一种光伏阵列接地阻抗的检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种光伏阵列接地阻抗的检测系统及方法，DSP控制逆变器中光伏阵列接地阻抗测试电路是否使能工作，由DSP按逻辑控制继电器（relay），再将测试电压信号由DSP的ADC采样，再经软件中控制算法进行计算，即可测试其接地阻抗值。本发明专利技术不仅能检测宽电压范围太阳能电池光伏阵列的接地阻抗值，而且该电路工作状态可受控制。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏阵列接地阻抗的检测系统及方法
本专利技术涉及光伏阵列阻抗检测系统领域，具体为一种光伏阵列接地阻抗的检测系统。
技术介绍
能源是社会发展和经济增长的最根本的驱动力，是人类赖以生存的基础，人类的发展与能源的利用是紧密相连的，工业高度发展的今天更是如此。煤炭、石油、天然气等化石能源支撑着人类社会的发展，但随着这些能源的大规模开采，已经使得资源日益枯竭，而且环境不断恶化，能源供需矛盾也越来越突出。在这种形势下，全世界都期待利用太阳能光伏发电，发展无污染、清洁绿色能源。而在光伏并网发电系统中能量转换关键性装置就是并网逆变器，并网逆变器的安全性严重威胁中整个系统的安全。在光伏逆变器安全性指标中，测试光伏阵列的接地阻抗功能是安全性指标中重要指标之一。能否准确无误测量，关系到逆变器的安全以及整个系统的安全。若不能准备测量其光伏阵列接地阻抗，轻则可能会导致逆变器误报故障，系统不能发电，重则会引起火灾，会导致更大的损失。近年来，光伏并网发电在我国得到了飞速发展。光伏并网逆变器的种类及拓扑结构众多，功率范围从几百瓦到几百千瓦，光伏阵列输入电压范围从几十伏到上千伏，但每种并网逆变器都必须具有测试光伏阵列接地阻抗的功能。迫切需要一种固定结构阻抗测试电路，来实现对不同拓扑或不同输入电压范围的并网逆变器的阻抗测量。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种光伏阵列接地阻抗的检测系统及方法。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种光伏阵列接地阻抗的检测系统，其特征在于：采用接入DSP的检测电路测量光伏阵列接地阻抗，所述检测电路包括三极管V2、功率MOS管V6、V7、V5，所述三极管V2的基极依次通过继电器K1、电阻R7接地，三极管V2的基极还通过电阻R1接入光伏阵列的正极，三极管V2的发射极接入一个稳压二极管V1的阳极，稳压二极管V1的阴极接入光伏阵列的正极，三极管V2的集电极与功率MOS管V6的栅极连接，三极管V2的集电极还通过电阻R2接入一个稳压二极管V3的阳极，稳压二极管V3的阴极接入光伏阵列的正极，功率MOS管V6的源极与三极管V2的基极连接，功率MOS管V6的漏极与功率MOS管V7的源极连接，功率MOS管V7的漏极通过电阻R9接入光伏阵列的负极，所述功率MOS管V7的栅极接入一个稳压二极管V8的阳极，稳压二极管V8的阴极接入功率MOS管V6的漏极，所述功率MOS管V7的源极与漏极之间接入有电阻R5、电阻R6，功率MOS管V7的漏极还依次通过继电器K2、电阻R8接地，所述DSP的读A/D端口与功率MOS管V7的漏极连接，所述功率MOS管V5的源极通过电阻R4接入光伏阵列的负极，功率MOS管V5的栅极接入有继电器K3，K3的另一端与DSP的IO输出口连接，功率MOS管V5的漏极与功率MOS管V7的栅极连接，功率MOS管V7的栅极还通过双向稳压二极管V4、电阻R3接入光伏阵列的正极，所述电阻R2与稳压二极管V3阳极之间有导线引出，引出导线连接至一个稳压二极管V9的阴极，稳压二极管V9的阳极连接至双向稳压二极管V4与电阻R3之间。一种光伏阵列接地阻抗的检测方法，其特征在于：设Rx和Ry分别为光伏阵列正极与大地、光伏阵列负极与大地之间的阻抗，包括以下步骤：(1)继电器K1和K2置高，继电器K3置低，断开继电器K1和K2，闭合继电器K3，此时DSP读A/D端口输入电阻R9两端电压值(Vo)，可以算出恒流源的电流(2)继电器K2置高，继电器K1和K3置低时，此时DSP读A/D端口输入光伏阵列电压值Vcc1以及电阻R9两端电压值V1，由恒流源I0的电流分成两路，此时流过电阻R7的电流流过电阻R9的电流为I0-I7，从而计算出电阻R9两端的电压：从而得到：(3)继电器K1置高，继电器K2和K3置低时，此时DSP读A/D端口输入光伏阵列电压值Vcc2以及电阻R9两端电压值V2，经过电阻R9的电流为而由其可计算出光伏阵列正极对大地的电阻：本专利技术一方面是设计固定结构阻抗测试电路，另一方面是控制算法的实现。固定结构阻抗测试电路主要是采用一个可控恒流源电路、两个功率MOS管组成线性电路分压组成，再由DSP芯片去采样检测电压信号，通过软件控制算法计算后与门限接地阻抗比较，即可判断光伏阵列接地阻抗是否满足要求。本专利技术不仅能检测宽电压范围太阳能电池光伏阵列的接地阻抗值，而且该电路工作状态可受控制。附图说明图1为本专利技术系统总体原理框图。图2为本专利技术电路原理图。图3为本专利技术继电器K2置高，K1和K3置低时，检测电路的等效电路图。图4为本专利技术继电器K1置高，K2和K3置低时，检测电路的等效电路图。具体实施方式如图1和图2所示。一种光伏阵列接地阻抗的检测系统，采用接入DSP的检测电路测量光伏阵列接地阻抗，检测电路包括三极管V2、功率MOS管V6、V7、V5，三极管V2的基极依次通过继电器K1、电阻R7接地，三极管V2的基极还通过电阻R1接入光伏阵列的正极，三极管V2的发射极接入一个稳压二极管V1的阳极，稳压二极管V1的阴极接入光伏阵列的正极，三极管V2的集电极与功率MOS管V6的栅极连接，三极管V2的集电极还通过电阻R2接入一个稳压二极管V3的阳极，稳压二极管V3的阴极接入光伏阵列的正极，功率MOS管V6的源极与三极管V2的基极连接，功率MOS管V6的漏极与功率MOS管V7的源极连接，功率MOS管V7的漏极通过电阻R9接入光伏阵列的负极，功率MOS管V7的栅极接入一个稳压二极管V8的阳极，稳压二极管V8的阴极接入功率MOS管V6的漏极，功率MOS管V7的源极与漏极之间接入有电阻R5、电阻R6，功率MOS管V7的漏极还依次通过继电器K2、电阻R8接地，DSP的读A/D端口与功率MOS管V7的漏极连接，功率MOS管V5的源极通过电阻R4接入光伏阵列的负极，功率MOS管V5的栅极接入有继电器K3，K3的另一端与DSP的IO输出口连接，功率MOS管V5的漏极与功率MOS管V7的栅极连接，功率MOS管V7的栅极还通过双向稳压二极管V4、电阻R3接入光伏阵列的正极，电阻R2与稳压二极管V3阳极之间有导线引出，引出导线连接至一个稳压二极管V9的阴极，稳压二极管V9的阳极连接至双向稳压二极管V4与电阻R3之间。本专利技术中，DSP控制逆变器中光伏阵列接地阻抗测试电路是否使能工作，由DSP按逻辑控制继电器(relay)，再将测试电压信号由DSP的ADC采样，再经软件中控制算法进行计算，即可测试其接地阻抗值。本专利技术中，由R1,V1，V2组成精密恒流源电路，该精密恒流源电路的精度是本专利技术测试电路精度的保障。K1、K2和K3等同于图2中的relay控制信号，由DSP控制输出，其中K3是恒流源电路的使能信号，K1和K2分别是测试光伏阵列接地阻抗的控制信号。Rx和Ry分别为光伏阵列正极(PV+)与大地和光伏阵列负极(PV-)与大地之间的阻抗。V4为双向稳压管，通过修改V4、V6和V7的参数可实现测试宽电压范围光伏阵列接地阻抗，是该电路的核心思想。R9对PV-的电压即为测试电路的采样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏阵列接地阻抗的检测系统，其特征在于：采用接入DSP的检测电路测量光伏阵列接地阻抗，所述检测电路包括三极管V2、功率MOS管V6、V7、V5，所述三极管V2的基极依次通过继电器K1、电阻R7接地，三极管V2的基极还通过电阻R1接入光伏阵列的正极，三极管V2的发射极接入一个稳压二极管V1的阳极，稳压二极管V1的阴极接入光伏阵列的正极，三极管V2的集电极与功率MOS管V6的栅极连接，三极管V2的集电极还通过电阻R2接入一个稳压二极管V3的阳极，稳压二极管V3的阴极接入光伏阵列的正极，功率MOS管V6的源极与三极管V2的基极连接，功率MOS管V6的漏极与功率MOS管V7的源极连接，功率MOS管V7的漏极通过电阻R9接入光伏阵列的负极，所述功率MOS管V7的栅极接入一个稳压二极管D8的阳极，稳压二极管D8的阴极接入功率MOS管V6的漏极，所述功率MOS管V7的源极与漏极之间接入有电阻R5、电阻R6，功率MOS管V7的漏极还依次通过继电器K2、电阻R8接地，所述DSP的读A/D端口与功率MOS管V7的漏极连接，所述功率MOS管V5的源极通过电阻R4接入光伏阵列的负极，功率MOS管V5的栅极接入有继电器K3，K3的另一端与DSP的IO输出口连接，功率MOS管V5的漏极与功率MOS管V7的栅极连接，功率MOS管V7的漏极还通过双向稳压二极管V4、电阻R3接入光伏阵列的正极，所述电阻R2与稳压二极管V3阳极之间有导线引出，引出导线连接至一个稳压二极管V9的阴极，稳压二极管V9的阳极连接至双向稳压二极管V4与电阻R3之间。...

【技术特征摘要】
1.一种光伏阵列接地阻抗的检测系统，其特征在于：采用接入DSP的检测电路测量光伏阵列接地阻抗，所述检测电路包括三极管V2、功率MOS管V6、V7、V5，所述三极管V2的基极依次通过继电器K1、电阻R7接地，三极管V2的基极还通过电阻R1接入光伏阵列的正极，三极管V2的发射极接入一个稳压二极管V1的阳极，稳压二极管V1的阴极接入光伏阵列的正极，三极管V2的集电极与功率MOS管V6的栅极连接，三极管V2的集电极还通过电阻R2接入一个稳压二极管V3的阳极，稳压二极管V3的阴极接入光伏阵列的正极，功率MOS管V6的源极与三极管V2的基极连接，功率MOS管V6的漏极与功率MOS管V7的源极连接，功率MOS管V7的漏极通过电阻R9接入光伏阵列的负极，所述功率MOS管V7的栅极接入一个稳压二极管V8的阳极，稳压二极管V8的阴极接入功率MOS管V6的漏极，所述功率MOS管V7的源极与漏极之间接入有电阻R5、电阻R6，功率MOS管V7的漏极还依次通过继电器K2、电阻R8接地，所述DSP的读A/D端口与功率MOS管V7的漏极连接，所述功率MOS管V5的源极通过电阻R4接入光伏阵列的负极，功率MOS管V5的栅极接入有继电器K3，K3的另一端与DSP的IO输出口连接，功率MOS管V5的漏极与功率MOS管V7的栅极连接，功率MOS管V7的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈林贵，余志勇，童树卫，毛翌春，朱文星，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十一研究所，
类型：发明
国别省市：安徽;34