全国电子设计大赛题目A 光伏并网发电模拟装置.doc

1、 A-1 20092009年全国大学生电子设计竞赛试题年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项 （1）2009 年 9 月 2 日 8:00 竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题； 高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。 （2）参赛队认真填写登记表内容，填写好的登记表交赛场巡视员暂时保存。 （3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份 的有效证件（如学生证）随时备查。 （4）每队严格限制 3 人，开赛后不得中途更换队员。 （5）参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，不得以任何方式与他人

2、交流， 包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。 （6）2009 年 9 月 5 日 20:00 竞赛结束，上交设计报告、制作实物及登记表 ，由专人封存。 光伏并网发电模拟装置光伏并网发电模拟装置（A A 题）题） 【本科本科组】组】 一、任务 设计并制作一个光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图 1 所示。用直流稳 压电源 US和电阻 RS模拟光伏电池，US=60V，RS=3036；uREF为模拟电网电 压的正弦参考信号，其峰峰值为 2V，频率 fREF为 45Hz55Hz；T 为工频隔离变 压器，变比为 n2:n1=2:1、n3:n1=1:10，将 uF作为输出电流的反馈

3、信号；负载电阻 RL=3036。 DC-ACUd Idio1 uo uREF + - RL uF uo1 滤 波 器 控制电路 n1n2 n3 US RS + - T io 图 1 并网发电模拟装置框图 二、要求 1基本要求 （1）具有最大功率点跟踪（MPPT）功能：RS和 RL在给定范围内变化时， 使 dS 1 2 UU，相对偏差的绝对值不大于 1%。 A-2 （2） 具有频率跟踪功能： 当 fREF在给定范围内变化时， 使 uF的频率 fF=fREF， 相对偏差绝对值不大于 1%。 （3）当 RS=RL=30 时，DC-AC 变换器的效率60%。 （4）当 RS=RL=30 时，输出电压

4、uo的失真度 THD5%。 （5）具有输入欠压保护功能，动作电压 Ud（th）=（25 0.5）V。 （6）具有输出过流保护功能，动作电流 Io（th）=（1.5 0.2）A。 2发挥部分 （1）提高 DC-AC 变换器的效率，使80%（RS=RL=30 时） 。 （2）降低输出电压失真度，使 THD1%（RS=RL=30 时） 。 （3）实现相位跟踪功能：当 fREF在给定范围内变化以及加非阻性负载时， 均能保证 uF与 uREF同相，相位偏差的绝对值5 。 （4）过流、欠压故障排除后，装置能自动恢复为正常状态。 （5）其他。 三、说明 1本题中所有交流量除特别说明外均为有效值。 2US采用

5、实验室可调直流稳压电源，不需自制。 3控制电路允许另加辅助电源，但应尽量减少路数和损耗。 4DC-AC 变换器效率 o d P P ，其中 oo1o1 PUI， ddd PUI。 5基本要求（1） 、 （2）和发挥部分（3）要求从给定或条件发生变化到电路 达到稳态的时间不大于 1s。 6装置应能连续安全工作足够长时间，测试期间不能出现过热等故障。 7制作时应合理设置测试点（参考图 1） ，以方便测试。 8设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、 主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果 用附件给出。 A-3 四、评分标准 项项 目目 主要内容主要内容

6、 满满 分分 设计设计 报告报告 方案论证 比较与选择 方案描述 4 理论分析与计 算 MPPT 的控制方法与参数计算 同频、同相的控制方法与参数计算 提高效率的方法 滤波参数计算 9 电路与程序设 计 DC-AC 主回路与器件选择 控制电路或控制程序 保护电路 9 测试方案与测 试结果 测试方案及测试条件 测试结果及其完整性 测试结果分析 5 设计报告结构 及规范性 摘要 设计报告正文的结构 图标的规范性 3 总分总分 30 基本要求基本要求 实际制作完成情况 50 发挥发挥 部分部分 完成第（1）项 10 完成第（2）项 5 完成第（3）项 24 完成第（4）项 5 其他 6 总分总分 50