基于MATLAB/Simulink的三相光伏逆变并网系统双闭环控制仿真研究

资 源 简 介

本项目利用Simulink搭建三相光伏逆变并网系统仿真模型，采用电压外环与电流内环双闭环控制策略，实现光伏直流电向三相交流电的高效转换及稳定并网控制。

详 情 说 明

三相光伏逆变并网系统Simulink仿真研究

项目介绍

本项目基于Simulink平台构建了一个三相光伏逆变并网系统的完整仿真模型。该模型实现了光伏直流电到三相交流电的高效转换与并网运行，核心控制策略采用电压外环和电流内环的双闭环控制结构。电压外环用于稳定逆变器直流侧输入电压，电流内环则负责精确控制并网电流，确保系统实现单位功率因数并网。仿真研究涵盖了从最大功率点跟踪、逆变调制到电网同步的全过程，并能够对电网故障等动态工况进行模拟与分析，旨在评估系统的电能质量、谐波特性和动态响应性能。

功能特性

• 双闭环控制：采用电压外环（稳定直流电压）和电流内环（控制并网电流）的PI控制策略，实现快速响应与稳定并网。
• 最大功率点跟踪：集成MPPT算法，使光伏阵列始终工作在最大功率输出状态。
• 高效逆变调制：应用空间矢量脉宽调制技术，提高直流电压利用率并降低开关损耗。
• 电网同步：通过锁相环技术实现逆变器输出与电网电压的精确同步，支持无功功率控制。
• 工况模拟：可设置多种测试场景，包括电网电压跌落、频率波动和负载突变，以验证系统鲁棒性。
• 综合分析：输出关键波形、谐波畸变率频谱、功率响应曲线等，用于评估电能质量与系统动态性能。

使用方法

1. 打开项目：在MATLAB中打开项目主文件夹，并确保其被设置为当前工作路径。
2. 配置参数：运行主脚本文件以初始化系统参数，包括光伏阵列特性、电网条件、控制器参数（如PI系数、滤波器参数）以及仿真工况设置。
3. 运行仿真：打开主Simulink模型文件，启动仿真。仿真过程中可实时观察关键信号的变化。
4. 分析结果：仿真结束后，主脚本将自动处理数据，生成并显示直流侧与交流侧的电压电流波形、谐波分析图、功率因数和功率响应曲线等结果。

系统要求

• 软件平台：需要安装MATLAB（建议R2018b或更高版本）及Simulink环境。
• 必要工具箱：为确保所有功能正常运行，需安装Simulink、Simscape Electrical (原名SimPowerSystems) 工具箱。

文件说明

主程序文件承担着整个仿真项目的核心管理功能。其主要作用包括：设置和初始化仿真模型所需的全局参数，如光伏电池参数、电网规格、控制器增益以及滤波器数值；执行并启动Simulink仿真模型；在仿真完成后，负责数据的后处理与分析工作，例如计算总谐波畸变率、提取稳态与暂态性能指标，并自动绘制各类结果图表，如电压电流波形、频谱分析和功率曲线，为用户提供直观的性能评估界面。