【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光伏发电系统的检测，具体涉及一种多路光伏阵列的绝缘阻抗检测电路及其应用。
技术介绍
1、太阳能作为一种可再生的能源，具有清洁、安全和资源丰富等优点，一直备受人们关注。由光伏(pv)电池板组成的光伏阵列是光伏发电系统的重要组成部分，光伏阵列通过光生伏特效应将太阳能转化为电能。光伏阵列输出的直流电的正极(pv+)和负极(pv-)对大地(pe)之间的等效阻抗即为正对地绝缘阻抗(rp)和负对地绝缘阻抗(rn)。由于光伏阵列通常在野外露天放置，工作环境复杂，受自然老化和恶劣天气等因素影响，绝缘阻抗容易发生变化。
2、当绝缘阻抗过低时，光伏电池板会对大地漏电使设备的金属外壳带电，严重时可能会产生电火花，导致发电设备损坏、造成逆变器并网故障，还有触电、火灾等人身安全隐患。所以必须对光伏阵列的正负绝缘阻抗进行检测，以便及时发现并处理绝缘故障，保证人身安全和光伏发电系统的稳定运行。
3、近年来有研究通过人为的干预光照强度或光伏侧的输入来得到多个方程，求解绝缘阻抗的，这种方法实现起来比较耗费人力，实用性较差。目前在本地逆变器上常用的绝缘阻抗检测方法是不平衡电桥法，在检测rp和rn时各需要一个继电器，两个继电器在检测过程中需要多次闭合和断开，每次断开或闭合继电器时都会保持数秒时间，待采样电阻上的电压稳定后采集电压值，最后用这几个电压值通过求解方程组的方式得到rp和rn的阻值。这种方法步骤较为复杂，检测用时也比较长。后续有人提出了改进的不平衡电桥法，只需一个继电器动作即可完成绝缘阻抗的检测，但是应用在多路光伏阵列时
技术实现思路
1、本专利技术是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种多路光伏系统的绝缘阻抗检测电路及其应用，以期能使用较少的元器件完成多路光伏阵列的绝缘阻抗检测，从而能降低检测步骤的复杂度，提高检测的可靠性和效率，并对检测结果的进行了误差分析及修正，以保证检测的精度。
2、本专利技术为达到上述专利技术目的，采用如下技术方案：
3、本专利技术一种多路光伏系统的绝缘阻抗检测电路，所述多路光伏系统中设置有由两路光伏组串组成的光伏阵列；每路光伏组串是由相同规格和数量的光伏电池板串联而成，在每路光伏组串后均接有对应的dc/dc单元，并分别与直流母线连接，其中，所述dc/dc单元为带mppt的boost变换电路；将两路光伏组串的正极上的电压分别记为vpv1和vpv2，也即每组电池板串联后的总电压；将光伏阵列中每路光伏电池板组的正极与pe大地之间的电阻记为正绝缘电阻rp，将pe大地和每路光伏电池板组的负极之间的电阻记为负绝缘电阻rn；其特点在于：
4、在两路光伏组串与对应的dc/dc单元之间连接有绝缘阻抗检测电路；所述绝缘阻抗检测电路由四个阻值相等的电阻r1、r2、r3、r4、电阻rs1、电阻rs2和一个继电器s1组成，且每个电阻均采用定值电阻；其中，r1、r2、r3、r4的阻值大于rs1，电阻rs2和rs1的阻值相同，继电器s1默认为常闭状态；
5、在两路光伏电池板组的第一路的正极与pe大地之间接入电阻r1，在第二路的正极与pe大地之间接入电阻r2；在pe大地和gnd地之间接入一条由电阻r3、电阻rs1和继电器s1串联的支路；在pe大地和gnd地之间再接入一条由电阻r4和电阻rs2串联的支路，并将电阻rs2的两端电压记为vpe。
6、本专利技术一种多路光伏阵列的绝缘阻抗检测方法的特点在于，是应用于如权利要求1所述的绝缘阻抗检测电路中，并包括如下步骤：
7、步骤1、在继电器s1常闭闭合时，采样电阻rs2的两端电压vpe的值记为v1，采样两路光伏组串的电压vpv1和vpv2，则利用式(1)得到pe大地到gnd地之间的电压vg1：
8、
9、步骤2、构建如式(2)所示的继电器s1常闭闭合时的kcl方程：
10、
11、步骤3、将继电器s1断开后，采样电阻rs2的两端电压vpe的值记为v0，则利用式(3)得到pe大地到gnd地之间的电压vg0：
12、
13、步骤4、构建如式(4)所示的继电器s1断开时的kcl方程：
14、
15、步骤5、记临时电压vpv＝vpv1+vpv2，并利用式(5)得到正绝缘阻抗rp和负绝缘阻抗rn：
16、
17、本专利技术一种多路光伏阵列绝缘阻抗检测的误差分析方法的特点在于，是应用于如权利要求1所述的绝缘阻抗检测电路中，并包括如下步骤：
18、步骤a、基于r1阻值为rp和rn的阻值的几百倍，由式(2)和式(4)得到式(6)：
19、
20、步骤b、由式(5)和vg0≈vg1得到式(7)：
21、
22、步骤c、式(4)和临时电压vpv＝vpv1+vpv2得到式(8)：
23、
24、步骤d、由式(7)和式(8)得到rp和rn的计算误差与vpe的采样误差呈倍数关系。
25、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
26、1、本专利技术相较于不平衡电桥法，在对多路光伏阵列进行绝缘阻抗检测时只使用了一个继电器和几个定值电阻就完成了检测，避免了使用多个继电器带来的元器件成本增加，也减小了因继电器损坏而造成无法检测状况的概率。
27、2、本专利技术在对多路光伏阵列进行检测时，只需要继电器闭合与断开时各测量一次电压，即可计算出绝缘阻抗，检测方法简单易实施，且绝缘阻抗值的求解计算量小。
28、3、本专利技术对检测结果的进行了误差分析，并且设计了去极值平均的误差消除算法削弱采样误差对检测结果的影响，提高了检测的准确性。
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1.一种多路光伏系统的绝缘阻抗检测电路，所述多路光伏系统中设置有由两路光伏组串组成的光伏阵列；每路光伏组串是由相同规格和数量的光伏电池板串联而成，在每路光伏组串后均接有对应的DC/DC单元，并分别与直流母线连接，其中，所述DC/DC单元为带MPPT的BOOST变换电路；将两路光伏组串的正极上的电压分别记为VPV1和VPV2，也即每组电池板串联后的总电压；将光伏阵列中每路光伏电池板组的正极与PE大地之间的电阻记为正绝缘电阻RP，将PE大地和每路光伏电池板组的负极之间的电阻记为负绝缘电阻RN；其特征在于：
2.一种多路光伏阵列的绝缘阻抗检测方法，其特征在于，是应用于如权利要求1所述的绝缘阻抗检测电路中，并包括如下步骤：
3.一种多路光伏阵列绝缘阻抗检测的误差分析方法，其特征在于，是应用于如权利要求1所述的绝缘阻抗检测电路中，并包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种多路光伏系统的绝缘阻抗检测电路，所述多路光伏系统中设置有由两路光伏组串组成的光伏阵列；每路光伏组串是由相同规格和数量的光伏电池板串联而成，在每路光伏组串后均接有对应的dc/dc单元，并分别与直流母线连接，其中，所述dc/dc单元为带mppt的boost变换电路；将两路光伏组串的正极上的电压分别记为vpv1和vpv2，也即每组电池板串联后的总电压；将光伏阵列中每路光伏电池板组的...
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