光储并网VSG系统Matlab/simulink仿真模型探索

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269人浏览 · 2026-03-20 18:00:00

vQFQJbUiJ · 2026-03-20 18:00:00 发布

光储并网VSG系统Matlab/simulink仿真模型，附参考文献。系统前级直流部分包括光伏阵列、变换器、储能系统和双向dcdc变换器，后级交流子系统包括逆变器LC滤波器，交流负载。光储并网VSG系统在稳态时可以保持系统的频率维持在50Hz，当负荷突增导致频率突然下降时，在VSG控制下经过短暂的动态过程，系统频率恢复至额定值，系统稳定运行，VSGPref为20kW，Qref为0。附参考文献

在当今能源转型的大背景下，光储并网系统因其能够有效整合太阳能与储能资源，成为了研究热点。其中，基于虚拟同步发电机（VSG）控制的光储并网系统更是凭借其出色的稳定性与适应性，备受关注。今天咱就唠唠这光储并网VSG系统Matlab/simulink仿真模型。

系统架构剖析

整个系统分为前后两级。前级直流部分那可是“藏龙卧虎”，包含了光伏阵列、变换器、储能系统以及双向DC - DC变换器。光伏阵列作为光能收集器，将太阳能转化为直流电，就像勤劳的小蜜蜂采蜜一样，源源不断地提供能源。变换器呢，负责对光伏阵列输出的电能进行处理，让它变得更“规矩”，符合后续系统的要求。储能系统就像是一个“能量储蓄罐”，在电能富裕时存储起来，电能不足时释放出来，起到稳定系统能量的作用。双向DC - DC变换器则像是一个智能的“搬运工”，灵活地在储能系统和其他部分之间搬运电能。

而后级交流子系统也不简单，由逆变器、LC滤波器和交流负载组成。逆变器的作用至关重要，它把前级处理好的直流电逆变成交流电，就像是一个神奇的“魔法盒子”，完成了从直流到交流的神奇转变。LC滤波器则像一个精细的“筛子”，将逆变器输出的交流电中的杂波过滤掉，让输出的电能更加纯净，适合交流负载使用。

稳态与动态特性表现

在稳态运行的时候，这光储并网VSG系统就像一个训练有素的士兵，稳稳地把系统频率维持在50Hz。可一旦遇到负荷突增这种“突发状况”，频率就会像坐过山车一样突然下降。不过别担心，在VSG控制这个“智慧大脑”的指挥下，经过一段短暂的动态过程，系统频率又能“顽强”地恢复至额定值，继续稳定运行。这里设定的VSGPref为20kW，Qref为0，这就像是给系统设定了一个“工作指标”，让它按照这个标准去运行。

Matlab/simulink仿真模型搭建思路（代码示意）

咱在Matlab/simulink里搭建这个模型的时候，那可是步步精心。比如说光伏阵列部分，我们可以利用Simulink里的相关模块来模拟它的输出特性。假设用一个简单的光伏电池模型代码示例（这里只是示意简化代码，非完整真实代码）：

% 定义光伏电池参数
V_oc = 30; % 开路电压
I_sc = 5; % 短路电流
n_s = 1; % 串联电池片数
n_p = 1; % 并联电池串数
% 计算光伏电池输出电流
function I = pv_current(V)
    I = I_sc * n_p * (1 - 0.005 * (V / n_s / V_oc))
end

这里通过定义一些基本参数，然后编写函数来模拟光伏电池在不同电压下的输出电流。在实际Simulink模型搭建中，会用到对应的光伏阵列模块，并将这些参数合理设置进去。

再说说逆变器部分，它的控制代码也是关键。比如采用简单的SPWM调制方式（同样为示意代码）：

% 定义载波频率和调制波频率
f_c = 10000; % 载波频率
f_m = 50; % 调制波频率
t = 0:0.00001:0.02; % 时间向量
m = 0.8; % 调制比
% 生成载波和调制波
carrier = sin(2 * pi * f_c * t);
modulating_wave = m * sin(2 * pi * f_m * t);
% 比较生成SPWM波
spwm = (modulating_wave > carrier);

这段代码通过设定载波频率、调制波频率等参数，生成了SPWM波，用于控制逆变器的开关动作，实现直流电到交流电的转换。