1. ?設計需求分析

->?功率等級：30kW，適用于分布式光伏(fu)并網逆(ni)變系統。

->?輸入電壓范圍：根據光(guang)伏組件的配(pei)置(zhi)，通常在(zai)200V-950V DC之間。

->?輸出電壓：額定輸出230Vac，頻率50Hz，接(jie)入(ru)系統 3W+N+PE。

->?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

3路Boost+T型逆變：3路(lu)太(tai)陽能(neng)MPPT輸(shu)(shu)入，每路(lu)最大MPPT輸(shu)(shu)入電(dian)流20A，每路(lu)MPPT支持兩(liang)路(lu)太(tai)陽能(neng)組串并聯(lian)，這樣設計能(neng)夠更好的(de)(de)匹配用戶太(tai)陽板的(de)(de)不同接入方(fang)案；  T型(xing)(xing)三電(dian)平逆變(bian)，在1000V的(de)(de)光伏逆變(bian)系統(tong)，T型(xing)(xing)逆變(bian)拓(tuo)撲(pu)在電(dian)感充放(fang)電(dian)回路(lu)明(ming)顯要比I型(xing)(xing)逆變(bian)拓(tuo)撲(pu)少一個管壓降有明(ming)顯的(de)(de)效率優勢；T型(xing)(xing)逆變(bian)拓(tuo)撲(pu)每個橋臂只(zhi)需(xu)要4個開(kai)關管比I型(xing)(xing)逆變(bian)拓(tuo)撲(pu)少兩(liang)個二極管明(ming)顯有成本優勢；T型(xing)(xing)逆變(bian)拓(tuo)撲(pu)驅動信號無(wu)需(xu)考慮I型(xing)(xing)逆變(bian)內外(wai)管開(kai)通關斷的(de)(de)時序，程序處理更加簡單，運(yun)行更可靠。

3. ?控制策略

->MPPT（最大功率點跟蹤）?：三路BOOST采用固定電(dian)壓擾動法，實現(xian)太陽能最大功率跟蹤(zong)；驅動時序上3路BOOST使用錯(cuo)開120度交錯(cuo)驅動，實現(xian)母線電(dian)流最小(xiao)紋波控制。

->SVPWM調制：采用空間矢(shi)量控制SVPWM生成高(gao)質量的正弦波。

->鎖相環（PLL）：實現與(yu)電網(wang)的同步，確保輸出(chu)頻率和(he)相(xiang)位與(yu)電網(wang)一致。

->DQ控制：利用坐標變(bian)換，將(jiang)三相交流量變(bian)換成DQ變(bian)量，實現(xian)有(you)功(gong)(gong)無功(gong)(gong)的精準控制。

4. ?BOOST實現最大功率跟蹤MPPT

A ->固定電壓擾動法

先給定(ding)電(dian)壓(ya)Uref=Uo，然后(hou)(hou)計算光伏(fu)(fu)面(mian)板(ban)的(de)(de)功率P1；接著給定(ding)電(dian)壓(ya)Uref=Uo+△U，然后(hou)(hou)計算光伏(fu)(fu)面(mian)板(ban)的(de)(de)功率P2；接著給定(ding)電(dian)壓(ya)Uref=Uo-△U，然后(hou)(hou)計算光伏(fu)(fu)面(mian)板(ban)的(de)(de)功率P3；通過比較P1、P2、P3，找(zhao)出最(zui)大(da)的(de)(de)功率點(dian)，然后(hou)(hou)將給定(ding)值Uref=Upmax；如此反復循環(huan)最(zui)終就能找(zhao)到了光伏(fu)(fu)面(mian)板(ban)的(de)(de)最(zui)大(da)功率點(dian)；程序代碼(ma)如下：

B ->三路MPPT交錯驅動

使用PSIM仿(fang)真(zhen)軟件搭建MPPT系統，分(fen)別將(jiang)三路(lu)BOOST的驅動(dong)(dong)初(chu)始角度設置為(wei)0°、120°240°，三路(lu)BOOST交(jiao)錯驅動(dong)(dong)能夠有效減(jian)小(xiao)母線紋波減(jian)小(xiao)母線電容容量；如下：

仿真波形如下：

5.  并網逆變實現

A->三相PLL鎖相環算法實現

基于同(tong)步旋轉(zhuan)坐標(biao)系(xi)的(de)PLL（dq-PLL），算法(fa)流程圖(tu)如下(xia)：

dq-PLL算(suan)法如下：

使(shi)用PSIM仿(fang)真(zhen)軟件搭建基于同步(bu)旋轉坐標系的(de)PLL如下：

仿真波形：

B->逆變控制算法

逆(ni)變(bian)控(kong)制(zhi)采用(yong)DQ坐標變(bian)換，將三(san)相(xiang)電(dian)壓電(dian)流交流量(liang)(liang)變(bian)換成(cheng)DQ直流量(liang)(liang)，然后(hou)對DQ直流量(liang)(liang)進行PI控(kong)制(zhi)，最后(hou)將DQ控(kong)制(zhi)的輸出進行逆(ni)變(bian)換，生成(cheng)三(san)相(xiang)SPWM；

C->驅動算法

逆(ni)變(bian)驅動算法使用空間矢量SVPWM控制，有(you)夠(gou)有(you)效提高(gao)母線電壓利用率，提高(gao)逆(ni)變(bian)整體(ti)效率；SVPWM實現代碼如(ru)下：

D->逆變系統仿真

結合同(tong)步旋(xuan)轉坐(zuo)(zuo)標(biao)系(xi)的PLL（dq-PLL）、DQ坐(zuo)(zuo)標(biao)變(bian)換PI控制、驅動空間(jian)矢(shi)量SVPWM，使用PSIM仿真軟件(jian)搭建逆變(bian)系(xi)統如下：

仿真(zhen)波形(xing)可以(yi)看到逆(ni)變母(mu)線穩定(ding)在給定(ding)的640V，PLL鎖相準確跟蹤電網，逆(ni)變并(bing)網電流(liu)正(zheng)常不畸變。

6. MPPT+T型三相逆變系統仿真

上面已經(jing)單獨實(shi)現了MPPT和逆(ni)變并(bing)網功能，只要將MPPT輸出接到逆(ni)變系統的Vbus輸入即可實(shi)現完整的30KW光伏并(bing)網逆(ni)變器(qi)：

仿真波形：

7. ?總結

      本文先從30KW光伏(fu)并(bing)網逆變(bian)器拓撲選擇(ze)講起，3路BOOST采用交錯(cuo)驅動方式(shi)實現(xian)(xian)太陽能(neng)最大(da)功率跟蹤MPPT；接著對三相交流量(liang)(liang)進行坐標(biao)變(bian)換，通過dq-PLL鎖(suo)相，然后進行DQ分離有功無功控制(zhi)，最后將(jiang)(jiang)DQ輸出量(liang)(liang)進行逆變(bian)換，將(jiang)(jiang)變(bian)換量(liang)(liang)進行SVPWM計算，生成SVPWM驅動，實現(xian)(xian)了整(zheng)個30KW光伏(fu)并(bing)網逆變(bian)器的系統仿真。

      后(hou)續優(you)化方(fang)向，可(ke)以嘗(chang)試(shi)在逆變DQ加入功(gong)(gong)(gong)率解(jie)耦優(you)化母(mu)線無功(gong)(gong)(gong)電流(liu)，可(ke)以嘗(chang)試(shi)使用SOGI—PLL算法優(you)化鎖相功(gong)(gong)(gong)能(neng)，等等逆變器性能(neng)優(you)化的功(gong)(gong)(gong)能(neng)。