文章标题:两级式单相光伏并网系统的仿真分析与实现(基于 Matlab 2021a)
一、引言
随着可再生能源的普及与发展,光伏发电作为一种重要的绿色能源,正日益受到关注。为了深入研究
光伏并网系统的工作原理与性能优化,本文将重点讨论两级式单相光伏并网系统的仿真设计与实现。
通过仿真分析,旨在为广大工程师和研究人员提供一种理解和优化此类系统的方法。
二、两级式单相光伏并网系统概述
两级式单相光伏并网系统主要包括前级的 DC-DC 变换电路和后级的桥式逆变电路。前级电路通过最大
功率点跟踪(MPPT)技术实现光伏电池的最大功率输出,而后级电路则负责将直流电转换为交流电并
接入电网。
三、前级 DC-DC 变换电路与 MPPT 控制
在前级 DC-DC 变换电路中,我们通过 MPPT 控制实现最大功率跟踪。MPPT 的核心算法采用扰动观察
法,通过实时调整光伏电池的工作点,寻找最大功率点,从而提高光伏电池的能量转换效率。在
Matlab 2021a 环境下,我们可以通过 Simulink 工具箱搭建 DC-DC 变换电路模型,并通过控制算
法生成 PWM 波,实现对 DC-DC 电路的控制。
四、后级桥式逆变与 SPWM 波调制
后级桥式逆变电路负责将直流电转换为交流电。在此阶段,我们采用 SPWM(正弦波脉宽调制)技术
生成调制波,以实现高效的电能转换和稳定的输出。在 Matlab 环境中,我们可以通过 Simulink
的 PWM 生成器模块实现 SPWM 波生成,并控制桥式逆变电路的输出。
五、双闭环控制策略
为了保证系统的稳定运行,我们采用双闭环控制策略。外环控制直流母线电压,内环控制电流,以实
现单位功率因数。通过调整双闭环的参数,我们可以实现对系统性能的精细调节。在 Matlab 环境中
,我们可以通过 Simulink 的控制系统设计工具进行双闭环控制器的设计与调试。
六、并网效果与仿真分析
通过以上的设计与控制策略,我们可以实现良好的并网效果。系统的总谐波失真(THD)满足并网要
求。在 Matlab 环境下,我们可以通过 Simulink 的示波器和数据分析工具进行仿真分析,获取系统
的性能参数和波形数据。通过对比分析,我们可以验证系统的性能并优化系统的设计。
七、仿真说明文件