MATLAB/Simulink单相并网光伏逆变系统仿真与MPPT控制研究

资 源 简 介

本项目基于MATLAB/Simulink构建单相并网光伏逆变系统仿真模型，实现光伏阵列的MPPT控制和逆变并网功能，模拟不同环境条件下的发电特性与DC-DC升压变换器动态响应。

详 情 说 明

单相并网光伏逆变系统仿真与最大功率点跟踪控制研究

项目介绍

本项目构建了一个完整的单相并网光伏逆变系统仿真模型。核心目标是模拟光伏阵列在不同环境条件下的发电特性，通过DC-DC升压变换器实现最大功率点跟踪（MPPT），并经由单相全桥逆变器将直流电转换为符合电网要求的交流电。仿真内容涵盖系统动态稳定性验证、并网电流质量评估以及MPPT算法有效性分析。

功能特性

• 光伏阵列建模与仿真：基于数学模型模拟光伏电池的I-V、P-V输出特性，支持不同光照强度与环境温度的动态输入。
• 最大功率点跟踪（MPPT）：采用扰动观察法（P&O）算法，实时追踪光伏阵列的最大功率点，确保能量捕获效率。
• 并网逆变控制：实现单相全桥逆变器的正弦脉宽调制（SPWM）控制，保证逆变输出与电网电压同步，并满足谐波失真（THD）标准。
• 动态性能分析：系统可测试在不同光照变化曲线下的动态响应，包括功率、电压、电流的跟踪过程及系统效率、功率因数等关键指标。

使用方法

1. 参数配置：在运行主仿真脚本前，根据实际需求设置光伏阵列参数、环境条件（光照、温度）、电网规格以及控制参数（如MPPT步长、PI控制器参数等）。
2. 运行仿真：执行主程序文件启动仿真。系统将自动完成光伏特性模拟、MPPT控制、逆变并网等全过程计算。
3. 结果分析：仿真结束后，程序将自动生成并显示I-V/P-V曲线、功率动态响应波形、并网电流电压波形、THD分析图、相位同步关系图以及系统效率曲线等一系列结果，用于性能评估。

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• 软件环境：MATLAB R2018a 或更高版本，需安装 Simulink 仿真环境
• 硬件配置：建议至少4GB内存，具备运行复杂数学运算与实时仿真的处理能力

文件说明

主程序文件整合了系统的核心仿真流程。其主要功能包括：初始化光伏阵列模型并计算其输出特性；执行扰动观察法算法以实现最大功率点的动态跟踪；控制DC-DC升压变换器进行电压调节；驱动单相全桥逆变器完成SPWM调制及并网同步；最后，对系统的动态响应、输出波形质量及关键性能指标进行综合计算与图形化展示。