CN109725202B - 多路mppt绝缘阻抗检测装置及方法 - Google Patents

多路mppt绝缘阻抗检测装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明适用于光伏逆变器技术领域，提供了多路MPPT绝缘阻抗检测装置及方法，其中装置包括升压电路、控制器与绝缘阻抗检测电路；所述多路光伏逆变器包括：多个光伏输入端；多个所述升压电路与多个所述光伏输入端一一对应连接，所述光伏输入端通过对应的所述升压电路与所述直流母线连接；所述控制器，分别与各个升压电路的开关管连接，用于控制升压电路的启闭；所述绝缘阻抗检测电路，与直流母线连接，用于检测待测光伏输入端的绝缘阻抗。本发明提供的多路MPPT绝缘阻抗检测装置通过升压电路对相应光伏输入端的输入电压进行升压，能够实现对除最大光伏输入电压的光伏输入端外其他光伏输入端的对地绝缘阻抗进行检测。

Description

多路MPPT绝缘阻抗检测装置及方法
技术领域
本发明属于光伏逆变器技术领域，更具体地说，是涉及多路MPPT绝缘阻抗检测装置及方法。
背景技术
安全规范要求光伏并网逆变器在并网之前，要先检测光伏输入端与大地之间的对地绝缘阻抗。对于具有多路MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)的光伏逆变器，目前只能检测光伏输入端输入电压较高支路的绝缘阻抗，无法检测其他光伏输入端的对地绝缘阻抗。
发明内容
本发明的目的在于提供多路MPPT绝缘阻抗检测方法，旨在解决现有技术中无法对除最大光伏输入电压的光伏输入端外其他光伏输入端的对地绝缘阻抗进行检测的技术问题。
本发明实施例的第一方面提供多路MPPT绝缘阻抗检测装置，包括：升压电路、控制器与绝缘阻抗检测电路；
所述多路MPPT包括：多个光伏输入端；
多个所述升压电路与多个所述光伏输入端一一对应连接，所述光伏输入端通过对应的所述升压电路与所述直流母线连接；
所述控制器，分别与各个升压电路连接，用于根据预设规则选定待测输入端，所述待测输入端为未进行绝缘阻抗检测的光伏输入端中的任一个光伏输入端；还用于生成控制信号并发送给与所述待测光伏输入端对应连接的升压电路；
与所述待测光伏输入端对应连接的升压电路，用于根据所述控制信号将待测输入端的输入电压抬升至第一升压电压，并且使直流母线的电压抬升至所述第一升压电压；
所述绝缘阻抗检测电路，与直流母线连接，用于对所述待测输入端进行检测，得到单路检测结果。
进一步地，所述的多路MPPT绝缘阻抗检测装置，还包括：电压比较电路；
所述电压比较电路，用于比较各光伏输入端的输入电压的大小，并将比较结果发送给所述控制器；
所述控制器，还用于根据所述比较结果选定未进行绝缘阻抗检测的各光伏输入端中输入电压最大的光伏输入端作为待测输入端。
进一步地，所述升压电路包括：储能单元、开关管与整流单元；
所述光伏输入端的正极依次通过所述储能单元和所述整流单元与所述直流母线的正极连接；
所述储能单元和所述整流单元的公共端通过所述开关管连接所述光伏输入端的负极；
所述光伏输入端的负极与所述直流母线的负极连接。
进一步地，所述整流单元为二极管；
所述二极管的阳极与所述储能单元连接，阴极与所述直流母线的正极连接。
进一步地，所述开关管为IGBT管；
所述IGBT管的基极与所述控制器连接，集电极与所述储能单元和所述整流单元的公共端连接，发射极与所述光伏输入端的负极连接。
进一步地，所述储能单元为电感；
所述电感的一端与所述光伏输入端的正极连接，另一端与所述开关管和所述整流单元的公共端连接。
本发明实施例的第二方面提供光伏逆变器，包括：上述第一方面任一项所述的多路MPPT绝缘阻抗检测装置。
本发明实施例的第二方面提供多路MPPT绝缘阻抗检测方法，包括：
根据预设规则选定待测输入端，所述待测输入端为未进行绝缘阻抗检测的光伏输入端中的任一个光伏输入端；
通过升压电路将待测输入端的输入电压抬升至第一升压电压，并且使直流母线的电压抬升至所述第一升压电压；
通过所述绝缘阻抗检测电路对所述待测输入端进行检测，得到单路检测结果。
进一步地，在所述选定未进行绝缘阻抗检测的光伏输入端中任一个光伏输入端作为待测输入端之前，还包括：
所述绝缘阻抗检测电路对输入电压最大的光伏输入端进行绝缘阻抗检测，得到单路检测结果。
进一步地，所述根据预设规则，选定未进行绝缘阻抗检测的光伏输入端中任一个光伏输入端作为待测输入端，包括：
比较未进行绝缘阻抗检测的各光伏输入端的输入电压的大小；
根据比较结果，选定未进行绝缘阻抗检测的各光伏输入端中输入电压最大的光伏输入端作为待测输入端。
本发明实施例提供的多路MPPT绝缘阻抗检测装置及方法的有益效果在于：本发明实施例提供的多路MPPT绝缘阻抗检测装置通过升压电路对待测支路的光伏输入电压进行升压，升压过程中，在光伏输入电压被抬升到大于母线电压，待测支路的光伏输入端与直流母线导通，升压得到的第一升压电压作为当前母线电压，此时能够通过绝缘阻抗检测电路对所述待测输入端的光伏输入电压进行检测，得到该路光伏输入端的对地绝缘阻抗的检测结果，能够实现对除最大光伏输入电压的光伏输入端外其他光伏输入端的对地绝缘阻抗进行检测。
附图说明
图1为本发明实施例提供的多路MPPT绝缘阻抗检测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的升压电路的电路图；
图3为本发明实施例提供的多路MPPT绝缘阻抗检测方法的流程图。
附图标记：
升压电路10、绝缘阻抗检测电路20、控制器30、母线电容40。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
具体实施例：
参见图1，图1为本发明一个实施例提供的多路MPPT绝缘阻抗检测装置，可以包括：升压电路10、控制器30与绝缘阻抗检测电路20；
所述多路MPPT包括：多个光伏输入端；
多个所述升压电路10与多个所述光伏输入端一一对应连接，所述光伏输入端通过对应的所述升压电路10与所述直流母线连接；
所述控制器30，分别与各个升压电路10连接，用于根据预设规则选定待测输入端，所述待测输入端为未进行绝缘阻抗检测的光伏输入端中的任一个光伏输入端；还用于生成控制信号并发送给与所述待测光伏输入端对应连接的升压电路10；
与所述待测光伏输入端对应连接的升压电路10，用于根据所述控制信号将待测输入端的输入电压抬升至第一升压电压，并且使直流母线的电压抬升至所述第一升压电压；
所述绝缘阻抗检测电路20，与直流母线连接，用于对所述待测输入端进行检测，得到单路检测结果。
该多路MPPT绝缘阻抗检测装置的工作过程为：控制器30选定待测输入端，并控制待测输入端所在支路的升压电路10对输入电压进行升压，直至待测输入端通过升压电路10与直流母线导通，即升压后的电压能够覆盖原母线电压，使升压后的电压作为当前母线电压。绝缘阻抗检测电路20在控制器30的控制下检测待测输入端所在支路的对地绝缘阻抗。
本实施例提供的多路MPPT绝缘阻抗检测装置，能够实现对除最大光伏输入电压的光伏输入端外其他光伏输入端的对地绝缘阻抗进行检测。
本发明又一实施例提供的多路MPPT绝缘阻抗检测装置，还包括：电压比较电路。
所述电压比较电路，用于比较各光伏输入端的输入电压的大小，并将比较结果发送给所述控制器30。
所述控制器30，还用于根据所述比较结果选定未进行绝缘阻抗检测的各光伏输入端中输入电压最大的光伏输入端作为待测输入端。
参见图2，图2为升压电路10的电路图，在一个具体实施例中，所述升压电路10包括：储能单元、开关管G与整流单元。
所述光伏输入端的正极依次通过所述储能单元和所述整流单元与所述直流母线的正极连接。
所述储能单元和所述整流单元的公共端通过所述开关管G连接所述光伏输入端的负极。
所述光伏输入端的负极与所述直流母线的负极连接。
可选地，所述整流单元为二极管D。
所述二极管D的阳极与所述储能单元连接，阴极与所述直流母线的正极连接。
可选地，所述开关管G为IGBT管。
所述IGBT管的基极与所述控制器30连接，集电极与所述储能单元和所述整流单元的公共端连接，发射极与所述光伏输入端的负极连接。
可选地，所述储能单元为电感L。
所述电感L的一端与所述光伏输入端的正极连接，另一端与所述开关管G和所述整流单元的公共端连接。
本发明一个实施例提供的光伏逆变器，包括：上述任一项所述的多路MPPT绝缘阻抗检测装置。
可选地，如图1所示，所述光伏逆变器包括：多路MPPT绝缘阻抗检测装置、母线电容和逆变电路；
其中，所述直流母线的正极通过所述母线电容40连接所述直流母线的负极。所述多路MPPT中每条MPPT支路的第一输出端相互连接，且连接点与所述逆变电路的第一输入端连接，所述多路MPPT中每条MPPT支路的第二输出端相互连接，且连接点与所述逆变电路的第二输入端连接。
参考图3，图3为本发明一个实施例提供的多路MPPT绝缘阻抗检测方法的流程示意图。本实施例中的方法，可以包括：
步骤101、根据预设规则，选定未进行绝缘阻抗检测的光伏输入端中任一个光伏输入端作为待测输入端。
可选地，所述根据预设规则，可以为，根据各光伏输入端的输入电压的大小，选定电压最高或最低的光伏输入端作为待测输入端。
步骤102、与待测输入端对应的升压电路10在所述控制器30的控制下对待测输入端的输入电压进行升压，得到第一升压电压，并且使直流母线的电压抬升至所述第一升压电压。
多个光伏输入端的一端并联于直流母线，输入电压最高的光伏输入端通过升压电路10与直流母线连通，其余光伏输入端被隔离。因此，对多路光伏逆变器的对地绝缘阻抗进行检测，只能检测到导通支路的对地绝缘阻抗。
可选地，与待测输入端对应的升压电路10在所述控制器30的控制下对待测输入端的输入电压进行升压，在输入电压升压到大于所述直流母线的母线电压时，所述升压电路10在所述控制器30的控制下关闭，得到第一升压电压，并且所述第一升压电压覆盖原母线电压作为当前母线电压。
可选地，如图1所示的多路MPPT绝缘阻抗检测装置的升压过程可以为：控制器30发送控制信号到开关管G控制开关管G导通，使待测输入端的输入电压加载到电感L上，电流逐步增大，所述控制信号可以为预定占空比的脉宽调制信号，经过预定时间，将开关管G关闭，电感L极性倒置，待测输入端的输入电压与电感L电压叠加作为第一升压电压，所述第一升压电压大于母线电压，使得二极管D导通，所述第一升压电压作为当前母线电压。
步骤103、所述绝缘阻抗检测电路20对所述待测输入端进行检测，得到单路检测结果。
在所述待测输入端升压得到的第一升压电压成为当前母线电压时，控制器30控制绝缘阻抗检测电路20检测待测输入端所在支路的对地绝缘阻抗。检测结束后，在所述控制信号的控制下开关管G一直处于关闭状态。便于后续采用同样的方法对其余支路进行对地绝缘阻抗的检测。
本实施例中，通过升压电路10对待测支路的光伏输入电压进行升压，使待测支路的光伏输入电压与母线电压连通，进而能够实现对除最大光伏输入电压的光伏输入端外其他光伏输入端的对地绝缘阻抗进行检测。
在一个实施例中，在步骤101之前，可以包括：
步骤100、所述绝缘阻抗检测电路20对输入电压最大的光伏输入端进行绝缘阻抗检测，得到单路检测结果。
由于输入电压最大的光伏输入端必定与母线电容40导通，是的母线电压与输入电压最大的光伏输入端的输入电压相关，所以不必对输入电压最大的光伏输入端的输入电压进行升压，即可对该支路进行对地绝缘阻抗检测。
本实施例中，不必经过升压电路10升压，直接可以对输入电压最大的支路进行对地阻抗检测，能够使步骤简化，快速得到该支路的对地绝缘阻抗。
在另一个实施例中，在步骤103之后，还可以包括：
步骤104、重复执行步骤101至步骤103，直至对所有光伏输入端检测完毕，得到各单路检测结果。使得对多路光伏逆变器的对地绝缘阻抗检测更加全面，得到更加完整的检测结果。
本发明再一实施例提供的多路MPPT绝缘阻抗检测方法，可以包括：
步骤201、比较未进行绝缘阻抗检测的各光伏输入端的输入电压的大小。
步骤202、根据比较结果，选定未进行绝缘阻抗检测的各光伏输入端中输入电压最大的光伏输入端作为待测输入端。
因为输入电压最大的光伏输入端可以进行短时间升压即可大于母线电压，覆盖掉原母线电压，将升压后的电压作为新的母线电压，所以可以节约检测时间，加快检测进程。
步骤203、与待测输入端对应的升压电路10在所述控制器30的控制下对待测输入端的输入电压进行升压，得到第一升压电压，并且使直流母线的电压抬升至所述第一升压电压。
步骤204、所述绝缘阻抗检测电路20对所述待测输入端进行检测，得到单路检测结果。
本实施例中步骤203至204与上述实施例中步骤102至103相类似，此处不再赘述。
本实施例中，通过比较各支路输入电压，选定未测支路中输入电压最大的光伏输入端作为待测输入端，能够节约检测时间，加快检测进程。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.多路MPPT绝缘阻抗检测装置，其特征在于，包括：升压电路、控制器与绝缘阻抗检测电路；
所述多路MPPT包括：多个光伏输入端；
多个所述升压电路与多个所述光伏输入端一一对应连接，所述光伏输入端用于通过对应的所述升压电路与直流母线连接；
所述控制器，分别与各个升压电路连接，用于根据预设规则选定待测输入端，所述待测输入端为未进行绝缘阻抗检测的光伏输入端中的任一个光伏输入端；还用于生成控制信号并发送给与所述待测输入端对应连接的升压电路；
与所述待测输入端对应连接的升压电路，用于根据所述控制信号将待测输入端的输入电压抬升至第一升压电压，并且使直流母线的电压抬升至所述第一升压电压；
所述绝缘阻抗检测电路，与直流母线连接，用于对所述待测输入端进行检测，得到单路检测结果。
2.根据权利要求1所述的多路MPPT绝缘阻抗检测装置，其特征在于，还包括：电压比较电路；
所述电压比较电路，用于比较各光伏输入端的输入电压的大小，并将比较结果发送给所述控制器；
所述控制器，还用于根据所述比较结果选定未进行绝缘阻抗检测的各光伏输入端中输入电压最大的光伏输入端作为待测输入端。
3.根据权利要求1所述的多路MPPT绝缘阻抗检测装置，其特征在于，所述升压电路包括：储能单元、开关管与整流单元；
所述光伏输入端的正极依次通过所述储能单元和所述整流单元与所述直流母线的正极连接；
所述储能单元和所述整流单元的公共端通过所述开关管连接所述光伏输入端的负极；
所述光伏输入端的负极与所述直流母线的负极连接。
4.根据权利要求3所述的多路MPPT绝缘阻抗检测装置，其特征在于，所述整流单元为二极管；
所述二极管的阳极与所述储能单元连接，阴极与所述直流母线的正极连接。
5.根据权利要求3所述的多路MPPT绝缘阻抗检测装置，其特征在于，所述开关管为IGBT管；
所述IGBT管的基极与所述控制器连接，集电极与所述储能单元和所述整流单元的公共端连接，发射极与所述光伏输入端的负极连接。
6.根据权利要求3所述的多路MPPT绝缘阻抗检测装置，其特征在于，所述储能单元为电感；
所述电感的一端与所述光伏输入端的正极连接，另一端与所述开关管和所述整流单元的公共端连接。
7.光伏逆变器，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的多路MPPT绝缘阻抗检测装置。
8.多路MPPT绝缘阻抗检测方法，其特征在于，该方法包括：
根据预设规则选定待测输入端，所述待测输入端为未进行绝缘阻抗检测的光伏输入端中的任一个光伏输入端；
通过升压电路将待测输入端的输入电压抬升至第一升压电压，并且使直流母线的电压抬升至所述第一升压电压；
通过绝缘阻抗检测电路对所述待测输入端进行检测，得到单路检测结果。
9.根据权利要求8所述的多路MPPT绝缘阻抗检测方法，其特征在于，在所述根据预设规则选定待测输入端之前，还包括：
所述绝缘阻抗检测电路对输入电压最大的光伏输入端进行绝缘阻抗检测，得到单路检测结果。
10.根据权利要求8所述的多路MPPT绝缘阻抗检测方法，其特征在于，所述根据预设规则选定待测输入端，包括：
比较未进行绝缘阻抗检测的各光伏输入端的输入电压的大小；
根据比较结果，选定未进行绝缘阻抗检测的各光伏输入端中输入电压最大的光伏输入端作为待测输入端。
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