1. ?設計需求分析

->?功率等級：7.6kW，適用于北美家用并網系統。

->?輸入電壓范圍：根據光伏組件的配置，通常在200V-550V DC之間。

->?輸出電壓：裂相輸出雙相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路太陽能MPPT輸入，每路最大MPPT輸入電流20A，每路MPPT支持兩路太陽能組串并聯，這樣設計能夠更好的匹配用戶太陽板的不同接入方案。 兩路T型橋，每路T型橋臂對電感的充放電都是通過自身橋臂的4個管子配合完成，每路T型橋臂都是一路完整獨立的輸出，跟其他橋臂沒有任何耦合，所以非常適合用來做裂相逆變器的拓撲；  

3. ?控制策略

->MPPT（最大功率點跟蹤）?：兩路MPPT分別采用固定電壓擾動法和電導增量法，實現太陽能最大功率跟蹤。

->PWM調制：采用正弦脈寬調制（SPWM）生成高質量的正弦波。

->鎖相環（PLL）?：實現與電網的同步，確保輸出頻率和相位與電網一致。

->電流控制：采用電流內環和電壓外環的雙閉環控制策略，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

先給定電壓Uref=Uo，然后計算光伏面板的功率P1；接著給定電壓Uref=Uo+△U，然后計算光伏面板的功率P2；接著給定電壓Uref=Uo-△U，然后計算光伏面板的功率P3；通過比較P1、P2、P3，找出最大的功率點，然后將給定值Uref=Upmax；如此反復循環最終就能找到了光伏面板的最大功率點；程序代碼如下：

B ->電導增量法

先給定電壓U1，得到I1、P1；然后U1-△U，得到I1'、P1',從而可以得到在U1-△U處的功率斜率x1；然后U1+△U，得到I1''、P1'',從而可以得到在U1+△U處的功率斜率x2；通過對比X1和X2，找到斜率更小的點對應的電壓Uxmin；然后將U1=Uxmin；如此反復循環最終就能找到了光伏面板的最大功率；程序代碼如下：

使用PSIM仿真軟件搭建MPPT系統如下：

仿真波形如下：

5.  并網逆變實現

A->SOGI算法實現

參考論文《光伏并網逆變器中的單相數字鎖相環研究》，算法流程圖如下：

SOGI算法如下：

使用PSIM仿真軟件搭建SOGI算法如下：

仿真波形：

 B->逆變控制算法

逆變控制算法嘗試用單相H4逆變器的控制架構：

使用PSIM仿真軟件搭建逆變拓撲如下：

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型逆變拓撲是有正負母線的，直接引用正常H4逆變控制算法，無法保證正負母線平衡，導致了逆變電流的異常畸變。如果在控制環路中在增加正負母線平衡控制，是不是就能解決上述電流畸變問題？控制架構增加正負母線平衡環如下:

使用PSIM仿真軟件搭建逆變拓撲如下：

仿真波形可以看到逆變母線穩定在給定的400V，正負母線能保持平衡，逆變并網電流正常不畸變。

6. 兩路MPPT+T型裂相逆變系統仿真

上面已經單獨實現了MPPT和逆變并網功能，只要將MPPT輸出接到逆變系統的Vbus輸入即可實現完整的7.6KW裂相光伏并網逆變器：

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；針對問題深入分析，提出了加入母線平衡環算法控制正負母線平衡，實現逆變的正常并網輸出；最后通過將MPPT和T型裂相逆變系統串聯起來，實現延綿不斷的將太陽能輸送到電網，整體實現了7.6KW光伏并網逆變器的最基本功能。

       后續優化方向，可以嘗試在逆變電壓環加入掐波器優化逆變電流諧波，可以嘗試使用PR控制算法優化逆變輸出，等等逆變器性能優化的功能。