逆变器，也可以是储能变流器，还可以是光储变流器，视其具体应用环境而定即可；利用其本身具备的逆变电路101、逆变继电器103及并网继电器104实现电阻电桥对地阻抗的切换，从而可以省去额外的继电器，以降低电路成本。而且，通过逆变电路中开关管的切换，还可以实现阻抗的不同接入方式，从而可以提高检测的精度。
本说明书中的各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，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 (16)

1.一种功率变换器的绝缘阻抗检测方法，其特征在于，在功率变换器中逆变电路的交流侧，逆变继电器与并网继电器之间的火线与零线间，连接有放电电阻支路；所述绝缘阻抗检测方法包括：
控制所述逆变继电器、所述并网继电器以及所述逆变电路动作，实现所述放电电阻支路对于所述功率变换器中直流母线的连接投切；
对于所述放电电阻支路的不同投切情况，分别获取所述功率变换器中直流母线电压和直流母线任一极对地电压的检测值；
根据各所述检测值，计算得到所述功率变换器的直流侧的对地绝缘阻抗值。
2.根据权利要求1所述的功率变换器的绝缘阻抗检测方法，其特征在于，控制所述逆变继电器、所述并网继电器以及所述逆变电路动作，包括：
控制所述逆变继电器和所述并网继电器在不同线上的继电器吸合；并且，控制所述逆变电路中处于所述逆变继电器中吸合继电器与所述直流母线的正极之间的开关管导通；
控制所述逆变继电器和所述并网继电器在不同线上的继电器吸合；并且，控制所述逆变电路中处于所述逆变继电器中吸合继电器与所述直流母线的负极之间的开关管导通。
3.根据权利要求1所述的功率变换器的绝缘阻抗检测方法，其特征在于，控制所述逆变继电器、所述并网继电器以及所述逆变电路动作，包括：
控制所述逆变继电器和所述并网继电器均不吸合；
控制所述逆变继电器和所述并网继电器在不同线上的继电器吸合；并且，控制所述逆变电路中处于所述逆变继电器中吸合继电器与所述直流母线的正极或负极之间的开关管导通。
4.根据权利要求2或3所述的功率变换器的绝缘阻抗检测方法，其特征在于，控制所述逆变继电器和所述并网继电器在不同线上的继电器吸合，包括：
控制所述逆变继电器在火线上的继电器和所述并网继电器在零线上的继电器吸合；或者，
控制所述逆变继电器在零线上的继电器和所述并网继电器在火线上的继电器吸合。
5.根据权利要求2或3所述的功率变换器的绝缘阻抗检测方法，其特征在于，控制所述逆变电路中处于所述逆变继电器中吸合继电器与所述直流母线的对应极之间的开关管导通，包括：
控制所述逆变电路中与所述逆变继电器中吸合继电器相连的桥臂内，连接于该桥臂的交流侧连接点与所述直流母线的对应极之间的开关管导通；或者，
控制所述逆变电路中另一桥臂内，连接于该桥臂的交流侧连接点与所述直流母线的对应极之间的开关管，以及，连接于该桥臂的交流侧连接点与所述逆变继电器中吸合继电器之间的开关管导通。
6.根据权利要求1所述的功率变换器的绝缘阻抗检测方法，其特征在于，对于所述放电电阻支路的不同投切情况，分别获取所述功率变换器中直流母线电压和直流母线任一极对地电压的检测值，包括：
在所述放电电阻支路被投入至连接所述直流母线的正极的情况下，分别获取所述直流母线电压和所述直流母线任一极对地电压的检测值；以及，
在所述放电电阻支路被投入至连接所述直流母线的负极的情况下，分别获取所述直流母线电压和所述直流母线任一极对地电压的检测值。
7.根据权利要求1所述的功率变换器的绝缘阻抗检测方法，其特征在于，对于所述放电电阻支路的不同投切情况，分别获取所述功率变换器中直流母线电压和直流母线任一极对地电压的检测值，包括：
在所述放电电阻支路被切出的情况下，分别获取所述直流母线电压和所述直流母线任一极对地电压的检测值；以及，
在所述放电电阻支路被投入至连接所述直流母线的正极或负极的情况下，分别获取所述直流母线电压和所述直流母线任一极对地电压的检测值。
8.根据权利要求1、2、3、6、7中的任一项所述的功率变换器的绝缘阻抗检测方法，其特征在于，根据各所述检测值，计算得到所述功率变换器的直流侧的对地绝缘阻抗值，包括：
以所述对地绝缘阻抗值作为待求解量，利用所述功率变换器的直流侧正负极与地之间电流大小相同的原理列式，根据各所述检测值，以及，所述直流母线的正负极与地之间的等效阻抗，对所述对地绝缘阻抗值进行求解。
9.根据权利要求8所述的功率变换器的绝缘阻抗检测方法，其特征在于，所述直流母线的正负极与地之间的等效阻抗，包括：由所述功率变换器内采样电路中采样电阻所带来的阻抗。
10.根据权利要求1、2、3、6、7中的任一项所述的功率变换器的绝缘阻抗检测方法，其特征在于，所述直流母线任一极对地电压，为：所述直流母线的正极的对地电压，或者，所述直流母线的负极的对地电压。
11.一种功率变换器，其特征在于，包括：控制器、逆变电路、逆变继电器、并网继电器、放电电阻支路及电压检测模块；其中，
所述逆变电路的直流侧连接直流母线；所述直流母线用于连接直流电源，其正负极之间连接有母线电容；
所述逆变电路的交流侧，依次通过所述逆变继电器及所述并网继电器，连接并网点；
所述放电电阻支路，连接于所述逆变继电器与所述并网继电器之间的火线与零线间；
所述电压检测模块用于采集直流母线电压以及直流母线任一极对地电压，并输出至所述控制器；
所述逆变电路、所述逆变继电器及所述并网继电器，受控于所述控制器，所述控制器用于执行如权利要求1至10任一项所述的功率变换器的绝缘阻抗检测方法。
12.根据权利要求11所述的功率变换器，其特征在于，所述直流母线的正负极通过Y型电阻电桥接地。
13.根据权利要求11所述的功率变换器，其特征在于，所述放电电阻支路包括：一个放电电阻，或者，至少两个串并联连接的放电电阻。
14.根据权利要求13所述的功率变换器，其特征在于，所述放电电阻支路还包括：与各所述放电电阻所构成的支路串联连接的开关；所述开关受控于所述控制器。
15.根据权利要求11至14任一项所述的功率变换器，其特征在于，还包括：至少一个DC/DC变换电路，所述DC/DC变换电路的一侧连接相应的直流电源，另一侧连接所述直流母线。
16.根据权利要求11至14任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述直流电源为光伏组串或者储能电池。
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