光伏并网发电系统MATLAB/Simulink仿真设计。 该仿真包括电池，BOOST升压电路，单相全桥逆变电路，电压电流双闭环控制部分；应用MPPT技术，提高光伏发电的利用效率。 采用PI调节方式进行闭环控制，采用定步长扰动观测法，对最大功率点进行跟踪，可以很好的提高发电效率和实现并网要求。
在当今对清洁能源需求日益增长的大背景下，光伏并网发电系统无疑是备受瞩目的焦点。今天咱们就来唠唠基于MATLAB/Simulink的光伏并网发电系统仿真设计，带你揭开它神秘的面纱。
系统构成剖析
这个仿真系统主要由电池、BOOST升压电路、单相全桥逆变电路以及电压电流双闭环控制部分组成。
电池部分
电池在光伏系统中就像个“能量仓库”，储存光伏发电产生的电能，以备不时之需。虽然在代码层面可能不会对电池的物理特性进行特别复杂的模拟，但在整体系统搭建中，它是不可或缺的一环。
BOOST升压电路
BOOST升压电路可是相当关键，它能把光伏电池输出的相对较低电压提升到合适的水平，为后续逆变做准备。在Simulink里搭建BOOST电路模型，核心在于设置好电感、电容参数以及开关管的控制信号。
比如下面这段简单的控制代码（伪代码示意）：
% 设置开关频率 fs = 100e3; Ts = 1/fs; % 初始化占空比 duty = 0.3; t = 0:Ts:1; for i = 1:length(t) if mod(t(i), Ts) < duty*Ts % 开关导通 S(i) = 1; else % 开关关断 S(i) = 0; end end这里通过设定开关频率fs以及初始占空比duty，来控制开关管的导通和关断。占空比的调整会直接影响到升压的倍数，在实际应用中需要根据光伏电池输出电压和后续逆变电路的需求来精细调节。
单相全桥逆变电路
单相全桥逆变电路的任务是把直流电逆变成交流电，以便并入电网。在Simulink里，我们可以利用电力系统模块库中的相关元件搭建。以经典的IGBT模块构成的全桥逆变电路为例，其控制信号通常是由PWM调制产生。
光伏并网发电系统MATLAB/Simulink仿真设计。 该仿真包括电池，BOOST升压电路，单相全桥逆变电路，电压电流双闭环控制部分；应用MPPT技术，提高光伏发电的利用效率。 采用PI调节方式进行闭环控制，采用定步长扰动观测法，对最大功率点进行跟踪，可以很好的提高发电效率和实现并网要求。
下面是一段简单的PWM调制代码（同样是伪代码）：
% 载波频率 fc = 10e3; % 调制波频率（市电频率，假设50Hz） fm = 50; Am = 1; % 调制波幅值 Ac = 1; % 载波幅值 t = 0:1/fc:1; % 生成调制波 m = Am*sin(2*pi*fm*t); % 生成载波 c = Ac*sawtooth(2*pi*fc*t, 0.5); pwm_signal = zeros(size(t)); for i = 1:length(t) if m(i) > c(i) pwm_signal(i) = 1; else pwm_signal(i) = 0; end end这里通过设置载波频率fc和调制波频率fm，以及幅值Am和Ac，生成PWM信号pwm_signal，以此来控制全桥逆变电路中IGBT的导通与关断，实现直流到交流的转换。
电压电流双闭环控制部分
这部分是保障系统稳定运行和精确并网的关键。采用PI调节方式进行闭环控制，能够根据系统实时的电压和电流反馈，调整控制信号，使系统输出满足并网要求。
% PI控制器参数 kp_v = 0.5; ki_v = 10; kp_i = 0.1; ki_i = 5; % 初始化误差和积分项 error_v = 0; error_i = 0; integral_v = 0; integral_i = 0; for k = 1:length(time) % 获取当前时刻的电压和电流反馈值 v_fb = get_voltage_feedback(k); i_fb = get_current_feedback(k); % 计算电压误差 error_v = v_ref - v_fb; integral_v = integral_v + error_v*Ts; % 计算电流误差 error_i = i_ref - i_fb; integral_i = integral_i + error_i*Ts; % 计算PI控制器输出 control_signal_v = kp_v*error_v + ki_v*integral_v; control_signal_i = kp_i*error_i + ki_i*integral_i; % 根据PI输出进一步调整系统参数（这里省略具体调整代码） end这里定义了电压和电流PI控制器的参数kpv、kiv、kpi、kii，通过不断计算误差和积分项，得到PI控制器的输出controlsignalv和controlsignali，进而调整系统运行状态。
MPPT技术应用
MPPT（最大功率点跟踪）技术就像是给光伏系统装上了一个“智能大脑”，它能让光伏电池始终在最大功率点附近工作，大大提高光伏发电的利用效率。这里采用定步长扰动观测法来实现MPPT。
% 初始占空比 duty = 0.5; % 扰动步长 step = 0.01; % 最大功率点标志 P_max = 0; duty_max = duty; for k = 1:length(time) % 获取当前功率 P = get_power(k); if P > P_max P_max = P; duty_max = duty; % 增加占空比扰动 duty = duty + step; else % 减小占空比扰动 duty = duty - step; end % 设置新的占空比控制BOOST电路 set_duty(duty); end这段代码通过不断扰动占空比（以固定步长step），比较每次扰动后的功率P，如果功率增大，就继续朝该方向扰动占空比；若功率减小，则朝相反方向扰动，从而使系统不断逼近最大功率点，实现更高的发电效率。
通过以上各个部分的精心设计与协同工作，我们利用MATLAB/Simulink成功搭建起光伏并网发电系统的仿真模型，不仅能深入理解光伏并网的原理，还为实际工程应用提供了有力的前期验证手段。希望这篇文章能给对光伏并网感兴趣的小伙伴们一些启发！
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