【并网光伏阵列】使用SimPowerSystems进行并网光伏阵列的两个研究附Simulink仿真

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🔥 内容介绍

一、研究背景与 SimPowerSystems 平台优势

在 “双碳” 目标推动下，并网光伏阵列作为新能源发电的核心形式，其最大功率捕获能力与电网故障适应能力直接影响发电效率与系统稳定性。SimPowerSystems（MATLAB/Simulink 工具箱）凭借以下优势成为并网光伏仿真的理想平台：

1. 内置光伏阵列、逆变器、电网等标准化模块，支持自定义参数匹配不同场景；

1. 精确的电力电子器件模型（如 IGBT、MOSFET），可模拟逆变器开关暂态过程；

1. 与 Simulink 控制模块无缝衔接，便于实现 MPPT、LVRT 等复杂控制算法；

1. 提供时域仿真与频域分析工具，可直观评估系统稳态与动态性能。

本文选取MPPT 控制算法优化与LVRT 策略设计两项核心研究，通过 SimPowerSystems 搭建仿真模型，验证技术方案的有效性。

二、研究一：基于改进扰动观察法的光伏阵列 MPPT 控制研究

2.1 研究意义

光伏阵列输出功率受光照强度、温度影响呈非线性变化，存在唯一最大功率点（MPP）。传统扰动观察法（P&O）在 MPP 附近易出现振荡，导致功率损失；光照突变时跟踪速度慢。本研究通过改进 P&O 算法，平衡跟踪精度与响应速度，提升光伏阵列发电效率。

三、研究二：并网光伏阵列低电压穿越（LVRT）策略研究

3.1 研究意义

当电网发生短路故障（如单相接地、三相短路）时，电压会骤降，若光伏逆变器直接脱网，将导致电网功率失衡，甚至引发连锁故障。根据国网标准（GB/T 19964-2012），并网光伏需具备LVRT 能力：电压跌落至 0% 额定电压时，至少保持并网运行 0.15s；电压恢复至 80% 时，快速恢复功率输出。

本研究通过设计逆变器控制策略与储能辅助支撑，提升光伏阵列 LVRT 性能。

四、两项研究的工程应用价值

1. MPPT 研究：改进 P&O 算法可直接应用于分布式光伏逆变器，在光照复杂地区（如多云天气）可提升年发电量 3%-5%；

1. LVRT 研究：所设计的控制策略满足国网最新标准，可用于大型光伏电站（100MW 及以上），避免故障时脱网导致的经济损失；

1. 仿真平台复用性：搭建的 SimPowerSystems 模型可扩展至 “光伏 + 储能” 微电网、光伏与风电互补系统等场景，降低后续研究成本。

⛳️ 运行结果

🔗 参考文献

[1] 李征.光伏并网发电系统及其控制策略的研究[D].天津大学,2008.DOI:10.7666/d.y1518510.

[2] 高晓玲,李涛,何振中.基于MATLAB的单相光伏并网系统仿真设计[J].科技信息, 2013(3):2.DOI:CNKI:SUN:KJXX.0.2013-03-027.

[3] 高晓玲,李涛,何振中.基于MATLAB的单相光伏并网系统仿真设计[J].科技信息, 2013.DOI:CNKI:SUN:KJXX.0.2013-03-027.

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2.6 GRU/Bi-GRU/CNN-GRU/CNN-BiGRU门控神经网络时序、回归预测和分类

2.7 ELMAN递归神经网络时序、回归\预测和分类

2.8 LSTM/BiLSTM/CNN-LSTM/CNN-BiLSTM/长短记忆神经网络系列时序、回归预测和分类

2.9 RBF径向基神经网络时序、回归预测和分类

2.10 DBN深度置信网络时序、回归预测和分类

2.11 FNN模糊神经网络时序、回归预测

2.12 RF随机森林时序、回归预测和分类

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2.14 PNN脉冲神经网络分类

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2.16 时序、回归预测和分类

2.17 时序、回归预测预测和分类

2.18 XGBOOST集成学习时序、回归预测预测和分类

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