
两级式单相光伏并网仿真:前级DC-DC变换与MPPT控制,后级桥式逆变及双闭环控制
具体参数详解
光伏系统里头的两级式结构就像打游戏闯关,前级负责抢资源,后级负责稳定输出。今天咱们用Mat
lab/Simulink撸一个带MPPT和双闭环的并网系统,手把手看看电力电子怎么玩出花活。
前级Boost电路就是个能量捕手,核心是那个会变形的PWM波。这里搞了个扰动观察法的MPPT,代码
写得特直男:
```matlab
function duty = PERTURB_OBSERVE(Vpv,Ipv,old_duty)
step = 0.005;
Pnew = Vpv*Ipv;
delta = (Pnew > Pold) ? step : -step;
duty = old_duty + delta;
Pold = Pnew; % 需要持久化变量
end
```
别看就这几行,里面的门道在于步长选择。仿真时我把光伏阵列参数设成Voc=40V, Isc=10A,步长
太大容易在最大功率点附近蹦迪,太小了跟踪速度又跟不上。实际调试发现0.5%的占空比步长最稳当。
后级逆变器用了双闭环当保镖——外环电压保安盯着600V直流母线,内环电流保镖管着并网电流相
位。SPWM生成部分有个骚操作:
```matlab
carrier = sawtooth(2*pi*10e3*t); % 10kHz载波
modWave = 0.8*sin(2*pi*50*t + gridPhase); % 调制度0.8
pwm = (modWave > carrier) - (modWave < -carrier); % 双极性调制
```
这个代码块里藏着三个重点:载波比取200倍频防止谐波搞事情,调制度别超1(不然过调制就翻车)
,相位同步用了软件锁相环。仿真时看到并网电流THD不到3%,功率因数稳稳贴在0.99以上。
硬件设计有个坑得提醒:Boost电感要用铁硅铝磁环,计算公式L=(Vin_max*D)/(ΔI*f_sw)。假设输
入电压30V,纹波电流20%,算出来约300μH。MOSFET驱动得加个图腾柱,不然PWM上升沿拖尾会导致管子发热
。
仿真跑起来后,在光照突变时光伏端电压像坐过山车:1000W/m时Vpv=32V,突然降到500W/m时电
压先跌到28V又快速爬升到35V,这就是扰动观察法在找新工作点。直流母线电压全程稳在600V±2%,并网电
流完美跟随电网电压,活像专业舞者的同步动作。