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公司微信小程序开发,关键词优化难度分析,o2o平台网站开发,wordpress 手机应用双馈风力发电机-900V直流混合储能并网系统MATLAB/simulink“双馈风力发电机#xff08;DFIG#xff09; 900V 直流母线 混合储能#xff08;锂电池 超级电容#xff09; 并网系统” 的 MATLAB/Simulink 仿真模型及配套代码。 这是一个典型的 可再生能源-储能协同并网系…双馈风力发电机-900V直流混合储能并网系统MATLAB/simulink“双馈风力发电机DFIG 900V 直流母线 混合储能锂电池 超级电容 并网系统” 的 MATLAB/Simulink 仿真模型及配套代码。这是一个典型的 可再生能源-储能协同并网系统广泛用于平抑风电功率波动、提升电能质量、参与电网调频。由于完整 Simulink 模型.slx✅ 提供 完整的系统架构说明✅ 给出 各子模块的 MATLAB 函数代码 / Simulink 实现逻辑✅ 提供 关键参数设置脚本.m 文件✅ 说明 控制策略MPPT、储能功率分配、并网逆变器控制✅ 一、系统整体结构[风力机] → [DFIG 转子侧/网侧变流器] → [AC/DC 整流] → [900V DC Bus]↗[混合储能锂电池 超级电容]↘[DC/AC 三相并网逆变器] → [电网] DFIG 通过背靠背变流器接入电网 风电多余能量 → 充电储能风电不足 → 储能放电 直流母线电压稳定在 900V ±5% 混合储能采用 低通滤波功率分配策略✅ 二、关键模块与 MATLAB/Simulink 代码 1. 风力机与 DFIG 模型使用 Simscape Electrical推荐使用 MATLAB 官方示例matlab% 在命令行运行power_wind_dfig该模型包含风速模型阶跃/随机风力机机械模型Cp-λ 曲线DFIG 电机 背靠背 PWM 变流器转子侧控制MPPT、网侧控制单位功率因数若需自定义可用 Asynchronous Machine SI Units 模块搭建 DFIG。 2. AC/DC 整流器将 DFIG 网侧输出整流至 900V DC方案 A使用二极管不控整流简单但不可控三相桥式整流 → LC 滤波 → 900V 母线方案 B使用 PWM 整流器推荐可稳压matlab% pwm_rectifier_control.m - 电压外环 电流内环function [d_q_ref, Vdc_error] fcn(Vdc_ref, Vdc, Iq, Ts)persistent int_vif isempty(int_v), int_v 0; endKp_v 0.5; Ki_v 20;err Vdc_ref - Vdc;int_v int_v err Ts;Id_ref Kp_v err Ki_v int_v; % d轴电流指令有功Iq_ref 0; % q轴0单位功率因数d_q_ref [Id_ref; Iq_ref];end使用 Park 变换 SVPWM 生成 PWM 信号。 3. 混合储能系统锂电池 超级电容 功率分配策略低通滤波法高频功率波动 → 超级电容SC承担低频/平均功率 → 锂电池Battery承担matlab% energy_management.mfunction [P_batt, P_sc] fcn(P_net, fc, Ts)% P_net: 净功率风电 - 负荷正值充电% fc: 截止频率如 0.1 Hzpersistent P_lowif isempty(P_low), P_low 0; end% 一阶低通滤波器alpha Ts / (Ts 1/(2pifc));P_low alpha P_low (1 - alpha) P_net;P_batt P_low; % 电池承担低频P_sc P_net - P_low; % 超级电容承担高频end 电池模型Thevenin 等效matlab% battery_model.mfunction V_batt fcn(SOC, I_batt)R0 0.01; R1 0.02; C1 1000;OCV 3.6 0.4 SOC; % 简化 OCV-SOC 曲线V_batt OCV - I_batt R0;end⚡ 超级电容模型matlab% sc_model.mfunction V_sc fcn(Q, C_sc)V_sc Q / C_sc; % Q ∫I dtend在 Simulink 中用 Controlled Current Source Integrator 实现充放电。 4. DC/AC 并网逆变器900V → 电网控制目标直流母线稳压900V并网电流正弦、单位功率因数支持 PQ 或 VF 控制此处用 PQmatlab% grid_inverter_control.mfunction [Vd_ref, Vq_ref] fcn(Vdc_ref, Vdc, Iabc, Theta_pll, Ts)% PLL 获取电网角度 Theta_pll[Id, Iq] abc_to_dq(Iabc, Theta_pll);% 电压外环稳压persistent int_vif isempty(int_v), int_v 0; endKp_v 0.6; Ki_v 30;err Vdc_ref - Vdc;int_v int_v err Ts;Id_ref Kp_v err Ki_v int_v;Iq_ref 0; % 单位功率因数% 电流内环PIKp_i 10; Ki_i 500;Vd_ref Kp_i(Id_ref - Id) Ki_iint_id;Vq_ref Kp_i(Iq_ref - Iq) Ki_iint_iq;end使用 SVPWM 模块 生成三相 PWM 信号。 5. 主控制逻辑协调风电、储能、并网matlab% main_energy_flow.mfunction [P_batt_ref, P_sc_ref, P_grid_ref] fcn(P_wind, P_load, Vdc, Vdc_ref)P_net P_wind - P_load; % 净功率if Vdc Vdc_ref 10% 母线过压 → 储能充电 or 限功率P_charge min(P_net, 100e3); % 最大充 100kWP_batt_ref 0.7 P_charge;P_sc_ref 0.3 P_charge;P_grid_ref P_wind - P_batt_ref - P_sc_ref;elseif Vdc Vdc_ref - 10% 母线欠压 → 储能放电P_discharge min(100e3, P_load - P_wind);P_batt_ref -0.7 P_discharge;P_sc_ref -0.3 P_discharge;P_grid_ref P_wind - P_batt_ref - P_sc_ref;else% 正常运行[P_batt_ref, P_sc_ref] energy_management(P_net, 0.1, 1e-4);P_grid_ref P_wind - P_batt_ref - P_sc_ref;endend✅ 三、系统参数设置脚本dfig_hess_params.mmatlab%% dfig_hess_params.m - 系统参数初始化clear; clc;% 风电部分V_wind_rated 690; % DFIG 额定电压 (V)P_wind_rated 1.5e6; % 1.5 MWf 50; % Hz% 直流母线Vdc_ref 900; % 直流母线参考电压 (V)C_dc 0.01; % 母线电容 (F)% 混合储能P_batt_max 500e3; % 电池最大功率 (W)P_sc_max 200e3; % 超级电容最大功率 (W)C_sc 100; % 超级电容 (F)SOC_min 0.2; SOC_max 0.9;% 并网逆变器V_grid 400; % 电网线电压 (V)f_grid 50;% 控制器参数Ts 1e-4; % 采样时间 (10 kHz)% 保存到工作区assignin(‘base’, ‘Vdc_ref’, Vdc_ref);assignin(‘base’, ‘Ts’, Ts);assignin(‘base’, ‘C_dc’, C_dc);% … 其他参数同理✅ 四、Simulink 搭建建议DFIG 部分使用 power_wind_dfig 示例修改。整流器用 Three-Phase PWM RectifierSimscape Electrical。直流母线用 DC Voltage Source Capacitor。混合储能电池Battery (Table-Based) 模块超级电容Series RLC BranchL≈0, R小, C大并网逆变器Three-Phase Inverter PLL Current Control控制器全部用 MATLAB Function 模块实现。✅ 五、仿真验证要点指标 目标直流母线电压 稳定在 900V ±5%并网电流 THD 5%储能 SOC 保持在 20%~90%风电利用率 95%无弃风上图初始有较大振荡随后快速衰减至零 → 可能是 系统状态变量如电流、电压或 误差信号下图初始剧烈震荡幅度更大也趋于稳定 → 可能是 控制输入 或 PWM 占空比变化✅ 一、波形分析与可能来源图像 推测信号 含义上图 Vdc_error Vdc_ref - Vdc 直流母线电压误差期望趋近于0下图 P_batt_ref 或 P_sc_ref 储能功率指令反映能量管理策略这种“先振荡后稳定”的行为常见于系统启动阶段控制器参数未整定好存在积分饱和或延迟✅ 二、MATLAB 代码模拟该波形matlab%% Simulate Voltage Error and Power Reference Responseclear; clc;t 0:0.001:2; % 时间轴0~2sTs 0.001; % 采样时间% 参数设置Kp_v 0.5; Ki_v 20; % 电压环 PI 参数Kp_i 10; Ki_i 500; % 电流环 PI 参数% 初始条件Vdc_ref 900; % 直流母线参考电压Vdc 850; % 初始电压Id_ref 0; % 电流指令Id 0;% 仿真过程Vdc_error zeros(size(t));P_batt_ref zeros(size(t));for i 1:length(t)if i 1continue;end% 电压外环PI 控制err_v Vdc_ref - Vdc;int_v int_v err_v Ts;Id_ref Kp_v err_v Ki_v int_v;% 电流内环简化模型err_i Id_ref - Id;int_i int_i err_i Ts;P_batt_ref(i) Kp_i err_i Ki_i int_i;% 模拟系统动态简化dVdc_dt (P_batt_ref(i) - 50e3) / (C_dc); % C_dc10mFVdc Vdc dVdc_dt * Ts;% 记录误差Vdc_error(i) err_v;end% 绘图figure;subplot(2,1,1);plot(t, Vdc_error);title(‘DC Bus Voltage Error’);ylabel(‘Vdc_error (V)’);grid on;subplot(2,1,2);plot(t, P_batt_ref);title(‘Battery Power Reference’);ylabel(‘P_batt_ref (W)’);xlabel(‘Time (s)’);grid on;✅ 三、关键参数说明参数 作用 建议值Kp_v, Ki_v 电压环增益 0.5, 20Kp_i, Ki_i 电流环增益 10, 500C_dc 母线电容 10 mFTs 采样时间 1 ms若出现振荡过强可尝试减小 Ki_v加入低通滤波使用带限幅的积分项