风光储并网直流微电网Simulink仿真模型探索-育师

储能控制器，风光储、风光储并网直流微电网simulink仿真模型。系统有光伏发电系统、风力发电系统、储能系统、负载、逆变器?lcl?大电网构成。附参考文献。同时可附逆变器控制参数，lcl参数计算m文件（另议）。光伏系统采用扰动观察法实现mppt控制，经过boost电路并入母线；风机采用最佳叶尖速比实现mppt控制，风力发电系统中pmsg采用零d轴控制实现功率输出，通过三相电压型pwm变换器整流并入母线；储能系统由蓄电池构成，通过双向DCDC变换器并入母线。并网逆变器VSR采用基于电网电压定向矢量控制?双闭环，经过lcl滤波器并入大电网。负载单元为直流负载附参考文献。

在当今能源转型的大背景下，风光储并网直流微电网系统因其高效、灵活等特性备受关注。而储能控制器在整个系统中起着关键的调控作用。今天就和大家详细聊聊这个风光储并网直流微电网的Simulink仿真模型。

系统构成

这个系统主要由光伏发电系统、风力发电系统、储能系统、负载、逆变器（含LCL滤波器）以及大电网构成。

光伏发电系统

光伏系统采用扰动观察法实现最大功率点跟踪（MPPT）控制。这种方法的核心思路就是不断地扰动光伏阵列的工作点，观察功率的变化，从而朝着功率增大的方向调整工作点。以下是简单的扰动观察法代码示例（Matlab风格伪代码）：

% 初始化参数 deltaP = 0; deltaV = 0.01; % 电压扰动步长 Vpv = 0; % 初始光伏电压 Ppv = 0; % 初始光伏功率 while true Vpv_new = Vpv + deltaV; Ppv_new = calculate_Ppv(Vpv_new); % 假设这个函数能计算对应电压下的功率 deltaP = Ppv_new - Ppv; if deltaP > 0 Vpv = Vpv_new; Ppv = Ppv_new; else deltaV = -deltaV; % 改变扰动方向 end end

通过上述代码，不断调整光伏电压，使得光伏阵列尽可能工作在最大功率点处。之后，光伏电能经过Boost电路并入母线。Boost电路能将光伏电池输出的较低电压提升到合适的母线电压水平。

风力发电系统

风机采用最佳叶尖速比实现MPPT控制。要实现最佳叶尖速比，需实时调整风机的转速。在风力发电系统中，永磁同步发电机（PMSG）采用零d轴控制实现功率输出。其基本原理是将d轴电流控制为零，这样电磁转矩仅与q轴电流有关，便于控制功率输出。以下是一个简单的PMSG零d轴控制的Simulink模块搭建思路：

首先获取PMSG的转速和位置信号，通过坐标变换模块将三相电流转换到dq坐标系下。
使用PI控制器将d轴电流控制为零，同时根据功率需求控制q轴电流。
最后再经过逆坐标变换将dq轴电流转换回三相电流，用于控制PWM变换器。

风力发电系统通过三相电压型PWM变换器整流并入母线，实现将交流电转换为直流电并接入母线。

储能系统

储能系统由蓄电池构成，通过双向DCDC变换器并入母线。双向DCDC变换器的优势在于可以根据系统需求，灵活地实现蓄电池的充电和放电。例如，当光伏发电和风力发电功率过剩时，蓄电池充电存储能量；当发电功率不足时，蓄电池放电为负载供电。其控制逻辑相对复杂，需要考虑电池的SOC（荷电状态）等因素。简单的代码思路如下：

if SOC > 0.9 % 假设SOC大于0.9为高电量状态 % 控制双向DCDC变换器为放电模式 control_mode = 'discharge'; elseif SOC < 0.2 % 假设SOC小于0.2为低电量状态 % 控制双向DCDC变换器为充电模式 control_mode = 'charge'; else % 根据系统功率平衡调整充放电 control_mode = 'balance'; end

并网逆变器与负载

并网逆变器VSR采用基于电网电压定向矢量控制的双闭环控制策略。这种控制策略能有效提高逆变器的并网性能，实现功率的精确控制和电能质量的改善。双闭环控制包括电流内环和电压外环，电流内环快速跟踪电流指令，电压外环维持直流母线电压稳定。经过LCL滤波器并入大电网，LCL滤波器能有效抑制逆变器输出电流中的高频谐波。

负载单元为直流负载，直接从直流母线获取电能。