1. ?設計需求分析
->?功率等級：7.6kW，適用于北美家用并(bing)網系(xi)統。
->?輸入電壓范圍：根據(ju)光伏組件的配置，通常在(zai)200V-550V DC之間。
->?輸出電壓：裂(lie)相(xiang)輸出雙相(xiang)120V AC，頻率50Hz。
->?并網要求：符合電網標準，具備低諧波失真（THD<5%）。
2. ?拓撲結構選擇
2路Boost+T型橋： 2路(lu)太陽能(neng)MPPT輸入，每(mei)路(lu)最(zui)大(da)MPPT輸入電流20A，每(mei)路(lu)MPPT支持(chi)兩路(lu)太陽能(neng)組串并聯，這(zhe)樣設計能(neng)夠更好的(de)匹配(pei)用(yong)戶太陽板的(de)不同接入方案(an)。 兩路(lu)T型橋(qiao)(qiao)，每(mei)路(lu)T型橋(qiao)(qiao)臂(bei)對(dui)電感(gan)的(de)充放電都是通過自身橋(qiao)(qiao)臂(bei)的(de)4個(ge)管子(zi)配(pei)合(he)完成，每(mei)路(lu)T型橋(qiao)(qiao)臂(bei)都是一路(lu)完整獨立(li)的(de)輸出，跟其(qi)他橋(qiao)(qiao)臂(bei)沒(mei)有任何耦合(he)，所(suo)以非常(chang)適合(he)用(yong)來做(zuo)裂(lie)相逆變器的(de)拓撲(pu)；
3. ?控制策略
->MPPT（最大功率點跟蹤）?：兩(liang)路MPPT分別采(cai)用固定電(dian)壓擾動法和電(dian)導增(zeng)量(liang)法，實現太陽能最大功(gong)率跟蹤。
->PWM調制：采用(yong)正弦(xian)脈寬(kuan)調(diao)制（SPWM）生成高質量的(de)正弦(xian)波(bo)。
->鎖相環（PLL）?：實現與電網的同步，確保輸出頻(pin)率和相位與電網一致。
->電流控制：采(cai)用電流內環(huan)和電壓外環(huan)的雙閉環(huan)控制(zhi)策略(lve)，實現精確的功率輸出。
4. ?BOOST實現最大功率跟蹤MPPT
A ->固定電壓擾動法
先給(gei)(gei)定電(dian)(dian)壓Uref=Uo，然(ran)(ran)后(hou)計算光(guang)伏面(mian)板(ban)的(de)功率P1；接著(zhu)給(gei)(gei)定電(dian)(dian)壓Uref=Uo+△U，然(ran)(ran)后(hou)計算光(guang)伏面(mian)板(ban)的(de)功率P2；接著(zhu)給(gei)(gei)定電(dian)(dian)壓Uref=Uo-△U，然(ran)(ran)后(hou)計算光(guang)伏面(mian)板(ban)的(de)功率P3；通過比較P1、P2、P3，找出最(zui)大的(de)功率點(dian)，然(ran)(ran)后(hou)將給(gei)(gei)定值Uref=Upmax；如此反復循環最(zui)終就能找到了(le)光(guang)伏面(mian)板(ban)的(de)最(zui)大功率點(dian)；程序代碼如下：
B ->電導增量法
先給定電壓(ya)(ya)U1，得(de)(de)到(dao)(dao)I1、P1；然(ran)后(hou)U1-△U，得(de)(de)到(dao)(dao)I1'、P1',從(cong)(cong)而可(ke)(ke)以得(de)(de)到(dao)(dao)在(zai)(zai)U1-△U處的功(gong)率(lv)(lv)斜(xie)(xie)率(lv)(lv)x1；然(ran)后(hou)U1+△U，得(de)(de)到(dao)(dao)I1''、P1'',從(cong)(cong)而可(ke)(ke)以得(de)(de)到(dao)(dao)在(zai)(zai)U1+△U處的功(gong)率(lv)(lv)斜(xie)(xie)率(lv)(lv)x2；通(tong)過對比X1和X2，找到(dao)(dao)斜(xie)(xie)率(lv)(lv)更小的點對應的電壓(ya)(ya)Uxmin；然(ran)后(hou)將U1=Uxmin；如(ru)此反復循環最終就能找到(dao)(dao)了光伏面板的最大(da)功(gong)率(lv)(lv)；程序代碼如(ru)下：
使用PSIM仿真軟件搭建MPPT系統如下(xia)：
仿真波形如下：
5. 并網逆變實現
A->SOGI算法實現
參考論文《光(guang)伏(fu)并網逆變(bian)器中的單相數字鎖相環研究》，算法(fa)流(liu)程圖如下：
SOGI算法如下：
使(shi)用PSIM仿真軟(ruan)件搭(da)建(jian)SOGI算法如下：
仿真波形：
B->逆變控制算法
逆變(bian)(bian)控制(zhi)算法嘗試用單相H4逆變(bian)(bian)器的(de)控制(zhi)架構(gou)：
使用PSIM仿真(zhen)軟(ruan)件搭建逆變拓(tuo)撲如下：
仿真波形可以看到雖然逆變母線穩定在給定的400V，但是逆變并網的電(dian)流明顯畸變；
C->逆變控制算法優化
針對上面逆變仿真進行分析：T型逆(ni)變(bian)拓撲(pu)是有正負母(mu)線的，直接(jie)引用(yong)正常H4逆(ni)變(bian)控(kong)制算法，無法保證正負母(mu)線平衡，導(dao)致了(le)逆(ni)變(bian)電流的異常畸(ji)變(bian)。如果在(zai)控(kong)制環路中在(zai)增加正負母(mu)線平衡控(kong)制，是不(bu)是就能解決上述電流畸(ji)變(bian)問題？控制(zhi)架構增加正負母線平衡環如下(xia):
使用PSIM仿(fang)真(zhen)軟(ruan)件搭建(jian)逆(ni)變拓撲如下：
仿真波(bo)形(xing)可以看到逆變(bian)母(mu)線穩定(ding)在給定(ding)的400V，正負(fu)母(mu)線能保持平衡，逆變(bian)并(bing)網電流正常不畸變(bian)。
6. 兩路MPPT+T型裂相逆變系統仿真
上面已經單獨實(shi)現了MPPT和逆變(bian)并網功能，只要將(jiang)MPPT輸出接到逆變(bian)系統的Vbus輸入即可實(shi)現完整(zheng)的7.6KW裂相(xiang)光伏并網逆變(bian)器：
仿真波形：
7. ?總結
本文先從7.6KW光伏并網逆變器拓撲選擇講起，然后使用兩種MPPT算法（定電壓擾動法和電導增量法）實現太陽能最大功率跟蹤，接著嘗試用H4逆變控制算法通過穩定母線電壓直接去驅動T型逆變拓撲，發現正負母線不平衡導致并網電流畸變；針對問題深(shen)入分析，提出了(le)加入母線平(ping)衡環算法控制(zhi)正(zheng)負母線平(ping)衡，實現逆變的(de)正(zheng)常并網輸出；最后通過將MPPT和T型裂相逆(ni)變(bian)系統串聯(lian)起來，實現延(yan)綿不斷的(de)將太陽能輸送(song)到(dao)電網，整體實現了7.6KW光(guang)伏并(bing)網逆(ni)變(bian)器的(de)最基本功能。
后續優化方(fang)向，可以(yi)嘗(chang)試(shi)在(zai)逆(ni)變電壓環加入掐波器優化逆(ni)變電流(liu)諧(xie)波，可以(yi)嘗(chang)試(shi)使(shi)用PR控制算法優化逆(ni)變輸出，等等逆(ni)變器性能優化的功能。