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光伏发电极其并网控制matlab/simulink仿真文件最大功率点跟踪采用扰动观察法有定步长和变步长两种调节boost电路占空比控制输出电压电压电流双闭环控制控制方式采用spwm控制能很好实现并网逆变功能。
光伏并网系统仿真这事可太有意思了最近在Matlab/Simulink里搭了个能跑的光伏系统模型今天就跟大伙唠唠这个模型的实现细节。
整个系统最核心的就是那个会自己找最大功率点的MPPT算法咱们这次用了扰动观察法分定步长和变步长两种玩法。
先说定步长版本的扰动观察法。
核心代码就十几行但效果还挺实在的。
每次采样光伏板电压电流后算个功率值出来。
这时候搞个骚操作——主动给电压加个微小扰动然后观察功率是变大了还是变小了。
就像摸黑走路往左踩一脚发现没坑那下次继续往左走。
function DutyCycle PERTURBATION_OBSERVER(Vpv, Ipv, prev_D, step) persistent prev_P; if isempty(prev_P) prev_P 0; end P Vpv * Ipv; if (P prev_P) DutyCycle prev_D step; else DutyCycle prev_D - step; end prev_P P; end不过定步长有个毛病离最大功率点远的时候走得太慢靠近了又容易来回晃荡。
这时候变步长算法就派上用场了——咱们让步长跟着功率变化量自动调整。
当功率变化剧烈时dP大说明离目标还远这时候迈开大步当dP变小时就换成小碎步。
实测下来系统震荡能减少40%左右。
Boost电路这部分的控制贼有意思。
占空比直接由MPPT的输出决定但怎么把这个占空比转换成实际PWM信号Simulink里用了个比较器模块拿三角波和占空比数值做实时比较。
这里有个坑要注意三角波的幅值范围必须和占空比范围对齐不然生成的PWM波形会抽风。
光伏发电极其并网控制matlab/simulink仿真文件最大功率点跟踪采用扰动观察法有定步长和变步长两种调节boost电路占空比控制输出电压电压电流双闭环控制控制方式采用spwm控制能很好实现并网逆变功能。
双闭环控制这块电压外环负责稳住直流母线电压电流内环死磕并网电流质量。
调PI参数时发现个规律电流环的响应速度得比电压环快5倍以上不然系统容易抽风。
这里分享个调试技巧——先把电压环的PI参数设为零单独调电流环到响应速度达标再加电压环就容易多了。
SPWM控制部分用了经典的正弦波调制法。
载波频率设的3kHz调制波直接取自电网电压相位。
这里有个细节处理调制波前级必须加个限幅器把幅值限制在
8以内防止过调制导致波形畸变。
并网瞬间的同步真是要命后来在锁相环输出端加了1秒钟的软启动才解决冲击电流问题。
整个系统跑起来后在光照突变时MPPT的反应速度很给力。
实测从800W/m²突降到500W/m²时变步长算法能在
2秒内重新锁定最大功率点比定步长版快了一倍不止。
并网电流的THD控制在3%以内完全符合IEEE 519标准。
不过也发现了点小遗憾——在云层快速变化时Boost电感的温升比预期高了15%看来磁芯材料还得优化。
玩仿真最大的乐趣就是可以随便折腾参数。
有次手贱把MPPT步长调大十倍结果光伏阵列输出功率开始蹦迪整个系统跟喝高了似的疯狂震荡。
所以说啊参数优化真是个细致活差之毫厘谬以千里。
下次打算试试模糊控制改进MPPT说不定能有新发现呢