(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010918961.6
(22)申请日 2020.09.04
(71)申请人 爱士惟新能源技术（江苏）有限公司
地址 215011 江苏省苏州市高新区向阳路
198号9号厂房
(72)发明人 孙佳明 李世军 孙小龙 谭彦峰
(74)专利代理机构 苏州创元专利商标事务所有
限公司 32103
代理人 李萍
(51)Int.Cl.
G01R 27/20(2006.01)
(54)发明名称
法
(57)摘要
本发明公开了一种改进的光伏逆变器的对
地绝缘阻抗检测电路及方法。该对地绝缘阻抗检
测电路还包括扰动电阻及电压采样装置，逆变桥
至少包括距母线电容最近的第一桥臂，第一桥臂
的一端电性连接于正直流母线，第二开关的一端
电性连接于负直流母线，扰动电阻的第一端接
地，扰动电阻的第二端电性连接于第一开关和第
二开关的中间点，电压采样装置电性连接于正直
流母线和扰动电阻之间；对地绝缘阻抗检测电路
还包括控制器，控制器用于在第一状态时驱动逆
变桥的全部开关断开及在第二状态时驱动第二
开关闭合而其他开关保持断开。本发明可以快速
求解出绝缘阻抗大小，
而且硬件成本较低。权利要求书2页 说明书5页 附图2页CN 112083229 A 2020.12.15
C N 112083229
A
1.一种光伏逆变器的对地绝缘阻抗检测电路，包括正直流母线、负直流母线、电性连接于所述正直流母线和所述负直流母线之间的母线电容及逆变桥，所述逆变桥至少包括距所述母线电容最近的第一桥臂，所述第一桥臂包括相互串联的第一开关和第二开关，所述第一开关的一端电性连接于所述正直流母线，所述第二开关的一端电性连接于所述负直流母线，其特征在于：所述对地绝缘阻抗检测电路还包括扰动电阻及电压采样装置，所述扰动电阻的第一端接地，所述扰动电阻的第二端电性连接于所述第一开关和所述第二开关的中间点，所述电压采样装置电性连接于所述正直流母线和所述扰动电阻之间；所述对地绝缘阻抗检测电路还包括控制器，所述控制器用于在第一状态时驱动所述逆变桥的全部开关断开及在第二状态时驱动所述第二开关闭合而其他开关保持断开。
2.根据权利要求1所述的对地绝缘阻抗检测电路，其特征在于：所述控制器用于根据下式计算得到所述光
伏逆变器的对地绝缘阻抗Xiso
其中，R为所述扰动电阻的电阻值，Vpe1和Vpe2分别为所述第一状态和所述第二状态时的采样电压，Vbus为直流母线电压。
3.根据权利要求1或2所述的对地绝缘阻抗检测电路，其特征在于：所述控制器用于实时或定时接收所述电压采样装置获取的采样电压。
4.根据权利要求1所述的对地绝缘检测电路，其特征在于：所述逆变桥还包括第二桥臂，所述第二桥臂与所述第一桥臂相互并联，所述第二桥臂包括相互串联的第三开关及第四开关，所述第三开关的一端电性连接于所述正直流母线，所述第四开关的一端电性连接于所述负直流母线，所述第一开关、所述第三开关及所述第四开关在所述第一状态及所述第二状态时均保持断开。
5.根据权利要求4所述的对地绝缘检测电路，其特征在于：所述第一桥臂的输出通过一设置有第一电感的连接线电性连接至交流输出端正极，所述第二桥臂的输出通过一设置有第二电感的连接线电性连接至交流输出端负极。
6.根据权利要求1所述的对地绝缘阻抗检测电路，其特征在于：所述控制器和所述电压采样装置电性连接。
7.根据权利要求1所述的对地绝缘阻抗检测电路，其特征在于：所述控制器和所述逆变桥的各开关电性连接。
8.一种光伏逆变器的对地绝缘阻抗检测方法，其特征在于，采用如权利要求1至7任一项所述的对地绝缘阻抗检测电路，所述对地绝缘阻抗检测方法包括如下步骤：
A、驱动所述逆变桥的全部开关断开，记录该状态时所述电压采样装置获取的采样电压Vpe1；
B、驱动所述第二开关闭合，保持其他开关断开，记录该状态时所述电压采样装置获取的采样电压Vpe2；
C、根据下式计算得到所述光伏逆变器的对地绝缘阻抗Xiso
其中，R为所述扰动电阻的电阻值，Vbus为直流母线电压。
9.根据权利要求1所述的对地绝缘阻抗检测方法，其特征在于，所述对地绝缘阻抗检测方法还包括如下步骤：将所述电压采样装置获取的采样点压送入所述控制器，所述控制器定时更新一次所述采样点压。
10.根据权利要求1所述的对地绝缘阻抗检测方法，其特征在于，所述对地绝缘阻抗检测方法还包括如下步骤：当所述对地绝缘阻抗Xiso小于设定阈值时，所述光伏逆变器进入下一状态检测；当所述对地绝缘阻抗Xiso大于或等于设定阈值时，所述光伏逆变器重新自检。
光伏逆变器的对地绝缘阻抗检测电路及方法
技术领域
[0001]本发明属于光伏逆变器绝缘阻抗检测领域，涉及一种光伏逆变器的对地绝缘阻抗检测电路及方法。
背景技术
[0002]在光伏逆变系统中，光伏逆变器的对地绝缘阻抗的保护十分重要。各个地区或者国家都对其做了很明确的规定，必须满足输入端对大地(机壳)的绝缘阻抗小于规定的阈值标准方能使用。检测绝缘阻抗的方式也很多，绝大多数均基于基尔霍夫定律来求解得到，这些方法还涉及到等效无穷大的解法，较为复杂。且电路设计均采用面板输入侧的信号量，对硬件成本也比较高。
[0003]中国专利CN105548719B即公开了一种对地绝缘电阻的检测电路及方法，其基于图1所示的对地绝缘电阻检测电路检测光伏逆变器的绝缘阻抗。其中，电阻R01和R02为待检测器件的对地绝缘阻抗的等效电阻，电阻R30、R40、R50、R60和开关Q10构成检测电路的拓扑结构。该检测电路通过引入电阻扰动，以及根据基尔霍夫定律求解电阻R01和R02的电阻值。然而，这种绝缘阻抗检测电路及方法中，通过等效计算公式求解来得到对地绝缘阻抗，硬件上面需要辅助至少一个开关，通过开关的开闭和输入侧电压来求解等效公式，在光伏逆变器原有的电路上增加了开关等器件，硬件成本较高，且算法复杂，计算量较大。
发明内容
[0004]针对上述技术问题，本发明提供了一种改进的光伏逆变器的对地绝缘阻抗检测电路及方法。
[0005]本发明一方面提供一种光伏逆变器的对地绝缘阻抗检测电路，包括正直流母线、负直流母线、电性连接于所述正直流母线和所述负直流母线之间的母线电容及逆变桥，所述逆变桥至少包括距所述母线电容最近的第一桥臂，所述第一桥臂包括相互串联的第一开关和第二开关，所述第一开关的一端电性连接于所述正直流母线，所述第二开关的一端电性连接于所述负直流母线，所述对地绝缘阻抗检测电路还包括扰动电阻及电压采样装置，所述扰动电阻的第一端接地，所述扰动电阻的第二端电性连接于所述第一开关和所述第二开关的中间点，所述电压采样装置电性连接于所述正直流母线和所述扰动电阻之间；
所述对地绝缘阻抗检测电路还包括控制器，所述控制器用于在第一状态时驱动所述逆变桥的全部开关断开及在第二状态时驱动所述第二开关闭合而其他开关保持断开。
[0006]优选地，所述控制器用于根据下式计算得到所述光伏逆变器的对地绝缘阻抗Xiso
[0007]
[0008]其中，R为所述扰动电阻的电阻值，Vpe1和Vpe2分别为所述第一状态和所述第二状态时的采样电压，Vbus为直流母线电压。
[0009]优选地，所述控制器用于实时或定时接收所述电压采样装置获取的采样电压。
[0010]可选地，所述逆变桥包括但不限于：H4逆变桥、H6逆变桥，所述第一逆变桥为H4逆变桥或H6逆变桥的距正直流母线和负直流母线的输入端最近的一个桥臂。
[0011]在一具体的实施例中，所述逆变桥还包括第二桥臂，所述第二桥臂与所述第一桥臂相互并联，所述第二桥臂包括相互串联的第三开关及第四开关，所述第三开关的一端电性连接于所述正直流母线，所
述第四开关的一端电性连接于所述负直流母线，所述第一开关、所述第三开关及所述第四开关在所述第一状态及所述第二状态时均保持断开。[0012]进一步地，所述第一桥臂的输出通过一设置有第一电感的连接线电性连接至交流输出端正极，所述第二桥臂的输出通过一设置有第二电感的连接线电性连接至交流输出端负极。
[0013]优选地，所述控制器和所述电压采样装置电性连接。
[0014]优选地，所述控制器和所述逆变桥的各开关电性连接。
[0015]本发明另一方面提供一种光伏逆变器的对地绝缘阻抗检测方法，其采用如上所述的对地绝缘阻抗检测电路，所述对地绝缘阻抗检测方法包括如下步骤：
[0016]A、驱动所述逆变桥的全部开关断开，记录该状态时所述电压采样装置获取的采样电压Vpe1；
[0017]B、驱动所述第二开关闭合，保持其他开关断开，记录该状态时所述电压采样装置获取的采样电压Vpe2；
[0018]C、根据下式计算得到所述光伏逆变器的对地绝缘阻抗Xiso
[0019]
[0020]其中，R为所述扰动电阻的电阻值，Vbus为直流母线电压。
[0021]优选地，所述对地绝缘阻抗检测方法还包括如下步骤：将所述电压采样装置获取的采样点压送入所述控制器，所述控制器定时更新一次所述采样点压。
[0022]优选地，所述对地绝缘阻抗检测方法还包括如下步骤：当所述对地绝缘阻抗Xiso 小于设定阈值时，所述光伏逆变器进入下一状态检测；当所述对地绝缘阻抗Xiso大于或等于设定阈值时，所述光伏逆变器重新自检。
[0023]本发明采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：
[0024]本发明的光伏逆变器的对地绝缘阻抗检测电路及对地绝缘阻抗检测方法，基于现有的硬件逆变拓扑结构，不需要增加其他继电器等开关，并通过对BUS电压的复用，可以快速求解出绝缘阻抗大小，而且硬件成本较低。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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。[0026]图1为现有技术中的一种光伏逆变器对地绝缘阻抗检测电路的硬件拓扑；[0027]图2为根据本发明实施例的一种对地绝缘阻抗检测电路的硬件拓扑；
[0028]图3为根据本发明实施例的一种对地绝缘阻抗检测方法的流程图。
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