【MATLAB源码-第207期】基于matlab的单相光伏并网系统仿真,并网策略采用基于扰动观测法的MPPT模型和使用电压电流双闭环SPWM控制。

操作环境:

MATLAB 2022a

1 、算法描述

本文将重点分析光伏发电最大功率点跟踪(MPPT)技术和逆变器的并网控制技术,并在Simulink环境下建立模拟系统,以体现这些技术的应用与效果。文章结构如下:首先简介光伏发电系统的基本组成和工作原理;接着深入探讨MPPT技术,特别是扰动观测法的原理与应用;然后分析逆变器的并网控制技术,特别是电压电流双闭环SPWM控制策略;最后在Simulink中搭建整个单相光伏发电并网系统模型,并对系统性能进行评估和优化。

光伏发电系统概述

光伏发电系统主要由光伏阵列、控制器、逆变器和并网系统组成。光伏阵列将太阳能转换为直流电,逆变器则将直流电转换为交流电,并通过控制器管理电力的分配和使用,确保电力系统的稳定运行。

光伏电池工作原理

光伏电池的工作原理基于光生伏打效应,即半导体材料在光照下产生电流。当光子撞击半导体材料,激发出自由电子和空穴,形成电流。为了提高效率,通常需要通过设计来优化光伏电池的材料和结构。

最大功率点跟踪(MPPT)技术

MPPT技术的核心在于实时调整光伏阵列的工作点,使之始终在最大功率点运行。在多变的环境条件下(如光照强度、温度变化等),MPPT能够有效提高光伏系统的能量转换效率。

扰动观测法(P&O)

扰动观测法是一种常用的MPPT技术,通过对光伏阵列输出功率的连续监控,逐步逼近最大功率点。系统会周期性地对工作点进行小幅度扰动,并观察功率变化趋势,根据功率的增减调整工作点。这种方法简单且易于实现,但在快速变化的环境下可能会导致功率点振荡。

逆变器并网控制技术

逆变器是光伏发电系统的核心部分,负责将直流电转换为满足电网要求的交流电。并网控制技术确保逆变器输出的电能稳定、高效地输送至电网。

电压电流双闭环SPWM控制

SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation)控制策略通过调整脉冲宽度来控制逆变器输出的电压和电流的波形,从而达到高质量的交流电输出。电压电流双闭环控制系统通过反馈调节,优化输出电压和电流的精确度和稳定性,提高系统的响应速度和抗干扰能力。

Simulink模拟

在Simulink中搭建模型包括以下几个步骤:

  1. 光伏电池模型:模拟光伏电池的电气特性和响应。
  2. MPPT控制器模型:实现扰动观测法,动态调整光伏阵列的工作点。
  3. 逆变器模型:包括SPWM控制逻辑,确保逆变器输出满足电网标准。
  4. 系统整合与测试:将上述模块集成,进行系统级的性能测试和优化。

通过在Simulink中进行模拟,可以详细观察光伏并网系统在各种工况下的表现,验证控制策略的有效性,并对系统进行进一步的优化。

2 、仿真结果演示

3 、关键代码展示

4 、MATLAB 源码获取

V

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