基于MATLAB/Simulink仿真可运行，光储联合微电网，光储微电网，光伏发电系统，光伏模块，MPPT

MATLAB/Simulink仿真可运行，光储联合微电网，光储微电网，光伏发电系统，光伏模块，MPPT（最大功率点跟踪控制），储能模块，蓄电池模块，蓄电池充放电控制（双向斩波，恒流，恒压，限压），恒定负载供电

为了模拟光储联合微电网系统，我们需要考虑多个模块：光伏发电系统、储能系统（如蓄电池）、以及恒定负载供电。以下是一个简化的MATLAB/Simulink仿真模型的代码示例和描述，该模型包括了光伏发电系统、MPPT控制、蓄电池充放电控制等关键组件。

光伏发电系统与MPPT控制

function [V_pv, I_pv, P_pv] = pv_system(Irradiance, Temperature, V_pv)
    % 参数设定
    Voc_ref = 42; % 开路电压参考值 (V)
    Isc_ref = 8.5; % 短路电流参考值 (A)
    Ns = 72; % 串联电池数量
    K = 0.0045; % 温度系数 (1/C)
    T_ref = 25; % 参考温度 (C)
    
    % 根据光照强度和温度调整参数
    Voc = Voc_ref * (1 + K * (Temperature - T_ref));
    Isc = Irradiance / 1000 * Isc_ref;
    
    % 使用单二极管模型计算I-V特性
    I_pv = Isc .* (exp((V_pv + I_pv * Rs) ./ (Ns * Vt)) - 1) - (V_pv + I_pv * Rs) ./ Rp;
    V_pv = linspace(0, Voc, length(I_pv)); % 假设Rs和Rp已知或可忽略
    
    % 计算功率
    P_pv = V_pv .* I_pv;
end

注意：上述代码仅为光伏电池输出特性的简化模型。在实际应用中，需要更精确的数学模型和考虑更多因素。

MPPT控制算法（例如P&O）

function duty_cycle = mppt_control(P_pv, V_pv, prev_duty_cycle)
    % 初始化变量
    delta_P = P_pv - prev_P;
    delta_V = V_pv - prev_V;
    
    if delta_P > 0
        if delta_V > 0
            % 向右移动
            duty_cycle = prev_duty_cycle + step_size;
        else
            % 向左移动
            duty_cycle = prev_duty_cycle - step_size;
        end
    else
        if delta_V > 0
            % 向左移动
            duty_cycle = prev_duty_cycle - step_size;
        else
            % 向右移动
            duty_cycle = prev_duty_cycle + step_size;
        end
    end
    
    % 更新前一个状态
    prev_P = P_pv;
    prev_V = V_pv;
end

蓄电池充放电控制

对于充电和放电控制逻辑，可以基于电压、电流反馈来实现。这里提供一个简单的例子：

function [charge_current, charge_voltage] = battery_control(V_battery, I_load, mode)
    switch mode
        case 'charging'
            % 实现恒流或恒压充电策略
            if V_battery < V_charge_target
                charge_voltage = V_charge_target;
                charge_current = I_charge_const;
            else
                % 切换到恒压模式
                charge_voltage = V_charge_target;
                charge_current = (V_charge_target - V_battery) / R_charge;
            end
        case 'discharging'
            % 放电控制逻辑
            charge_current = -I_load; % 假设直接供给负载
            charge_voltage = V_battery - I_load * R_discharge;
    end
end

以上代码段提供了构建光储联合微电网的基本框架。请注意，这只是一个非常基础的示例，实际项目中需要根据具体需求和硬件规格进行详细的建模和控制设计。此外，Simulink模型可以通过图形界面进行搭建，上述代码片段可以作为自定义函数块嵌入到Simulink模型中。对于更复杂的系统，建议使用MATLAB/Simulink提供的电力系统工具箱和其他相关库来辅助开发。

为了帮助你构建一个光储联合微电网的MATLAB/Simulink模型，我将提供一个简化的示例，包括光伏发电系统、MPPT控制、蓄电池充放电控制以及恒定负载供电。这个模型将包含以下部分：

1. 光伏发电系统：模拟光伏板的输出。
2. MPPT控制：实现最大功率点跟踪（P&O算法）。
3. 蓄电池模块：模拟蓄电池的充放电过程。
4. 双向斩波器：用于蓄电池的充放电控制。
5. 恒定负载：模拟恒定负载供电。

MATLAB/Simulink 模型

1. 光伏发电系统

function [V_pv, I_pv, P_pv] = pv_system(Irradiance, Temperature)
    % 参数设定
    Voc_ref = 42; % 开路电压参考值 (V)
    Isc_ref = 8.5; % 短路电流参考值 (A)
    Ns = 72; % 串联电池数量
    K = 0.0045; % 温度系数 (1/C)
    T_ref = 25; % 参考温度 (C)

    % 根据光照强度和温度调整参数
    Voc = Voc_ref * (1 + K * (Temperature - T_ref));
    Isc = Irradiance / 1000 * Isc_ref;

    % 使用单二极管模型计算I-V特性
    V_pv = linspace(0, Voc, 100);
    I_pv = Isc .* (exp((V_pv + I_pv * Rs) ./ (Ns * Vt)) - 1) - (V_pv + I_pv * Rs) ./ Rp;
    P_pv = V_pv .* I_pv;
end

2. MPPT 控制（P&O算法）

function duty_cycle = mppt_control(V_pv, I_pv, prev_duty_cycle)
    % 初始化变量
    delta_P = P_pv - prev_P;
    delta_V = V_pv - prev_V;

    if delta_P > 0
        if delta_V > 0
            % 向右移动
            duty_cycle = prev_duty_cycle + step_size;
        else
            % 向左移动
            duty_cycle = prev_duty_cycle - step_size;
        end
    else
        if delta_V > 0
            % 向左移动
            duty_cycle = prev_duty_cycle - step_size;
        else
            % 向右移动
            duty_cycle = prev_duty_cycle + step_size;
        end
    end

    % 更新前一个状态
    prev_P = P_pv;
    prev_V = V_pv;
end

3. 蓄电池模块

function [V_battery, I_battery] = battery_module(V_pv, I_pv, V_load, I_load, mode)
    % 初始条件
    V_battery_initial = 12; % 初始电压 (V)
    C_battery = 100; % 容量 (Ah)
    
    % 模拟蓄电池充放电
    if mode == 'charging'
        I_battery = I_pv;
        V_battery = V_battery_initial + (I_battery * dt / C_battery);
    elseif mode == 'discharging'
        I_battery = -I_load;
        V_battery = V_battery_initial - (I_battery * dt / C_battery);
    else
        I_battery = 0;
        V_battery = V_battery_initial;
    end
end

4. 双向斩波器

function [V_out, I_out] = bidirectional_chopper(V_in, I_in, duty_cycle)
    % 假设斩波器效率为95%
    efficiency = 0.95;
    
    % 计算输出电压和电流
    V_out = V_in * duty_cycle * efficiency;
    I_out = I_in / duty_cycle;
end

5. 恒定负载

function [V_load, I_load] = constant_load(P_load)
    % 假设负载功率为1000W
    R_load = 10; % 负载电阻 (Ω)
    
    % 计算负载电压和电流
    I_load = sqrt(P_load / R_load);
    V_load = P_load / I_load;
end

Simulink 模型构建步骤

1. 打开 Simulink：

   simulink
   

2. 创建新模型：

   new_system('pv_microgrid')
   

3. 添加模块：

   • 添加 PV System 模块，并连接到 MPPT Control 模块。
   • 添加 MPPT Control 模块，并连接到 Bidirectional Chopper 模块。
   • 添加 Bidirectional Chopper 模块，并连接到 Battery Module 模块。
   • 添加 Battery Module 模块，并连接到 Constant Load 模块。

4. 设置参数：

   • 设置每个模块的参数，如光照强度、温度、负载功率等。

5. 运行仿真：

   sim('pv_microgrid');
   

示例代码整合

% 初始化参数
Irradiance = 1000; % W/m^2
Temperature = 25; % °C
prev_duty_cycle = 0.5;
step_size = 0.01;
dt = 0.1; % 时间步长
P_load = 1000; % W

% PV System
[V_pv, I_pv, P_pv] = pv_system(Irradiance, Temperature);

% MPPT Control
duty_cycle = mppt_control(V_pv, I_pv, prev_duty_cycle);

% Bidirectional Chopper
[V_chopper, I_chopper] = bidirectional_chopper(V_pv, I_pv, duty_cycle);

% Battery Module
[V_battery, I_battery] = battery_module(V_chopper, I_chopper, V_load, I_load, 'charging');

% Constant Load
[V_load, I_load] = constant_load(P_load);