MATLAB/Simulink实现基于滑差频率偏移法（SMS）的电力系统孤岛检测仿真系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB/Simulink平台搭建三相并网逆变器孤岛检测模型，采用主动式滑差频率偏移法（SMS），能够模拟电网正常运行及孤岛状态，验证检测算法的性能。

详 情 说 明

基于滑差频率偏移法（SMS）的电力系统孤岛检测仿真系统设计与分析

项目介绍

本项目基于Matlab/Simulink平台构建了一套三相并网逆变器的孤岛检测仿真系统，核心采用滑差频率偏移法（Slip-Mode Frequency Shift, SMS）这一主动式孤岛检测技术。系统能够精确模拟电网正常运行与孤岛运行两种状态，通过SMS算法引入的频率正反馈机制，在电网失压时快速、可靠地触发保护，实现对孤岛效应的检测与动作。模型完整集成了PWM控制、锁相环同步、频率检测及保护逻辑等关键功能模块。

功能特性

• 精准建模：采用Simulink电力系统模块库，搭建高保真度的三相并网逆变器及电网环境模型。
• SMS核心算法：实施滑差频率偏移法，通过频率正反馈控制，有效缩小非检测区域（NDZ），提高检测灵敏度。
• 多状态仿真：支持电网正常并网与孤岛运行工况的动态切换与模拟。
• 全面监测与分析：实时输出关键电气波形与检测指标，支持检测性能的定量评估，包括检测时间与非检测区域边界分析。
• 参数灵活可调：电网参数、负载条件、逆变器规格以及SMS控制参数均可灵活配置，便于研究不同工况下的检测效果。

使用方法

1. 打开项目：在Matlab中打开项目主文件夹，确保路径包含所有必要文件。
2. 配置参数：根据仿真需求，在相应的参数脚本或Simulink模型数据字典中设置电网、负载、逆变器及SMS控制参数。
3. 运行仿真：打开主仿真模型文件，启动仿真。仿真将执行预设的并网与孤岛场景。
4. 观察结果：仿真过程中及结束后，通过Scope模块、Display模块或数据后处理脚本观察实时波形、频率曲线、滑差率及孤岛检测信号。
5. 分析性能：利用输出的数据计算孤岛检测时间，并分析系统在不同负载条件下的非检测区域特性。

系统要求

• 操作系统：Windows 10 / 11 或主流Linux发行版 / macOS。
• 软件环境：MATLAB R2021a 或更高版本，Simulink，并确保安装以下工具箱：

- Simscape Electrical (原名 SimPowerSystems) - Simulink Control Design (用于部分分析功能)

• 硬件建议：至少4GB内存（推荐8GB或以上），足够的磁盘空间用于存储仿真数据。

文件说明

项目中的主入口文件主要负责仿真的初始化配置与自动化执行流程。其核心功能包括：定义和设置电网、负载、逆变器及SMS控制器的关键运行参数；初始化仿真环境并启动Simulink模型进行动态仿真计算；在仿真结束后，自动采集并处理关键的输出数据，如电压电流波形、系统频率轨迹以及孤岛检测状态信号，并执行基本的性能分析，例如计算检测动作时间。该文件是实现仿真流程自动化与结果分析一体化的关键脚本。