基于MATLAB/Simulink的LCL滤波器并网逆变器控制系统设计与仿真

资 源 简 介

本项目利用MATLAB/Simulink平台，设计并仿真三相LCL滤波器并网逆变器系统。通过PWM调制与先进控制策略，实现直流-交流转换及谐波抑制，确保电能高质量并入电网。适用于电力电子与可再生能源并网研究。

详 情 说 明

基于LCL滤波器的并网逆变器控制系统设计与仿真

项目介绍

本项目设计并仿真了一个采用LCL滤波器的三相并网逆变器系统。系统核心目标是通过先进的PWM调制技术将直流电源转换为符合电网质量要求的交流电，并利用LCL滤波器有效抑制高频谐波，实现电能的高质量并网。项目涵盖了从逆变器控制策略设计、滤波器参数优化、电网同步检测到系统稳定性分析的完整闭环，通过MATLAB/Simulink平台搭建了高保真的系统仿真模型，为相关领域的研究与工程应用提供参考。

功能特性

• 高性能逆变控制：采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术，实现直流到交流的高效、平滑转换。
• LCL滤波器优化设计：精心计算与优化滤波器参数，确保在有效滤除开关谐波的同时，维持系统的稳定性。
• 精准电网同步：集成锁相环(PLL)技术，实时跟踪电网电压相位与频率，实现无缝并网。
• 灵活功率控制：支持有功与无功功率的独立或联合控制，满足不同负载与电网调度需求。
• 全面仿真分析：提供系统启动、负载突变等多种动态工况的仿真，并输出谐波失真率(THD)、功率因数、稳定性分析（伯德图等）关键性能指标。

使用方法

1. 环境准备：确保安装所需版本的MATLAB及Simulink。
2. 参数配置：根据实际应用场景，在相应的参数脚本或Simulink模型掩码中，设置直流侧电压、电网参数、控制器参数（如PI参数）、功率设定值等。
3. 运行仿真：执行主运行脚本或直接运行Simulink模型，启动系统仿真。
4. 结果分析：仿真结束后，查看自动生成的波形图（如电流电压）、THD分析报告、功率输出曲线及稳定性分析图表，评估系统性能。

系统要求

• 操作系统：Windows 10/11, Linux, 或 macOS。
• 软件平台：MATLAB R2021a 或更高版本，Simulink 必需。
• 推荐配置：为保障流畅仿真，建议计算机配备多核CPU及8GB以上内存。

文件说明

主程序脚本承担了项目仿真的核心调度功能。它首先完成系统关键运行参数与控制器参数的初始化定义，随后调用并执行已构建的Simulink仿真模型。在仿真计算结束后，该脚本负责进行数据的后处理与分析工作，包括生成并绘制逆变器输出波形、电网电流频谱、动态响应曲线以及系统稳定性分析图（如伯德图），从而实现对控制系统性能的全面评估与验证。