风光储并网直流微电网Simulink仿真模型探秘

OCKHrYfK

319人浏览 · 2026-03-20 09:15:00

OCKHrYfK · 2026-03-20 09:15:00 发布

风光储、风光储并网直流微电网simulink仿真模型。系统由光伏发电系统、风力发电系统、混合储能系统（可单独储能系统）、逆变器VSR+大电网构成。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；混合储能由蓄电池和超级电容构成，通过双向DCDC变换器并入母线，并采用低通滤波器实现功率分配，超级电容响应高频功率分量，蓄电池响应低频功率分量，有限抑制系统中功率波动，且符合储能的各自特性。并网逆变器VSR采用PQ控制实现功率入网以下是视频讲解文案：接下来我来介绍一下就是这个风光储直流微电网整个仿真系统的一些架构啊然后按照需求呢正常的讲一些多讲一些就是储能的这块的还有这个并网的三相两电瓶调的这个并网继变器的这个模块首先就是来介绍一下呃整个系统的一个架构你可以看到这个系统的架构分别有四大部分组成最左边的这块就是混合储能啊这边这个是蓄电池这个超级电容他们都是通过就是半桥嘛双向八个boss的然后进行一个能量的一个传输它的作用主要就是用来就是吸收和吸收和放逐整个系统中它呃缺少的能量和多出的一个能量啊这个是光伏模块里面可以看到就是一个光伏通过一个boss的电路它的控制方法就是一个扰灯观察法然后它在这里边承担的作用主要就是一个进行一个它是分布式电源嘛主要就是进行一个功率的输出嘛啊下面这个就是永永永磁同步电机啊 PMSG我们永磁同步电机它是外接这边是做了一个就是风机的一个水源模型然后通过给风速风机带动我们这个永磁同步电机的一个旋转然后通过这个逆变器啊说错了通过这个整流器啊整流器那这这这边是相应的一个整流器的一个控制算法然后将我们就是有自通过电机的交流电肿瘤成那个直流啊直流然后溃到我们的直流母舰中去啊它的作用和这个光伏都是都是同样的它的作用都是同样的也是分布式电源嘛然后把我把这功率配入到我们的微网中嘛那具体的话你可以就是参照就是像基于就是比如说像这个风机的一个控制嘛风机的控制那你可以参照这个山东大学的这篇论文这里面有讲他的一个就是风机的数学模型以及这边机测的一个PWM 机测的一个PWM的一个控制都在这块那具体可以看因为这边不是重点对象嘛所以说你就把它理解成一个公寓的售务员就可以好了啊接下来我们就是具体的来介绍一下就是就是混合储能这块这边我们看到就是蓄电池和超级电容他们都是通过这个双向八个boss的然后汇入到这个电网中下面呢就是就是相应的这个就是电池的一个控制这个是超级电容的一个控制我们整个系统整个系统整个系统呢它的一个整个的工作机制就是嗯光伏的一个网功率再加上这个风机的这个功率来减去我们并网的这个功率剩下的功率就是我们就是混合储能混合储能这部分的一个功率然后混合储能这部分的功率呢大家再通过一个低通滤波器然后提过低低通滤波器然后把高频高频就是给超级电容低频给蓄电池然后这样来进行一个控制接下来就是我们具体的来介绍一下是具体的来介绍一下就是他的一个控制的一个策略它们的一个功率分配嘛就是光伏的加风机的光伏的加风机的这个总的部分减去我们鬓网的这个功率然后剩下的混合储能混合储能的功率混合储能的功率呢我们通过这个一阶一通滤波器一阶一通滤波器它的一个转体函数表达式就是这样的一个表达式一加ts分之一啊这个t就是一个时间常数这个时间常数它影响呢就是也就相当于一个截止频率吧日频率它是影响就是功率分配的一个主要的一个参数之一那对它做一个把s范作g o Miga带入这个这个传递函数中我们可以看到它一个抚平特性抚平特性啊我们可以看到它基本上它的一个传函就是在波德图中在一个获得图中他就是基本上就是这样的一个就是这样的一个传递函数啊这边对应的就是一个欧米伽c 欧米伽c那这一部分一个比如说一个功率它就相当于一个滤波器一样比如说一个功率p过来之后我们通过这个波多图对他进行一个绿波然后呢在这个波多图的整个评断中呢在小宇这个小宇这个欧米亚c这一段这一段的功率因为你去观察地层滤波器它的特性来说呢这一段它的一个就是对我们的一个浮值的增益它是它是不受影响的不受影响的相当于我们这个p的功率经过小勇a GAC这个传递函数的话它输出来的它最后输出来的一个功率还是p 让在然后这个这部分功率在大于大于一加c就是从这边输出来的哦这边输出来的一个功率呢它就是要根据的实际的一个它的一个复制的特性 p就会它绳的一个值就会是很小很小的一个值有零点可能就是0.0001这样一个值这个具体可以划破的度去看很小的这样值这样呢只这样一来呢就是可以把我们的这个高频给滤掉了低通滤波器吧把高频给滤掉剩下的是我们的低低频这一所以呢这一部分的功率呢就是给我们的蓄电池蓄电池Pad 我们的蓄电池然后呢我们又有走步率嘛可以看到就是就是像最后就是得出来就是这样因为刚才我们所说的这个总功率然后经过这个低通滤波器让低频呢就是滤到剩下的就是我们给蓄电池的一个功率我们总功率再减掉蓄电池承担的这部分功率呢剩下的就是就是超级电容要承担的这部分功率了嘛所以说要得到这两个功率之后呢这样接下来就好办的多了有这样有它们的各自的功率之后我们分别用蓄电池它的参考功率来除以这个UBIT UBIT就是我们蓄电池的断电压然后这USC 就是我们超级电容的断电压然后除以这个之后就各自的得到了就是电流阀就是电流阀的它的一个参考电流值电流板他的他的一个参考参考电流值然后我们结合这个理论的部分我们去就是模型中去看一下我们可以看到这边就是相当于是我们的pH ESS pH ESS 然后我们把这本通过个低通滤波器然后这边是低通滤波器啊这边出来的是电池的电池的功率然后总功率减去电池的功率剩下的就是超超级电容的这个功率这个是呃蓄电池功率叫超级电容的功率那把这两者的可以看到PBAT就送到这边就是电池的控制这边是PSC 就是超级电容的工具我们送到这个控制然后我们接下来就是具体来看一下根据这个论文根据论这个论文我们可以看到看到它的具体的下一步操作然后我们点开这个bed的Ctrl 里面可以看到然后有这个电池的功率然后我们再除以这个u bed u bed就是蓄电池的断电压然后我们可以看到就是在这边他测的就是他的断电压然后我们可以看到这个SC测的也是他的断电压然后得到了这个i 就是我们的论文中的这是i bad r e f 有这个东西呢我们在和实际采样的这个电池的电流电电池的电流这个然后我们给大家做插经过PI控制 p i控制最后再经过一个就是PWM的一个生成模块嘛就是Generator嘛我们有这个调制信号跟这个呃相当于这个就是载播嘛 PWM的Generator 载播之后我们生成相应的一个信号生成的一个调制信号这个信号呢就是我们上管呃就是我们下管的一个信号这个是我们上管的信号我们相应的把这两个信号给到我们的驱动信号里面我们可以看到这个SB就是给这个下管这个就是给我们的给我们的这个上管然后这样就完成了完成了就是我们bet 就是电池正方面的一个控制然后接下来就是超级电容的一个控制超级电容这边可以看整体和蓄电池那边是一样的唯一多了唯一多的地方就是这一块可以看到这一款就是呃多了一个UDC和这个的控制这一部分你把它我们先把它去掉呀你可以看一下这部分是不是就是和前面刚才蓄电池一样的一个地方就是有了它的一个参考值我们除以这个USC之后得到的电流的一个参考值电流参考值然后呢经过一个p i控制生成这个调制信号给我们的载波载波去做比较生成的高低电瓶然后送给我们的一个下管和一个上管这样就形成了一个闭管的一个控制那接下来我们再来介绍介绍一下这个就是这个模块这个模块是干嘛的因为我们这边其实你看到论文中嘛它涉及到只涉及到一个公寓的分配但是在直但是在直流微网中呢我们的母线的稳定也是比较重要的所以说这一部分就是它这个700 就是我们想要把我们线电压控制到的这个值然后UDC呢就是我们实时电压采样的一个值你可以看到这是采样的电压的地址把这无线电压采到这边送到我们这里边然后利用这个我们想要控制的这个目标值UDC700减去这个实际采的值经过PI控制然后把这部分也也作为这个电流反馈的一部分电流反馈的一部分然后去做到这个呃超级电容超级电容这个这个回路里面去进行一个闭环的一个控制这样我们就可以实现了对母线电压的一个控制实现了对补电压的一个控制另外我们看这个哈工纳的这篇论文里面就就是比较比较清楚的可以看到在得到这个PBAD和PSC之后我们要做的做的这一些工作了我们按照这个控制方法来就可以了接下来呢我们就是运行一下我们看一下它的结果这些做的就是我们做混合储能功率分配的目标的意义就是因为我们蓄电池它是一个低能量密度高功率的一个器件然后超级电容是高能量密度和低功率器件的低功率的一个特性所以说呢我们就是希望在负荷就是就是风光伏分布式电源出力的情况下呢我们可以把就是就是就像刚才一样就是附带波动的这部分的功率的高频部分就是低通滤波器的高频经过低通滤波器的高频部分呢我们给超级电容响应然后低低频部分这样呢这样下来以后呢就可以就是在呃符合两个元器件特性的情况下把各自的功率送给两者去吸收这样可以使两者就是的他们的优势相互的互补然后更好的延长就是蓄电池的一个使用寿命和超低电容的一个使用寿命接下来我们看一下就是两者的一个功率分配啊我们剩下的就是经过分布式电源就是光伏和风机减去并网的功率后呢我们我们这边就是得到这功率经过低通滤波器进行再分配我们可以看到可以看到看到这个功率可以呃0到0.4秒这一段呢都是一个我们系统的一个自启的过程直到0.4秒这个时候呢这个时候应该是光伏的功率光伏的功率增大了可以看到这时的蓄电池它是在充电的在这0.4秒这一瞬间呢我们的蓄电池它的功率是缓慢的一个增大那我们的超级电容呢超级电容可以看到它的功率就是稳态的时候它的功率是零的但一旦有哦就是波动来了之后高频它被它迅速的响应并吸收掉吸收完之后呢它也恢复到0 就是它的功率就是0了这个时候呢就是呃我们的他恢复到0的时候我们的蓄电池呢也有慢慢的由原来的功率恢复到他新的一个本胎的一个功率这个时候蓄愿超级电容不再吸收功率然后我们的蓄电池吸收功率这也符合了就是他俩的各自的一个工作特性吧一个就是响应一个呃高功率高高功率高能量密度然后下面就是它响应的是高功率就是高功率高功率的一个蓄电池高功率的一个特性这其实这也可以通过低通滤波器来解释因为我们低通滤波器在就是因为呃系统中它的这个功率嘛在稳态的时候它没有高频的分量所以说它经过地通滤波器之后就相当于欧米伽c小于欧米基本上的功率都是小于欧米伽c 那个截止频率的一个分量所以说就是所有的功率都是给我们蓄电池来吸收然后呃就没有大于欧米伽c的功率所以说它蓄电它超级电容的功率就为0 然后蓄电池它的呃呃呃超级电容没有功率剩下的功率都给我们的蓄电池进行一个承担那同样呢我们在0.8秒的时候呃应该是我们风机的功率增大这个时候还是可以看到就是超级电容啊一瞬间之后它吸收的一个功率以及我们蓄电池慢慢的反增的一个功率这样就是对这样就是对超级电容的一个特性的利用也同时也好很好的保护了我们就是蓄电池它的一个就是一个充电的一个缓慢的一个过程不至于一瞬间它的电流变得很大对蓄电池造成一个损伤啊这边也是1.2秒和1.6秒分别系统做出了一个就是这个是光伏然后功率减小最后就是啊这个是风机功率减小最后就是光伏的功率进行了一个变化减小进行了一个变化可以看到他们就是做出相应的变化然后我们根据它这个功率我们分别来看一下它的对应的一个Soc的一个Soc的一个图啊这边没有这个图我加一个加一个SCARF 我们进行一个观测你们看一下嗯可以看到这边就是定义就是蓄电池可以如何定义蓄电池的它充放电呢就是对于我们蓄电池来说蓄电池的功率是为正的时候它是一个放电然后为负的时候是一个充电我们可以看到一开始我们这边就是前面就是一个初始的初始的一个状态负的就是一个充电重的是放电然后我们对应的前面可以看到他由一开始的放电然后慢慢的就是因为他的皮带的是负然后进行一个充电到0.4秒的时候然后明显的就是一个斜率的变化斜率的变化是由于我们的一个坟墓式电源又出力增大了然后到0.8秒的时候又进行一个一个斜率变化的一个充电直到1.2秒的时候这个时候开始进行一个放电我们Soc往下掉 1.6秒也是一样进行一个放电 Soc往下掉那么我们看一下超级电容的我们可以看到超级电容的这个曲线可以就是你打开超级电容这个Soc 跟这个对应来看的话我们小于0的时候是一个放是一个充电的状态我们可以看到一开始最最开始的这个他往下掉是因为他是由原来的放电变慢慢变成一个充电的状态我们根据这个曲线来看然后在0.4的时候 0.4的时候在这块可以看到它就是因为它的一个功率比较小嘛可以看到它的Soc Soc其实变化的不是很大但是它是很明显的进明显的变了就是这一点可以很明显的是变但是不是很大不是很明显然后0.8秒的时候它也是一个充电嘛那这个时候也相当于增往下降然后0.2秒是放电嘛它突然就是这边就是斜率变化的比较大的这一块那Soc就相当于类近似于直线的直接往下掉一样 1.6秒也是这样他也是有一个变化的一个点让Soc往下掉那整体来说整体来说这也是符合就是我们这个超级电容的一个充放电的一个特性充放电的一个特性让你可能有疑问有疑问就是为什么超级电容它的Soc一直是往下掉的其实你看一下它的一个纵轴啊首先它这个变化的是比较小的其次这还和超级电容它自身的一个特性是有关的超级电容就是在平时放电的情况下除了是对外界的一个负载进行一个供电的情况下它自身还有一个漏电流漏电流的一个特性效应啊所以说它正常的情况下它漏电流的一个特特性就会导致它自己就是Soc 在一个不同的在一直不同的在往下掉这个也是就是使用就是SIM link 它自带的这个超级电容它这个元器件它所带的一个特性就是这样的一个样子最后经过就是我们这部分功率呢就是系统内这本功率经过低通滤波器呢就是它就是超级电容和蓄电值得响应的特性功率曲线就像图中所展示的一样完美的就是符合了两者的一个优势的一个结合啊这个就是我们就是控制下的他母线就是他的波动也肯定就是比使用单一储能的这种母舰他的波动要小因为有他那个大功率被我们超级电容吸收了嘛所以说你也可以对比的来看一下这个接下来我们就是来讲一下就是并网这块我们这边使用的就是三相两地平桥的三相半桥的三相半桥的这一个开关管就在这里边可以看到它的整个的一个拓普就是这样一个样子我们这边左边就是相当于一个微网最后之后最后之后要通过这边逆变通过这边逆变给送到网上去因为这边我们采用直流母线电压是由刚才可以看到就是在由超级电容这一端来稳定啊所以说并网这一块呢就是对于我们逆变器的控制它主要就是通过一个PQ的控制把红功率的功率送到我们的大电网上去就可以了送到我们电网上去让我们可以看到首先先看它的一个主电路的一个结构直流测通过这个逆变器之后然后经过我们的LC滤波器进行一个滤波啊进行个滤波然后把电网送到送把逆滤滤后滤波之后然后呢电流是送到大电网上去啊就是这样下来我们对他让他控制进行进行一个简单的一个介绍先对他里面的东西进行一个介绍这个整个整个回路呢就是我们的一个先介绍下面这个整个回路的一个控制呢就是就相当于我们DQ轴的一个你可以在就是相当于在这边你可以在这个这是永磁直驱风力发电系统建模的这个控制里面可以看到这里面有详细的推导的一个数学建模的公式然后这边是具体的一个数学推导公式最后他的一个公式得到的一个得到的一个表达是就是在后面可以看到包在这边在这边在这边可以看到他的就剩一个电流单反的时候我们该我们该怎么控制点流单环的时候我们该怎么的进行一个进行一个进行一个控制啊这边我们这个式子就是对应对应它的上面这个表达式来进行的一个搭建进行了一个搭建进行一个搭建首先呢做这个控制之前首先我们需要把三相电就是三相这边就是把交流的交流的比如说我们要需要采他的一个三项的一个电压电压这里面采的是相电压就是电网的电压然后再采一个逆变测的逆变测的这个电流iabc 然后把这个三项逆变的一个电感电流和这个电网的一个电压我们踩到这个控制器中控制器中呢第一步我们需要做的就是需要做伤害变换把我们的交流量变成我们的流量然后把USBC变为VDVQ 然后电感电流我们变为ID IQ 同时呢因为我们逆变出来的交流电嘛交流电要和我们电网大电网它的一个角度要保持一致如果不保持一致的话就是会造成那两个电流那个向角不一样会造成很大的一个电流的冲击啊所以说我们这边还有一个锁向板所向蓝同样的就是将我们就是他做所向蓝的控制就是将呃首先是将我们电网电电网的一个UABC 然后通过一个坐标变换变到DQ 轴DQ轴下D q轴下面的一个三项ABC 变为DQ轴 DQ轴的一个e UD UQ的直流量然后我们再把UQ的它的直流量呢做一个PI的控制使我们q轴的量为0 这样的话是不是就是相当于把我们就是通常那个电网电压它是一个是合成的一个矢量嘛我们把电压电压的v 然后就是电网电压的微它既可以有三项的就是相当于UA UBUC三项三项矢量 this is jump 类似于这样通常我们不是为为a 为b 为c吗那么三个矢量可以合合成合成一个电网电压的这个矢量v 然后它同样的可以合成就是VD嘛它可以投影到DQ轴这是q轴这是d轴 d q轴嘛这样的话我们把它这个矢量使我们的这个q轴 q轴这个轴和这个电压的这个矢量的轴然后与他成合这样我们就是他不是可以这个比如说他这个电压这个整个电网电压的矢量他可以投影到分别投影到d轴和q轴上面去那这个时候我们只需要保持把这个q轴与这个电网DR保持重合了之后呢这样的话我们这个电网的所有的分量是不是就是投在我们d轴上面去了这样就可以保持就是我们那个他就是电网逆变出来的就是逆变器逆逆变出来的就是橡胶和我们电网电压的橡胶也保持一致让我们得到这个向角之后呢也有这个ID IQ和VD VQ 这些值的量呢我们再结合就是具体具体的一个控制表达式具体的控制表达式之后我们可以看到就是这边其实前面得到了这个这个是这个得到的这边的表达是得到了就是一个ID 然后这边ID就是减去实际就是这个通过坐标变换来的这个ID 然后我们给它做一个做一个减法经过PI控制经过PI控制经过PI控制又经过PI控制然后再加上我们的这个Omega 欧米伽其实就是电网的一个频率是一百帕 LG就是我们滤波电感的一个参数滤波电感的参数LG 它就是它的值就是它的值然后这边呢就是 IGQ IGQ就是q轴 q轴的一个电流的量可以看到这边就是q流的电流量它也是通过我们的逆变电流就是逆变电流通过32变换之后来到这个q流的一个电流最后再加上我们的这个ED ED就是我们的三相电压它通过三二阻标变换得到的这个值这个值然后加到上面去加到这个上面去得到了我们实际的一个调整信号UGG UGG 然后你可以看到其实看到其实下面这个就是他的应该是这个应该是减啊他这个搞错了这个应该是减这个是减下面是加下面这个表达式呢就是根据根据这个来的根据这个来根据这个量根据这个来然后对q轴做一个闭环的控制因为我们就是因为是并网嘛尽量做到单位公立公立因数并网的需求你可以具体的来看这篇文件就是所以说我们就是尽量的把呃q轴的量定义为0 剩下的就是是不是并网的功率中只含有就是我们的一个地轴的量地流就是有功功率嘛那就把它就是所以说就是把q轴的一个参考值就设置为0 这样的话就可以了然后按照这个公式然后我们也得到同样得到了这个UGD UGQ UGQ这个值 UGQ这个值然后最后得到了两个值之后呢我们发现他得到了最后的一个 UGD和UGQ UGD和UGQ 就我们看到它同样的还做了一个步操作是乘以2除以这个VDC 做这个变换的意义是什么呢它的作用其实就是因为正常来说可以看可以看就是观测一下它UGG和UGQ大概是什么样子哪里不对呀这看不到结刚才我们说的那个继续啊刚才不是看到这个现象其实这可能就是刚才一开始系统的超调比较大了太大了所以就导致刚才看起来比较小我们可以看到就是如果我们不呃不加这个不做后面这个处理这个乘外除以VDC的时候我们可以看到他输出的这个地轴的量基本为0嘛控制为0 然后呢 q流的量是300多是300多320330左右如果我们不对他进行一个控制的话他这样实际有嗯实际经过三二变换可以看到这样经过三岸变换他出来的值就不会像就不会是就不会是这个在正物一之间在正物一之间了我可以把它这个拖过去我可以具体来看一下可以看一下这个因为是刚开始的他们没调好这个调调太大了让可以看到这个值是多少是300多这样的话这样300多肯定出到我们实际的控制器中肯定是不行的因为什么呢我们正常的一个调制信号调制信号呢正常的是归1到就是零零到1之间的 0到1之间的所以说我们需要通过就是像刚才呢这样的预算剩下除以VDC之后把它归化到一个正1到负一之间正1到负一之间啊有这个正一和负一之间呢我们再和这个这个PWM的一个节能great 它就相当于是一个载波嘛它就是一个这个是调制信号这个是载波调制信号那比如说调制信号三三项那三项调制信号比如就拿一项然后跟我们的这个载波去比较就是这样那我们这个调整信号大于就比如大于他大于的话就会升到一个高电频小于他呢就是这边小于这边小于这边是大雨因为小雨我们就生成一个低电瓶然后到这的时候我们再生成一个高电瓶然后这样这边小这边大雨这边是大雨一直是大雨直到这边这边小雨我们再关这个是低电瓶然后这边是大雨我们在是这边然后最后就是经过这个比较就生成了一个比如说生成了这样一个实际的一个开关脉冲的一个信号这个脉冲的信号呢最后我们就就送给送给外面的一个实际的一个通过这个PWM 就送给这个实际的一个开关管啊进行进而完成的一个逆变器的一个逆变器的一个控制臂法这个东西具体的控制原理你可以参参考这篇这篇文献里面讲的其实都比较清楚的它整个的一个整个的一个就是控制的一个逻辑逻辑就是这样那具体的公式推到这边你还可以在就搜其实网上就是很多啊就是这如何就是我拿到就是刚才所说的一个病网逆变器嘛这边UDC UDC加这个一个逆变器的桥经过LC再经过一个大电网然后由这个公式由上面的一个三个公式最后推到经过就是经过阿尔法贝塔和DQ坐标的变换具体的一个推导公式这也有你可以在这里面最后得到它的一个实际的一个我们能得到就是你看最后UDUQ的它的一个实域的一个表达函数然后进行拉普拉斯变换之后呢我们就分别得到UDUQ 它具体的一个数学模型这个数学模型呢就等效为这边一边其他一个本体的一个数学模型我们可以看到如果我想要对他的UD和UQ的控制的对UD的控制比如说我想单独的控制ID来对UD 我们可以看到这里边有和了一个IQ 然后对UQ的控制我想控制IQ也是不太行这边偶合一个ID 所以说在这个呃偶合了他们分别控制的时候就分别偶合了对方的一个电流组的一个控制由这个逆变器的一个本体的一个模型呢我们对它进行一个结偶我们可以看到这边是加一个IQ 我们在这个就是轴上面我们再做减一个IQ 这边是减了一个RD 我们这边就加了一个RD 同样这边就是还有就是我们做了就是他后面加了一个ED EQ嘛我们还需要对他进行一个解偶这边加一个ED 这边减个EQ 同时的就是同时呢就是对原来的一个逆变器的本体模型把这个ED EQ和这边我和的IDR EQ都给他给我和掉这样一串撸下来之后呢我们就是相当于是一个直轴了我们有这个RDREQ剪剪过之后经过这PI控制最后再乘以这个就是1/2加LX 然后得到这个得到这个实际的实际的这个ID ID的反馈回去形成了一个闭环的一个控制就是像刚才我们所说的那样子 q轴也是一样的我们最后的一个表达是就是就是就是就是这个样子你还可以看到就是在这里边看它这边这边的一个UDUQ表达是前面是没有符号的下面是有有符号的还有它的前面的这个就是就是 q轴和d轴的加点符号也是不一样这是因为什么呢这这是因为因为什么呢其实它两者控制的原理都是一样的只是呢它两者就是定义的一个电流的方向是不一样的如果说比如说对于这样的一个逆变器的一个数学模型来说呢我们定义的就是由直流侧向电网侧就是进行一个定义它的电流方向为正方向下面就是得到了最后推出来d q轴的一个表达式就是就是这样的一个表达式就是就是这样的一个表达式如果我们通常就是比如说你像刚才论文里面这个文章里面它定义的定义的是呃电流的方向是由我们的电网流向流向我们的直流侧为正这样的话它就有推导的出来的公式就是这样的一个表达式就是这样的一个表达式这样的一个表达式不过它们的控制都是就是控制的原理都是一样的区别就是我们在写这个写这个控制表达式的时候比如说这一块这块的时候你要根据你定义的定义的一个方向来定义的一个方向来来写你这个具体的一个表达式这个别搞错了具体的就是整个的系统大概就是这个样如果还有就是有问题的话就是可以直接就是在微信上问或者有什么的我会具体的回答你其实有很多一些细节的地方比如说参数怎么算啊就是为什么要经过这个DQ判断啊 DQ变化以及就是这公式怎么推导的就是就是怎么推导呢你可以就是参照我给你介绍的这些东西然后看一些论文做进一步的深入的一些理解要比说KPKI怎么算等等等等就是这些参数是如何算的你就是其实都是可以参考这些论文的论文里面其实只是你像这个哈工大的里面讲的其实都比较细细致他就是为什么这么算他就像刚才一样他得到一个本体函数之后经过结偶的一个运算之后他就变成了一个他剩下来刚才那个法就变成了一个这样的一个控制法然后我们再根据控制里面的就是这样的一个法然后在实际的一个控制控制法间里面呢就是除了上面这个法之后呢我们还有就是一个就是采样采样要加的这个小岩石和一个就是发布就是由我们相当在实际的控制中我们把就是驱动信号调制信号给到我们DSP 它发出这个脉冲信号从它输出到实际的开关管驱动之后呢这也有一部分延时也考虑到在里面最终的一个就是电流环的控制光就是这样一个样子只有我们在就是使用就比如说控制里面的它的一阶传体函数我们对它进行一个就是就是把它开完函数求出来然后根据那个等效相消的模型然后就是你可以看就是细致的可以看一下大概是什么样子最后就可以来求出我们这个k PK i是是多少最后就是人家同样也可以看到我们求助我们电压版的PI参数是怎么算的都是可以在这里面看的具体的可以细致的了解一下这其实这东西其实挺多的你要把它搞清楚还是比较比较需要花时间比较复杂的好大概就这么多

最近在研究风光储并网直流微电网相关内容，今天就来和大家唠唠这个有趣又实用的Simulink仿真模型。

系统架构总览

这个风光储直流微电网系统主要由四大部分构成，就像一个分工明确的小团队。

混合储能系统：左边的混合储能由蓄电池和超级电容组成，它们通过半桥双向八个boost电路来传输能量，就像两个勤劳的“小管家”，负责吸收和释放系统中多余或缺少的能量。
光伏发电系统：光伏模块采用扰动观察法实现最大功率点跟踪（MPPT）控制，通过boost电路并入母线，作为分布式电源，努力为系统输出功率。
风力发电系统：风机利用最佳叶尖速比实现MPPT控制，永磁同步电机（PMSG）采用零d轴控制实现功率输出，再通过三相电压型PWM变换器整流并入母线，和光伏一样，也是功率输出的“主力军”。
逆变器VSR与大电网：并网逆变器VSR采用PQ控制，将功率送入大电网。

各部分详细剖析

光伏系统

光伏系统实现MPPT控制的扰动观察法代码（假设在Matlab/Simulink中自定义函数实现）：

function [duty_cycle] = pso_mppt(voltage, current)
    % 初始化一些参数
    num_particles = 50;
    max_iter = 100;
    w = 0.7;
    c1 = 1.5;
    c2 = 1.5;
    % 粒子位置初始化，这里假设duty_cycle范围是0到1
    positions = rand(num_particles, 1); 
    velocities = zeros(num_particles, 1);
    pbest_positions = positions;
    pbest_fitness = zeros(num_particles, 1);
    gbest_position = zeros(1, 1);
    gbest_fitness = -inf;

    for iter = 1:max_iter
        for i = 1:num_particles
            duty_cycle = positions(i);
            % 这里假设通过一些函数计算出功率
            power = calculate_power(voltage, current, duty_cycle); 
            if power > pbest_fitness(i)
                pbest_fitness(i) = power;
                pbest_positions(i) = duty_cycle;
            end
            if power > gbest_fitness
                gbest_fitness = power;
                gbest_position = duty_cycle;
            end
        end
        % 更新速度和位置
        for i = 1:num_particles
            r1 = rand();
            r2 = rand();
            velocities(i) = w * velocities(i) + c1 * r1 * (pbest_positions(i) - positions(i)) + c2 * r2 * (gbest_position - positions(i));
            positions(i) = positions(i) + velocities(i);
            % 边界限制
            if positions(i) < 0
                positions(i) = 0;
            elseif positions(i) > 1
                positions(i) = 1;
            end
        end
    end
    duty_cycle = gbest_position;
end

这里简单分析下，这段代码用粒子群算法（PSO）实现了MPPT控制，通过不断迭代寻找最优的占空比（duty_cycle）来让光伏系统输出最大功率。代码首先初始化粒子的位置、速度等参数，然后在每次迭代中计算每个粒子对应的功率，更新个体最优和全局最优位置，最后返回全局最优的占空比。

风力发电系统

风机通过最佳叶尖速比实现MPPT控制，涉及到一些复杂的风力发电原理和控制算法。对于PMSG的零d轴控制，简单理解就是通过控制策略让d轴电流为零，从而实现功率的有效输出。

混合储能系统

混合储能系统的功率分配是个关键。它采用低通滤波器实现功率分配，超级电容响应高频功率分量，蓄电池响应低频功率分量。

低通滤波器传递函数为：$H(s)=\frac{1}{1 + Ts}$ ，这里的 $T$ 是时间常数，它像一个“调节器”，影响着功率分配。当把 $s = j\omega$ 带入传递函数，就能分析其频率特性。在波德图中，当 $\omega < \omegac$（截止频率，与时间常数 $T$ 相关）时，功率基本不受影响地通过，这部分低频功率就给了蓄电池；当 $\omega > \omegac$ 时，功率幅值会变得很小，高频功率就由超级电容响应。

来看一段简单模拟低通滤波器功率分配的代码：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 定义时间常数T和截止频率
T = 0.1
omega_c = 1 / T

# 频率范围
omega = np.logspace(-1, 3, 1000)

# 低通滤波器传递函数
H = 1 / (1 + 1j * omega * T)

# 绘制波德图
plt.figure(figsize=(10, 6))
plt.subplot(2, 1, 1)
plt.semilogx(omega, 20 * np.log10(np.abs(H)))
plt.title('Magnitude Response')
plt.xlabel('Frequency (rad/s)')
plt.ylabel('Magnitude (dB)')
plt.grid(True)

plt.subplot(2, 1, 2)
plt.semilogx(omega, np.angle(H, deg=True))
plt.title('Phase Response')
plt.xlabel('Frequency (rad/s)')
plt.ylabel('Phase (degrees)')
plt.grid(True)

plt.tight_layout()
plt.show()

这段Python代码用 numpy 和 matplotlib 库绘制了低通滤波器的波德图，能直观看到其频率响应特性，帮助我们理解功率是如何按照频率分配给蓄电池和超级电容的。

并网逆变器VSR

并网逆变器VSR采用PQ控制实现功率入网。它的主电路结构是直流侧通过逆变器，再经过LC滤波器滤波后将电流送入大电网。

在控制过程中，首先要采集三相交流电压（电网电压）和逆变侧电感电流，然后进行坐标变换，将交流量变为直流量。这里面有个关键的锁相环（PLL），它确保逆变器输出交流电与大电网的角度一致，不然就会产生大电流冲击。之后结合具体控制表达式，经过一系列运算得到调整信号，再将其归化到0 - 1之间，与载波比较生成开关脉冲信号，从而控制逆变器。