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目前常用的光伏并网系统多为DC-DC和DC-AC的两级式结构,由于功率变换级数的增加会降低系统整体效率、可靠性和简洁程度,因此开发新型的单级式光伏并网逆变器来替代传统两级式系统是光伏并网拓扑的未来发展趋势。本文基于H桥级联多电平逆变器的直流升压特性,建立了光伏电池单级式并网系统,并针对多H桥串联输入结构,提出了多个最大功率点跟踪(MPPT)模块同步控制策略和H桥传输功率与光伏电池最大输出功率的实时匹配策略。首先,建立了光伏电池在不同连接方式下的等效电路模型和数学模型,对光伏电池串并联支路在光照和温度不均衡条件下的输出特性进行了分析。其次,由于使用不同光伏电池阵列对级联多电平逆变器各H桥独立供电时,会导致H桥最大功率输入点各不相同,因此提出了使用多个MPPT控制模块对每个H桥进行同步控制的策略,实现对每个H桥单元的独立最大功率点跟踪控制。同时,通过对电压扰动观测法的改进,有效解决了因光照强度大幅下降引起的光伏电池输入端直流母线电压跌落问题。再次,对级联多电平逆变器SPWM调制方法下H桥单元传输功率的分配比例进行了分析,基于H桥最大功率点跟踪过程中的电压误差,对多载波移相调制策略下各H桥的调制波幅值进行了调节,以实现H桥传输功率与光伏电池最大输出功率的匹配,并根据双边傅里叶变换理论对多载波移相调制策略下逆变器输出波形进行了定量谐波分析。最后,基于Matlab/Simulink平台搭建系统仿真模型,针对所提出的MPPT控制策略和H桥传输功率分配策略进行了系统的测试和实验,仿真实验结果证明了该系统及控制策略的可行性和可靠性。