PCS双向储能变流器Buck-Boost闭环控制仿真【复现】 复现参考文献《储能电站变流器设计与仿真研究_尹世界》 三相PWM变流器控制采用电压外环、电流内环双闭环PI控制电压环稳定直流测电容电压700V电网电压和电容电流前馈电感电流解耦且使用SVPWM空间矢量调制。 储能双向变换器控制采用电流PID控制实现双向DC/DC功能对电池进行恒功率充电或恒功率放电实现能量由电网与直流母线的双向流动。 仿真工况 0.0-0.1秒不充电不放电 0.1-0.3秒保持充电功率12KW 0.3-0.5秒保持放电功率20KW最近在研究储能相关技术尝试复现PCS双向储能变流器Buck - Boost闭环控制仿真参考的是《储能电站变流器设计与仿真研究_尹世界》这篇文献跟大家分享下我的探索过程。三相PWM变流器控制三相PWM变流器采用电压外环、电流内环双闭环PI控制策略目的是稳定直流侧电容电压在700V 。这里电网电压和电容电流前馈电感电流解耦并且使用SVPWM空间矢量调制。先来看电压外环PI控制的代码实现以Python为例import numpy as np class VoltagePI: def __init__(self, kp, ki): self.kp kp self.ki ki self.integral 0 self.prev_error 0 def update(self, setpoint, feedback): error setpoint - feedback self.integral error p_term self.kp * error i_term self.ki * self.integral output p_term i_term self.prev_error error return output # 初始化参数 kp_v 0.5 ki_v 0.1 voltage_pi VoltagePI(kp_v, ki_v)这段代码定义了一个简单的电压PI控制器类。init方法初始化比例系数kp和积分系数ki以及积分项integral和上一次的误差prev_error。update方法根据设定值setpoint和反馈值feedback计算误差更新积分项然后计算并返回PI控制器的输出。PCS双向储能变流器Buck-Boost闭环控制仿真【复现】 复现参考文献《储能电站变流器设计与仿真研究_尹世界》 三相PWM变流器控制采用电压外环、电流内环双闭环PI控制电压环稳定直流测电容电压700V电网电压和电容电流前馈电感电流解耦且使用SVPWM空间矢量调制。 储能双向变换器控制采用电流PID控制实现双向DC/DC功能对电池进行恒功率充电或恒功率放电实现能量由电网与直流母线的双向流动。 仿真工况 0.0-0.1秒不充电不放电 0.1-0.3秒保持充电功率12KW 0.3-0.5秒保持放电功率20KW电流内环同理通过类似的PI控制来跟踪电压外环输出的电流指令同时结合电网电压和电容电流前馈以及电感电流解耦技术使得系统能更稳定高效地运行。而SVPWM空间矢量调制则负责将控制信号转化为实际的PWM波去驱动功率器件。储能双向变换器控制储能双向变换器采用电流PID控制实现双向DC/DC功能既能对电池进行恒功率充电也能进行恒功率放电达成能量在电网与直流母线间的双向流动。下面是一个简单的电流PID控制代码示例同样Pythonclass CurrentPID: def __init__(self, kp, ki, kd): self.kp kp self.ki ki self.kd kd self.integral 0 self.prev_error 0 self.prev_prev_error 0 def update(self, setpoint, feedback): error setpoint - feedback self.integral error p_term self.kp * error i_term self.ki * self.integral d_term self.kd * (error - self.prev_error) output p_term i_term d_term self.prev_prev_error self.prev_error self.prev_error error return output # 初始化参数 kp_c 0.2 ki_c 0.05 kd_c 0.01 current_pid CurrentPID(kp_c, ki_c, kd_c)在这个电流PID控制类中相比前面的PI控制多了一个微分系数kd和前前次误差prevpreverror。update方法除了计算比例项和积分项还计算微分项然后三者相加得到最终的输出以此来更精确地控制电流实现双向DC/DC功能。仿真工况设定本次仿真设置了不同时间段的工况0.0 - 0.1秒不充电不放电此时双向变换器处于待机状态电流设定值为0通过上述的控制算法系统维持稳定状态。0.1 - 0.3秒保持充电功率12KW 。根据功率与电流的关系假设直流侧电压已知且恒定可以计算出对应的充电电流设定值然后输入到电流PID控制器中实现恒功率充电。例如假设直流侧电压为700V根据$P UI$充电电流$I \frac{P}{U} \frac{12000}{700} \approx 17.14A$将这个电流值作为电流PID控制器的设定值。0.3 - 0.5秒保持放电功率20KW 。同样根据功率与电压关系计算放电电流设定值假设直流侧电压还是700V放电电流$I \frac{P}{U} \frac{20000}{700} \approx 28.57A$将其作为电流PID控制器的设定值实现恒功率放电。在实际仿真中将各个控制环节以及工况设定整合起来就可以模拟PCS双向储能变流器Buck - Boost闭环控制的运行情况。通过不断调整PI和PID控制器的参数可以优化系统的动态和静态性能使其更好地满足储能电站的实际需求。这就是本次复现的大致思路和过程啦希望对研究储能变流器的小伙伴有所帮助。