基于虚拟同步发电机vsg光储并网仿真 光伏电池模型MPPT控制蓄电池充放电控制双向DC/DC变换器并网逆变器有功频率控制无功电压控制VSG控制电压电流双环PI控制。在光伏储能并网系统里搞事情最带劲的就是看着VSG算法让整个系统像传统发电机一样喘气。咱们先扒开系统结构看门道——光伏板吭哧吭哧发电蓄电池负责兜底中间的双向DC/DC像个老练的调度员而并网逆变器才是真正的演技派既要模仿同步机特性又要保持电网稳定。光伏板的建模说难也不难关键得把I-V曲线那傲娇的特性整明白。用Simscape搞个五参数模型核心代码就这几行function I PV_Model(V, G, T) Iph G/G_ref * (Isc K_I*(T-T_ref)); Irs Irs_ref * (T/T_ref)^3 * exp(q*Eg/(n*k*(1/T_ref - 1/T))); I Iph - Irs*(exp((V Rs*I)/(n*Ns*Vt)) - 1) - (V Rs*I)/Rsh; end这里面的Rs和Rsh两个参数就像光伏板的脾气值温度变化时直接决定输出会不会尥蹶子。MPPT控制咱们玩点粗暴的扰动观察法打个样def perturb_and_observe(v, i): global prev_power, step_size current_power v * i if abs(current_power - prev_power) 1e-3: return step_size # 功率变化太小就维持现状 if current_power prev_power: step_size * 1.2 if (v - prev_voltage) 0 else -1.2 else: step_size * -0.8 prev_power current_power return step_size这算法跟蒙眼走路似的走两步发现不对就掉头但胜在实现简单。蓄电池管理要讲究个进可攻退可守充电时当舔狗放电时变霸道。看看双向DC/DC的切换逻辑if (V_bat V_low mode DISCHARGE) { switch_to_charge(); // 电量告急立马切充电 } else if (V_bat V_high mode CHARGE) { enable_float_charge(); // 满电时进入贤者模式 }到了重头戏的VSG控制精髓就在模仿同步机的转动方程。这个二阶微分方程是灵魂J*dω/dt P_ref/ω - D(ω-ω_grid) - K*(δ - δ_grid)用Simulink搭模型时转动惯量J参数设置特别讲究——设大了响应慢像树懒设小了容易过冲变二哈。实测时发现当J8 kg·m²时系统对频率波动的缓冲效果最带感。基于虚拟同步发电机vsg光储并网仿真 光伏电池模型MPPT控制蓄电池充放电控制双向DC/DC变换器并网逆变器有功频率控制无功电压控制VSG控制电压电流双环PI控制。并网逆变器的双环控制是基本功但加上VSG后得玩点花样。电流内环的PI参数整定直接决定系统会不会发疯Kp_i L_filter / (2 * T_control); % 比例项跟滤波电感死磕 Ki_i R_filter / (2 * T_control); % 积分项对付线路电阻有一次参数调飘了系统直接进入蹦迪模式波形抖得跟筛糠似的。后来发现是Ki设大了三倍电网电压稍微波动就反应过激。调完系统做阶跃响应测试时看着VSG比传统PQ控制慢半拍的恢复特性突然明白为什么说有惯量的电网才有安全感。无功控制更是戏精附体既要撑着电压又不能抢风头def reactive_power_control(V, V_ref): Q K_q * (V_ref**2 - V**2) # 平方关系让控制更佛系 if abs(Q) Q_max: Q np.sign(Q) * Q_max # 过冲了就剁手 return Q最后并网瞬间看着同步后的波形严丝合缝比强迫症患者摆筷子还整齐这成就感比通关黑魂还带劲。VSG这货虽然算法复杂但让新能源并网有了传统电厂的稳重范儿这波不亏。