news 2026/2/22 6:03:10

光伏三相并网仿真 模型内容: 1.光伏+MPPT控制+两级式并网逆变器(boost+三相桥式逆...

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张小明

前端开发工程师

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光伏三相并网仿真 模型内容: 1.光伏+MPPT控制+两级式并网逆变器(boost+三相桥式逆...

光伏三相并网仿真 模型内容: 1.光伏+MPPT控制+两级式并网逆变器(boost+三相桥式逆变) 2.坐标变换+锁相环+dq功率控制+解耦控制+电流内环电压外环控制+spwm调制 3.LCL滤波 仿真结果: 1.逆变输出与三项380V电网同频同相 2.直流母线电压600V稳定 3.d轴电压稳定311V;q轴电压稳定为0V,有功功率高效输出

光伏三相并网系统就像光伏发电的"翻译官",把直流电转化成能和电网无缝对接的三相交流电。今天咱们用MATLAB/Simulink带大家拆解这个"翻译"过程,重点聊聊怎么让光伏逆变器乖乖听话地和380V电网同步跳舞。

先看整体架构(随手在草稿本画出结构框图):光伏阵列输出经过Boost升压到600V直流母线,后接三相桥式逆变器。这里藏着两个彩蛋——LCL滤波器滤除高频噪声,还有那个让工程师又爱又恨的dq解耦控制。

控制部分才是重头戏。核心代码如下(在Simulink里搭的控制模块浓缩版):

% 锁相环PLL核心计算 function [theta] = PLL(v_grid) alpha = 0.707; % 阻尼比 wn = 100*2*pi; % 带宽 Kp = 2*alpha*wn; Ki = wn^2; % 这里省略park变换细节... % 通过PI调节器跟踪相位 persistent integrator; if isempty(integrator) integrator = 0; end error = vq_ref - vq_actual; % q轴电压误差 integrator = integrator + Ki*error*Ts; theta = integrator + Kp*error; end

这个PLL就像电网的"听诊器",实时捕捉电网相位。特别要注意的是Kp/Ki参数整定,太猛会震荡,太怂则响应慢——调参时没少摔键盘吧?

电流内环电压外环结构是经典中的战斗机,来看这段解耦控制实现:

% dq轴电流解耦计算 function [Vd,Vq] = CurrentControl(Id_ref, Iq_ref, Id_meas, Iq_meas) Kp = 0.5; Ki = 200; % 交叉解耦项 omega = 2*pi*50; % 电网角频率 L = 2e-3; % 滤波电感 Vd_comp = -omega*L*Iq_meas; // 重点看这个! Vq_comp = omega*L*Id_meas; % PI控制器输出 Vd_pi = Kp*(Id_ref - Id_meas) + Ki*int_error_d; Vq_pi = Kp*(Iq_ref - Iq_meas) + Ki*int_error_q; Vd = Vd_pi + Vd_comp; // 解耦魔法在这里 Vq = Vq_pi + Vq_comp; end

注意第7行的交叉补偿项,这就是解耦控制的精髓。当我们在调试时发现d轴和q轴电流互相干扰,加上这几个补偿项瞬间清爽——就像解开纠缠的耳机线一样痛快!

仿真结果验证时,有三个爽点必须达标:

  1. 并网电流与电网电压完美同频同相(示波器截图显示相位差<1°)
  2. 直流母线电压稳稳锁定600V(波动<0.5%)
  3. d轴电压311V/q轴接近0V(功率因数≈1)

最后吐槽下LCL滤波参数设计,这个三阶系统稍不注意就震荡。记得某次仿真时滤波电容多加了1μF,波形立马跳起街舞...所以参数计算器还是得老老实实用:

% LCL滤波器简易设计 grid_freq = 50; f_sw = 10e3; % 开关频率 L1 = 3e-3; % 逆变侧电感 C = 15e-6; % 滤波电容 L2 = 1.5e-3; % 网侧电感 % 谐振频率要避开关键频段! res_freq = 1/(2*pi)*sqrt((L1+L2)/(L1*L2*C)) assert(res_freq > 6*f_sw && res_freq < 0.5*f_sw), '谐振点危险!'

玩转光伏并网就像做菜,火候(控制参数)、食材(拓扑选择)、调味(滤波设计)缺一不可。调通的那一刻,看着完美并网的波形,比吃火锅还带劲!

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