
结合MPC的虚拟同步机控制(VSG)与MATLAB/Simulink仿真的研究——等效直流电源、三
相全桥逆变与LC滤波器的并网运行实践
# 结合模型预测(MPC)的虚拟同步机控制(VSG)的 MATLAB/Simulink 仿真探索
在电力电子与电力系统领域,如何实现高效稳定的并网运行一直是研究热点。今天咱们来唠唠结合
模型预测(MPC)的虚拟同步机控制(VSG),以及基于 MATLAB/Simulink 的仿真实现。
## 系统架构基础
整个系统主要基于等效直流电源,通过三相全桥逆变电路将直流电转换为交流电,再经过 LC 型滤
波器进行滤波处理,最终实现并网运行。这一套流程是整个系统能正常工作的基石。
### 三相全桥逆变电路
三相全桥逆变电路在 MATLAB/Simulink 中搭建并不复杂。简单来说,它就是通过控制不同桥臂的
开关管通断,将直流电源转换为三相交流输出。下面简单示意一下其在 Simulink 中的搭建思路(代码示
意,非实际完整代码):
```matlab
% 创建三相全桥逆变模块
inverter = powergui('Powergui');
inverter.type = 'Full - Bridge Inverter';
inverter.phase = 3;
```
这里我们通过 `powergui` 模块来构建三相全桥逆变模块,设定其类型为全桥逆变,相数为三相。
三相全桥逆变的关键在于精确控制各桥臂开关管的导通与关断时间,以此来产生期望的交流波形。
### LC 型滤波器
LC 型滤波器主要用于滤除逆变输出中的高次谐波,让输出更接近理想正弦波。在 Simulink 中搭
建 LC 滤波器也比较直观:
```matlab
% 创建 LC 滤波器模块
LC_filter = seriesRLC('Series RLC Branch');
LC_filter.R = 0; % 电阻设为 0
LC_filter.L = 0.001; % 电感值 1mH
LC_filter.C = 10e - 6; % 电容值 10uF
```
这里构建了一个简单的 LC 滤波器,电阻设为 0,电感 1mH,电容 10uF 。LC 滤波器利用电感对高
频电流的阻碍作用和电容对高频电压的旁路作用,有效地减少了输出电压中的谐波成分。