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光伏并网逆变器的对地绝缘电阻在线检测系统
I. 说明书摘要
本实用新型涉及光伏并网逆变器技术，尤其涉及一种光伏并网逆变器的对地绝缘电阻在线检测系统，其包括有上桥臂、下桥臂、电阻开关电路、工频干扰抑制电路、电压跟随电路、隔离放大电路、微处理器、用于检测光伏电池输出电压的PV电压检测电路。本实用新型实现了光伏电池的正极对地绝缘电阻和光伏电池的负极对地绝缘电阻的在线实时检测，保证了光伏并网逆变器安全可靠地工作。
II. 权利要求书
1、一种光伏并网逆变器的对地绝缘电阻在线检测系统，其特征在于：包括有上桥臂、下桥臂、电阻开关电路、工频干扰抑制电路、电压跟随电路、隔离放大电路、微处理器、用于检测光伏电池输出电压的PV电压检测电路；
所述上桥臂的一端与光伏电池的正极连接，所述上桥臂的另一端接大地，所述电阻开关电路的第一端与光伏电池的正极连接，所述电阻开关电路的第二端接大地，所述电阻开关电路的控制端与所述微处理器的第一I/O端口连接；
所述下桥臂的第一端接大地，所述下桥臂的第二端与光伏电池的负极连接，所述下桥臂的分压输出端与所述工频干扰抑制电路的输入端连接，所述工频干扰抑制电路的输出端与所述电压跟随电路的输入端连接，所述电压跟随电路的输出端与所述隔离放大电路的输入端连接，所述隔离放大电路的输出端与所述微处理器的第一A/D输入端口连接；
所述PV电压检测电路的第一检测端与光伏电池的正极连接，所述PV电压检测电路的第二检测端与光伏电池的负极连接，所述PV电压检测电路的输出端与所述微处理器的第二A/D输入端口连接；其中，所述微处理器设置有检测结果输出端口。
2、根据权利要求1所述的光伏并网逆变器的对地绝缘电阻在线检测系统，其特征在于：所述微处理器的检测结果输出端口还包括有PWM信号端口，所述PWM信号端口与光伏并网逆变器的Boost电路及逆变电路连接。
3、根据权利要求1所述的光伏并网逆变器的对地绝缘电阻在线检测系统，其特征在于：所述微处理器的检测结果输出端口包括有第二I/O端口，所述第二I/O端口连接有报警电路。
4、根据权利要求1所述的光伏并网逆变器的对地绝缘电阻在线检测系统，其特征在于：所述电阻开关电路由电阻和开关串联构成，其中，所述开关为继电器、开关管或光耦。
5、根据权利要求1所述的光伏并网逆变器的对地绝缘电阻在线检测系统，其特征在于：所述微处理器采用FIR数字滤波算法，所述微处理器通过FIR数字滤波算法对A/D采样信号作进一步的数字滤波处理。
6、一种光伏并网逆变器的对地绝缘电阻在线检测方法，其特征在于：它包括以下步骤：
A：采样光伏电池的输出电压VPV；
B：使电阻开关电路中的开关S1处于断开状态，将电阻R5从上桥臂中脱离，下桥臂的电阻R3、R4分压输出的电压信号Vo1经过工频干扰抑制电路、滤波电路、电压跟随电路和隔离放大电路的处理后，得到输出信号Vad1，Vad1与Vo1的关系为：
(1)
设定R+为光伏电池的正极对地的绝缘电阻，R-为光伏电池的负极对地的绝缘电阻，根据上桥臂的电阻R1、R2和下桥臂的电阻R3、R4分压的关系，得到下面的式子：
(2)
C：使电阻开关电路中的开关S1处于闭合状态，将电阻R5接入上桥臂电路中，下桥臂的电阻R3、R4分压输出的电压信号Vo2经过工频干扰抑制电路、滤波电路、电压跟随电路和隔离放大电路的处理后，得到输出信号Vad2，Vad2与Vo2的关系为：
(3)
根据上桥臂的电阻R1、R2和下桥臂的电阻R3、R4分压的关系，得到下面的式子：
(4)
D: 由步骤B和C得到两组光伏电池的正极对地和光伏电池的负极对地的电压比方程，其中未知参数是R+和R-，进行运算求得R+和R-的电阻值，过程推导如下：
分别把式(1)代入式(2)、式(3)代入式(4)可得：
(5)
(6)
由于VPV、Vad1、Vad2 都是采样得到的数值，令
(7)
(8)
则可得到：
(9)
(10)
从而求得R+和R-的电阻值；
7、根据权利要求6所述的光伏并网逆变器的对地绝缘电阻在线检测方法，其特征在于：在步骤D后，还包括步骤E：判断R+和R-的电阻值是否满足安规要求。
8、根据权利要求6所述的光伏并网逆变器的对地绝缘电阻在线检测方法，其特征在于：在步骤E后，还包括步骤F：根据判定结果，执行光伏并网逆变器下一步的动作，若R+和R-的电阻值满足安规要求，则允许光伏并网逆变器启动工作，若不满足安规要求，则禁止光伏并网逆变器启动工作，并发出报警信号。
III. 具体实施例
图1是本实用新型一种光伏并网逆变器的对地绝缘电阻在线检测系统的结构方框图。
图2是本实用新型一种光伏并网逆变器的对地绝缘电阻在线检测系统的上桥臂、下桥臂、电阻开关电路、工频干扰抑制电路、滤波电路、电压跟随电路和隔离放大电路的电路实现原理图。
后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
