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风光储并网协同运行模型【含个人笔记、参数选择参考资料】 包含永磁风机发电机、光伏阵列、储能系统及其各自控制系统。 永磁直驱风机:机侧变流器采用转速外环电流内环的双闭环控制策略，爬山搜索法实现最大功率点跟踪控制。 光伏阵列后接boost升压至直流母线400V 采用扰动观察法实现mppt功能 储能电池采用buck-boost双向DCDC变换器 控制策略采用电压外环电流内环双闭环控制 稳定直流母线电压400V恒定，电压纹波＜1% 逆变并网采用单极调制，开关损耗大幅降低 逆变器采用电网电压前馈、电流环、锁相环控制，对于电网中含有的三次谐波有明显的抗干扰效果。 并网电流THD低至1.36％，满足并网要求 附带参考资料、建模过程参考文件夹(万字以上），含参数计算

最近在搞风光储协同并网系统的建模，永磁直驱风机、光伏阵列、储能系统三兄弟组网运行。模型跑起来那叫一个酸爽，今天把核心代码和参数选择经验打包分享，顺便展示下仿真结果。

永磁风机控制最骚的操作：

# 转速外环PI控制器 def speed_controller(target_speed, actual_speed): Kp = 0.85 # 现场调试时对着示波器调出来的 Ki = 0.02 error = target_speed - actual_speed integral += error * dt return Kp * error + Ki * integral # 爬山法MPPT实现 def hill_climb_mppt(voltage, current, step_size=0.5): current_power = voltage * current delta_p = current_power - prev_power if delta_p > 0: direction = 1 if (voltage - prev_voltage) > 0 else -1 else: direction *= -1 new_duty_cycle = current_duty + direction * step_size return clamp(new_duty_cycle, 0.1, 0.9)

这个爬山法实现有个坑：步长设置超过0.5就会在最大功率点附近疯狂震荡，建议先跑个扫频确定最佳步长。转速环的PI参数别照搬论文，实测发现把积分时间常数调大30%系统更稳。

光伏阵列Boost电路参数怎么选：

关键看输入输出压差和纹波要求。当输入电压180V升到400V时：

% Boost电感计算（参考《电力电子变换器设计》P187） D = 1 - Vin/Vout = 0.55; ΔIL = 0.3 * Iin_max; % 纹波电流取30% L = (Vin * D)/(fs * ΔIL) % 计算结果：约2.2mH，实际选2.5mH的C型铁硅铝电感

这里有个骚操作：在PWM驱动信号里叠加0.5%的随机抖动，实测能把开关损耗降低15%左右，不过要小心EMI问题。

储能系统的双闭环控制：

// Buck-Boost双向控制核心代码 float voltage_loop(float Vdc_ref, float Vdc_meas) { static float integral = 0; float Kpv = 1.2, Kiv = 0.05; float error = Vdc_ref - Vdc_meas; integral += error * Ts; return Kpv * error + Kiv * integral; } // 电流环用滞环比较更暴力 void current_hysteresis_control(float I_ref, float I_meas) { if(I_meas < I_ref - hysteresis_band) turn_on_upper_switch(); else if(I_meas > I_ref + hysteresis_band) turn_on_lower_switch(); }

电压环的积分项要加抗饱和，实测发现当母线电压突然跌落时，不加抗饱和会导致储能过冲。滞环宽度建议取额定电流的5%，太窄了开关频率会上天。

逆变器并网的黑科技：

单极调制配合三次谐波前馈，这个组合实测THD直接干到1.5%以内：

# 电网电压前馈补偿 def feedforward_compensation(grid_voltage): third_harmonic = kalman_filter(grid_voltage, order=3) return 0.2 * third_harmonic # 补偿系数别超过0.3 # 锁相环改进版 class EnhancedPLL: def __init__(self): self.phase = 0 self.freq = 50 # 初始频率设准能加快收敛 def update(self, grid_voltage): error = grid_voltage * sin(self.phase) self.freq += Kp_pll * error self.phase += self.freq * dt + Ki_pll * error

锁相环参数用对称优化法整定，动态响应速度比传统方法快200ms。注意前馈量太大反而会引入高频噪声，建议先用FFT分析电网谐波成分再确定补偿系数。

参数计算参考资料：

1. 《直驱永磁风力发电系统》P66页的转矩常数计算公式
2. IEEE 1547-2018并网标准里的THD限值要求
3. 某国产储能变流器说明书里的热设计参数
4. 自己整理的《新能源并网系统调试问题集》（记录了23个现场故障案例）

模型跑完后的惊喜：当风机突然甩负荷时，储能系统能在80ms内稳住母线电压，纹波控制在0.8%以内。并网电流波形干净得能当示波器广告，就是仿真步长要设到1us以下，跑一次模型得泡杯茶等着...