风光储并网协同运行simulink仿真模型实现
风光储并网协同运行模型
一、模型总体原理
核心目标：实现风电、光伏、储能的协同运行，稳定直流母线电压（400V±1%），并将清洁能源高效并入电网。
工作流程：
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风电与光伏通过MPPT（最大功率点跟踪）技术最大化发电效率；
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储能系统通过双向DC/DC变换器调节直流母线电压，吸收/释放功率以平衡波动；
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并网逆变器将直流电转换为高质量交流电，采用抗谐波控制策略确保并网稳定性。
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二、各模块详解
1. 永磁直驱风机系统
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发电机：永磁同步电机（PMSG），无齿轮箱，低损耗高可靠性。
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机侧变流器控制：
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外环：转速控制 → 调节风机转速跟踪最佳叶尖速比；
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内环：dq轴电流解耦控制 → 快速响应转矩变化。
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双闭环策略：
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MPPT算法：爬山搜索法，通过小幅扰动风机转速寻找最大功率点（适应风速变化）。
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输出：经AC/DC整流后接入直流母线。
2. 光伏阵列系统
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拓扑结构：光伏组串 → Boost升压电路 → 直流母线（400V）。
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MPPT算法：扰动观察法（P&O），周期性调整光伏端电压并比较功率变化方向。
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关键参数：
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升压后直流电压：400V（兼顾效率与器件耐压）；
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电压纹波：<1%（需LC滤波与控制器优化）。
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3. 储能系统（电池+双向DC/DC）
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拓扑：锂电池组 + Buck-Boost双向变换器（充放电一体）。
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控制策略：
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电压外环：维持直流母线电压恒定（400V）；
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电流内环：快速调节充放电电流，抑制功率突变。
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功能：
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风光发电过剩时 → Buck模式充电；
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风光不足时 → Boost模式放电，支撑母线电压。
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4. 并网逆变器系统
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调制方式：单极调制（半桥高频开关+半桥工频开关），降低开关损耗70%以上。
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控制策略：
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电网电压前馈：抵消电网扰动对电流环的影响；
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电流内环：dq轴解耦控制（实现单位功率因数）；
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锁相环（PLL）：精准跟踪电网相位；
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谐波抑制：针对3次谐波设计滤波器或控制算法（如重复控制）。
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输出特性：THD<5%，满足IEEE 1547并网标准。
三、关键参数选择参考
| 模块 | 参数 | 设计依据 |
|---|---|---|
| 直流母线 | 电压400V, 纹波<1% | 电力电子器件耐压等级 |
| 风机MPPT | 爬山法步长0.5-1%Pn | 兼顾响应速度与功率振荡抑制 |
| 光伏Boost | 开关频率20kHz | 电感和电容体积优化 |
| 储能电池 | SOC运行区间20%-90% | 延长锂电池寿命 |
| 并网逆变器 | LCL滤波器（3mH+10μF） | 抑制开关频率谐波，谐振频率>1kHz |
四、协同运行优势
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动态平衡：储能实时补偿风光波动，维持直流母线稳定；
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高效并网：逆变器抗谐波策略提升电能质量；
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经济性：单极调制降低损耗，Boost/Buck-Boost拓扑成本优化。
运行结果：
程序模型详情见原文链接：
https://mp.weixin.qq.com/s/eDmhPCUMf3viwxOTwpdKIg