基于MATLAB/Simulink的四象限变流器蓄电池并网系统仿真模型

资 源 简 介

本项目通过搭建蓄电池、四象限PWM变流器和数字控制器模型，实现蓄电池与电网间双向能量流动。支持有功/无功功率调节，完成充放电控制与电网功率动态平衡，验证系统稳定性与响应性能。

详 情 说 明

基于四象限变流器的蓄电池并网系统仿真模型

项目介绍

本项目是一个利用MATLAB/Simulink搭建的蓄电池并网系统仿真模型。核心目标是模拟蓄电池通过四象限PWM变流器与三相电网之间实现可控的双向能量流动。模型集成了蓄电池等效电路、四象限变流器拓扑以及采用双闭环PI控制策略的数字控制器，可用于研究系统在充放电、电网功率支援、无功补偿等多种工况下的动态性能、控制效果及电能质量。

功能特性

• 双向能量流动：实现蓄电池的充电（从电网吸收功率）和放电（向电网输送功率）。
• 灵活功率控制：控制器可独立调节有功功率和无功功率指令，实现恒功率充放电及电网无功补偿。
• 先进控制策略：采用外环功率控制（直流电压/有功功率）和内环电流控制（d-q轴解耦PI控制）的双闭环结构，结合SPWM调制技术。
• 多场景仿真：支持恒功率模式、电网功率波动响应、功率因数调节等典型运行场景的仿真测试。
• 全面性能分析：模型输出包括功率波形、电气波形、电池状态以及谐波畸变率（THD）等关键指标，用于评估系统性能。

使用方法

1. 参数配置：在运行仿真前，根据实际需求设置模型参数，包括电网参数（电压、频率、阻抗）、蓄电池参数（容量、内阻、初始SOC）以及控制指令（有功/无功功率设定值）。
2. 模式选择：通过切换运行模式信号，选择恒功率控制或恒压控制等不同控制目标。
3. 运行仿真：启动仿真，模型将根据设定的参数和指令自动运行。
4. 结果分析：仿真结束后，查看生成的各类波形图和数据，分析系统的动态响应、功率跟踪精度、电流THD等性能。

系统要求

• 操作系统：Windows、macOS 或 Linux。
• 软件环境：需安装 MATLAB 及 Simulink 环境。推荐使用 R2016b 或更高版本。
• 必要工具箱：Simulink、Simscape Electrical (原名 SimPowerSystems) 工具箱。

文件说明

主程序文件作为整个仿真项目的入口与调度核心，负责完成关键功能的整合与执行。其主要能力包括：定义和配置电网、蓄电池、变流器及控制器等所有子模块的系统参数；集成并连接蓄电池模型、四象限变流器主电路以及双闭环控制器的完整仿真系统；实现仿真过程的启动与控制；对仿真结果数据进行采集、处理和可视化，生成功率、电压电流波形、电池SOC曲线及性能指标分析图。