支路絕緣阻抗監(jiān)測(cè)及光伏發(fā)電方法、逆變器及光伏系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光伏發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種支路絕緣阻抗監(jiān)測(cè)及光伏發(fā)電方法、逆 變器及光伏發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)階段太陽(yáng)能光伏分布式發(fā)電的不斷發(fā)展，太陽(yáng)能光伏面板所在平臺(tái)面積大 小不一，傳統(tǒng)的逆變器只能使用一路MPPT(Maximum Power Point Tracking)追蹤，而采用 模塊化多路MPPT逆變器，由于逆變器包括多個(gè)功率模塊，使得每一個(gè)太陽(yáng)能光伏面板陣列 直接接入到對(duì)應(yīng)的逆變器功率模塊進(jìn)行發(fā)電，進(jìn)一步使得每一個(gè)光伏陣列都能進(jìn)行MPPT追 蹤，進(jìn)而提尚逆變器的發(fā)電量。
[0003] 一個(gè)模塊化多路MPPT逆變器可以通過(guò)多條電流支路與太陽(yáng)能光伏面板連接，當(dāng)某 條或者多條支路發(fā)生接地時(shí)，會(huì)造成信號(hào)裝置、繼電器保護(hù)裝置以及控制電路等的誤動(dòng)作 或拒絕動(dòng)作，正極母線支路和負(fù)極母線支路都先后接地時(shí)，將造成直流短路，進(jìn)而導(dǎo)致太陽(yáng) 能光伏陣列的損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種支路絕緣阻抗監(jiān)測(cè)方法，包括如下步驟：
[0005] 信息采集過(guò)程:總控單元采集來(lái)自逆變器功率模塊的功率模塊信息以及來(lái)自傳感 器的漏電流信息；
[0006] 阻抗計(jì)算過(guò)程:總控單元根據(jù)功率模塊信息以及漏電流信息計(jì)算得到支路絕緣阻 抗值；
[0007] 判斷過(guò)程:總控單元判斷支路絕緣阻抗值是否大于設(shè)定值；
[0008] 若總控單元判斷支路絕緣阻抗值小于設(shè)定值，則發(fā)出表示該支路出現(xiàn)故障的報(bào)警 信號(hào);若總控單元判斷支路絕緣阻抗值大于設(shè)定值，則不發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種光伏發(fā)電方法，包括如下步驟：
[0010]光伏面板利用光能產(chǎn)生直流電并傳遞至逆變器的功率模塊；
[0011] 功率模塊將直流電轉(zhuǎn)換成交流電并輸出至電網(wǎng)；
[0012] 還包括上述的支路絕緣阻抗監(jiān)測(cè)方法的過(guò)程。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種逆變器包括總控單元和至少一個(gè)功率模塊。總 控單元和至少一個(gè)功率模塊通信連接;總控單元的輸入端還連接至至少一個(gè)傳感器。各功 率模塊與各直流電傳輸支路對(duì)應(yīng)連接，用于接收直流電并將其轉(zhuǎn)換成交流電并輸出；各傳 感器對(duì)應(yīng)設(shè)置于各直流電傳輸支路上。總控單元用于采集來(lái)自功率模塊的功率模塊信息以 及來(lái)自傳感器的漏電流信息；根據(jù)功率模塊信息以及漏電流信息計(jì)算得到支路絕緣阻抗 值;判斷支路絕緣阻抗值是否大于設(shè)定值，若支路絕緣阻抗值小于設(shè)定值，則發(fā)出表示該支 路出現(xiàn)故障的報(bào)警信號(hào);若支路絕緣阻抗值大于設(shè)定值，則不發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括至少一組光伏面板、至少一 個(gè)匯流箱、至少一個(gè)傳感器、上述的逆變器。各光伏面板對(duì)應(yīng)連接至各匯流箱，各匯流箱對(duì) 應(yīng)連接至各功率模塊;傳感器連接至匯流箱和逆變器的總控單元;具有連接關(guān)系的光伏面 板、匯流箱、功率模塊形成一條正極母線支路和一條負(fù)極母線支路。光伏面板利用光能產(chǎn)生 直流電，并通過(guò)匯流箱匯流后傳遞至功率模塊;功率模塊將直流電轉(zhuǎn)換成交流電，各功率模 塊將交流電匯成一路并通過(guò)變壓器變壓后輸出至電網(wǎng)。
[0015] 利用本發(fā)明所公開(kāi)的支路絕緣阻抗監(jiān)測(cè)方法、光伏發(fā)電方法、逆變器及光伏發(fā)電 系統(tǒng)，當(dāng)總控單元采集到某條或多條支路的功率模塊信息和/或漏電流信息時(shí)，則表示該條 或者該多條支路有可能發(fā)生了接地故障，則逆變器總控單元即開(kāi)始支路絕緣阻抗監(jiān)測(cè)過(guò) 程，在判斷某條支路的支路絕緣阻抗值小于設(shè)定值時(shí)即確認(rèn)該支路接地，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)， 控制該支路的功率模塊停止運(yùn)行，從而避免信號(hào)裝置、繼電器保護(hù)裝置以及控制電路等的 誤動(dòng)作或拒絕動(dòng)作，以及避免直流短路所導(dǎo)致的太陽(yáng)能光伏陣列的損壞。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的逆變器以及應(yīng)用該逆變器所搭建的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例一的支路絕緣阻抗監(jiān)測(cè)方法流程示意圖；
[0018] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例二的逆變器以及應(yīng)用該逆變器所搭建的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0020] 實(shí)施例一：
[0021] 本實(shí)施例的逆變器以及應(yīng)用該逆變器所搭建的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1 所示，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)包括太陽(yáng)能光伏面板單元、匯流箱單元、傳感器單元、逆變器40、 變壓器50,太陽(yáng)能光伏面板單元包括多個(gè)太陽(yáng)能光伏面板101，匯流箱單元包括多個(gè)匯流箱 201，傳感器單元包括多個(gè)傳感器301，逆變器40包括逆變器總控單元004和多個(gè)逆變器功率 模塊401。
[0022] 光伏面板101對(duì)應(yīng)連接至匯流箱201，匯流箱201對(duì)應(yīng)連接至功率模塊401;傳感器 301連接至匯流箱201和總控單元004。具有連接關(guān)系的光伏面板101、匯流箱201、傳感器 301、功率模塊401形成一條正極母線支路和一條負(fù)極母線支路。在本發(fā)明的其它實(shí)施方式 中，具有連接關(guān)系的光伏面板101、匯流箱201、傳感器301、功率模塊401還可以形成多條正 極母線支路和對(duì)應(yīng)的多條負(fù)極母線支路。
[0023]系統(tǒng)的發(fā)電原理為:光伏面板101利用光能產(chǎn)生直流電，并通過(guò)匯流箱201匯流后 傳遞至功率模塊401;功率模塊401將直流電轉(zhuǎn)換成交流電，各功率模塊將交流電匯成一路 并通過(guò)變壓器50變壓后輸出至電網(wǎng)60。
[0024]本實(shí)施例中，傳感器301優(yōu)選地采用高精度漏電流霍爾傳感器或智能漏電流傳感 器，各傳感器對(duì)應(yīng)設(shè)置于各直流電傳輸支路上。
[0025]本實(shí)施例的逆變器可采用個(gè)模塊化多路MPPT逆變器，逆變器40中，總控單元004和 各個(gè)功率模塊連接;總控單元004的輸入端還連接至各個(gè)傳感器。各功率模塊外于接各直流 電傳輸支路(直流電傳輸支路可以包括至少一條正極母線支路和與之相應(yīng)的至少一條負(fù)極 母線支路)對(duì)應(yīng)，用于接收直流電，將其轉(zhuǎn)換成交流電并輸出。
[0026] 在系統(tǒng)正常工作的情況下，光伏面板101利用光能產(chǎn)生直流電并通過(guò)匯流箱201匯 流后傳遞至功率模塊401;功率模塊401將直流電轉(zhuǎn)換成交流電（同頻同相），各功率模塊將 交流電匯成一路并通過(guò)變壓器50變壓后輸出至電網(wǎng)60。逆變器功率模塊401不會(huì)向總控單 元004發(fā)送有效的功率模塊信息，傳感器301也不會(huì)向總控單元004發(fā)送有效的漏電流信息， 因此，總控模塊004不會(huì)采集到有效的功率模塊信息以及有效的漏電流信息。
[0027] 當(dāng)某一直流電傳輸支路出現(xiàn)故障時(shí)，例如發(fā)生直流電傳輸支路接地現(xiàn)象，則在該 支路上，逆變器功率模塊401將向總控單元004發(fā)送有效的功率模塊信息，傳感器301也將向 總控單元004發(fā)送有效的漏電流信息，因此，總控模塊004能夠采集到有效的功率模塊信息 以及有效的漏電流信息。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明所提出的逆變器功率模塊401的 功率模塊信息以及傳感器301的漏電流信息可以是在支路出現(xiàn)故障時(shí)才產(chǎn)生，但是，如果支 路并沒(méi)有出現(xiàn)故障，總控單元004也可能采集到功率模塊信息和/或漏電流信息，最終判定 支路是否短路/故障是依據(jù)支路絕緣阻是否大于設(shè)定值。
[0028] 在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，也可以是無(wú)論支路是否短路，總控單元都定時(shí)采集 各個(gè)支路上的功率模塊信息和漏電流信息，并計(jì)算出各個(gè)支路的支路絕緣阻抗值，如果某 條支路的支路絕緣阻抗值小于設(shè)定值，則表示該支路短路/故障。
[0029] 本實(shí)施例具體假設(shè)是圖1中的第一路直流電傳輸支路中的某一正極母線支路或者 負(fù)極母線支路發(fā)生了接地，從而使得總控單元004將針對(duì)該支路啟動(dòng)支路絕緣阻抗監(jiān)測(cè)過(guò) 程
[0030] 支路絕緣阻抗監(jiān)測(cè)開(kāi)始后，將進(jìn)行信息采集過(guò)程、阻抗計(jì)算過(guò)程、判斷過(guò)程，如圖 2,具體包括如下步驟：
[0031] S10、總控單元004進(jìn)行數(shù)據(jù)初始化，數(shù)據(jù)初始化是程序控制的常用步驟，本領(lǐng)域技 術(shù)人員也可以根據(jù)實(shí)際情況，不設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)初始化步驟；
[0032] S20、總控單元004采集來(lái)自逆變器功率模塊101的功率模塊信息，具體地，功率模 塊信息可以包括該功率模塊1 〇 1的直流電壓、直流電流、交流電壓、交流電流、模塊功率、模 塊功率因數(shù)、正母線電壓、負(fù)母線電壓等電能輸入與輸出相關(guān)的參數(shù)；
[0033] S30、總控單元004采集來(lái)自傳感器301的漏電流信息，漏電流信息具體可以包括漏 電流霍爾傳感器的支路數(shù)、漏電流值、漏電流的方向、保護(hù)標(biāo)識(shí)位等信息;本領(lǐng)域技術(shù)人員 也可以根據(jù)實(shí)際情況，調(diào)換S20和S30的先后順序；
[0034] S40、總控單元004根據(jù)功率模塊信息以及漏電流信息計(jì)算得到支