基于锁相环的三相逆变器并网Simulink建模与仿真方案

资 源 简 介

本项目使用MATLAB/Simulink搭建三相锁相环逆变器并网系统模型，通过PLL实现电网电压同步跟踪和电流控制，可仿真电网电压波动下的相位同步性能及并网稳定性。

详 情 说 明

基于锁相环的三相逆变器并网系统建模与仿真

项目介绍

本项目采用MATLAB/Simulink搭建了一个完整的三相逆变器并网仿真系统。系统核心在于利用锁相环（PLL）技术实现与电网电压的精确同步，结合SPWM调制和电流闭环控制，实现了逆变器输出电流与电网电压的同频同相，保证了并网系统的稳定运行和功率可控。该模型可用于研究电网电压波动下锁相环的同步性能，验证控制策略的有效性，并为实际并网逆变器的设计提供仿真依据。

功能特性

• 电网同步跟踪：采用锁相环技术实时跟踪电网电压相位与频率，为并网控制提供准确的同步信号。
• 电流闭环控制：实现逆变器输出电流的精确控制，确保并网电流质量。
• SPWM调制：利用正弦脉宽调制技术生成驱动信号，控制功率开关器件。
• 电网扰动模拟：可设置电压暂降、频率波动等电网异常工况，测试系统抗干扰能力。
• 多维度性能分析：提供相位跟踪波形、电流THD分析、功率输出曲线等关键性能指标的可视化。

使用方法

1. 确保MATLAB（版本要求见下文）及Simulink环境已正确安装。
2. 打开项目主文件夹。
3. 运行主脚本文件以进行必要的参数初始化。此脚本会设置电网参数、逆变器电路参数、控制器增益等关键仿真参数。
4. 打开项目的顶层Simulink模型文件。
5. 检查模型中的各模块参数，可根据需要调整直流侧电压、负载功率或电网扰动设置。
6. 点击Simulink的“运行”按钮开始仿真。
7. 仿真结束后，查看Scope模块或通过运行相应的数据分析脚本来观察波形和性能结果。

系统要求

• 软件平台：MATLAB R2018b 或更高版本。
• 必要工具箱：Simulink、Simscape Electrical (原 SimPowerSystems)。
• 硬件建议：无特殊要求，但仿真复杂场景或长时间仿真需要较高配置的计算机以确保流畅运行。

文件说明

项目中的主脚本文件负责核心的仿真准备工作，其功能主要包括：定义并初始化系统仿真所需的全局参数，如电网的额定电压与频率、直流侧输入电压范围、滤波器参数；配置锁相环控制器与电流环控制器的比例积分（PI）调节器参数；同时，它也用于执行仿真后的数据处理与可视化任务，例如绘制并网点电压电流波形、计算电流谐波畸变率（THD）以及生成系统的有功和无功功率输出曲线。