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三相光伏并网仿真模型 Boost＋三相逆变器 PLL锁相环 MPPT最大功率点跟踪控制(扰动观察法) dq解耦控制 电流内环电压外环的并网控制策略

先来看Boost电路这哥们。光伏板的输出电压经常不够高，得靠它来抬电压。核心逻辑就是调节占空比让输出电压稳定在设定值。在Simulink里搭这个模型的时候，关键是处理好电感电流的连续模式：

% Boost电路参数设置 L = 2e-3; % 电感2mH Cout = 470e-6; % 输出电容470μF Rload = 50; % 假负载50Ω Vpv = 100; % 光伏输入100V Duty = 0.35; % 初始占空比

这里电感值选小了会导致电流纹波过大，电容选大了动态响应变慢。实际调试时建议先用这个参数跑起来，后面再慢慢调。

到了逆变器环节，重点在SPWM生成。三相桥臂的驱动信号得严格同步，用这个函数生成相位差120度的调制波：

function [mod_a, mod_b, mod_c] = generate_SPWM(theta) mod_a = sin(theta); mod_b = sin(theta - 2*pi/3); mod_c = sin(theta + 2*pi/3); end

注意这里的theta是锁相环输出的实时相位，直接关系到并网同步质量。最近帮学弟调仿真时发现，如果这里相位没对准，逆变器输出会有明显畸变。

说到锁相环，这个SRF-PLL的实现特别有意思。核心是用park变换把三相电压转到dq坐标系：

function [theta, freq] = SRF_PLL(v_abc, Ts) persistent prev_vd prev_vq integral; % park变换 vd = (2/3)*(v_abc(1)*cos(theta_prev) + v_abc(2)*cos(theta_prev-2*pi/3) + v_abc(3)*cos(theta_prev+2*pi/3)); vq = (2/3)*(v_abc(1)*sin(theta_prev) + v_abc(2)*sin(theta_prev-2*pi/3) + v_abc(3)*sin(theta_prev+2*pi/3)); % PI调节 freq = Kp*vq + Ki*integral; theta = theta_prev + 2*pi*freq*Ts; % 抗饱和处理 if theta > 2*pi theta = theta - 2*pi; end end

重点在PI参数设置，Kp取0.8、Ki取30时动态响应比较稳。之前有个项目因为Ki设太大导致锁相环震荡，调了三天才发现是这个问题。

MPPT模块用扰动观察法其实特简单，但实际容易翻车。核心逻辑就四步：扰动、观测、比较、决策。代码实现要注意电压采样的抗干扰：

function Duty = P_O_Mppt(Vpv, Ipv, prev_Duty) persistent prev_P; delta_D = 0.01; % 扰动步长 P_now = Vpv * Ipv; if isempty(prev_P) Duty = prev_Duty + delta_D; else if P_now > prev_P Duty = prev_Duty + delta_D; else Duty = prev_Duty - delta_D; end end prev_P = P_now; end

注意这里扰动步长别设太大，否则会在最大功率点附近来回震荡。有个骚操作是加入变步长策略，功率变化大时用大步长，接近极值点时切小步长。

dq解耦控制这块，很多人被理论公式吓到，其实代码实现很直观。先把三相电流转到旋转坐标系，然后分别控制d轴和q轴分量：

function [Vd_ref, Vq_ref] = dq_controller(Id, Iq, Id_ref, Iq_ref) Kp = 0.5; Ki = 10; % d轴PI static err_d_sum; err_d = Id_ref - Id; Vd_ref = Kp*err_d + Ki*err_d_sum; % q轴PI static err_q_sum; err_q = Iq_ref - Iq; Vq_ref = Kp*err_q + Ki*err_q_sum; % 积分抗饱和 if Vd_ref > 300 Vd_ref = 300; end end

重点注意两个轴的解耦补偿项，仿真时忘记加的话会出现控制耦合，表现为调节d轴会影响q轴输出。

最后说并网控制策略，电流内环要快于电压外环。外环生成电流参考值，内环快速跟踪。调试时先调内环再调外环：

function [Id_ref, Iq_ref] = voltage_controller(Vdc, Vdc_ref) Kp_v = 0.02; Ki_v = 0.5; persistent err_v_sum; err_v = Vdc_ref - Vdc; Id_ref = Kp_v*err_v + Ki_v*err_v_sum; Iq_ref = 0; % 单位功率因数控制 end

这里有个坑点是直流母线电压的滤波处理，采样噪声太大会导致外环震荡。建议加个一阶低通滤波，截止频率设10Hz左右。

整套系统调通后，记得做低电压穿越测试。突然把电网电压拉低到0.2pu，看系统能不能保持并网不脱网。上次测试时发现电流环响应不够快，后来把PWM载波频率从5kHz提到10kHz才搞定。