单相光伏并网逆变器设计方案
一、引言
随着光伏发电技术的日益成熟和广泛应用，光伏并网逆变器作为连接光伏电池与电网的关键设备，其
设计和性能显得尤为重要。本文旨在探讨一种基于单相光伏并网逆变器的设计方案，包括硬件设计概
要、软件设计流程文档以及 Matlab Simulink 仿真文件和控制代码。
二、硬件设计概要
1. 主电路拓扑
本方案采用单相光伏并网逆变器的典型拓扑结构，即单级式或两级式结构。其中，单级式结构将光伏
电池的输出直接通过功率变换器与电网相连，结构简单，但对功率变换器的要求较高；两级式结构则
通过前级功率变换器将光伏电池的输出电压变换至合适的直流电压，再经后级功率变换器实现并网，
具有更好的稳定性和控制灵活性。
2. 关键元件选择
关键元件包括光伏电池、功率开关器件、滤波器等。光伏电池的选择应考虑其输出特性与逆变器的匹
配程度；功率开关器件如 IGBT 或 MOSFET，应满足高电压、大电流、快速响应等要求；滤波器用于
抑制并网电流中的谐波，通常采用 LCL 滤波器。
3. 保护与监测电路
为了保护逆变器免受电网故障的影响，应设计过流、过压、欠压、过热等保护电路。同时，为了实现
并网电流的精确控制，应设计电流、电压等监测电路。
三、软件设计流程文档
1. 控制策略
本方案采用的控制策略包括最大功率点跟踪（MPPT）和电流控制。MPPT 用于实现光伏电池输出最大
功率，通常采用扰动观察法或增量电导法等；电流控制用于实现并网电流的稳定和精确控制，通常采
用比例-积分-微分（PID）控制算法。
2. 控制算法实现
控制算法的实现主要依赖于数字信号处理器（DSP）或微控制器（MCU）。在软件设计中，应编写控
制算法的实现程序，包括 MPPT、电流控制以及保护与监测电路的控制逻辑。
