2009年全国大学生电子设计大赛：光伏并网发电模拟装置

"全国大学生电子设计大赛2009年题目——光伏并网发电模拟装置" 这篇描述涉及的是2009年全国大学生电子设计大赛的一个竞赛项目，目标是设计和制作一个光伏并网发电模拟装置。这个装置的核心是实现光伏电池（通过直流稳压电源US和电阻RS模拟）与电网的互动，以及对不同工况的适应性。下面将详细解释该装置的关键技术和要求。 1. **光伏并网发电模拟**： - **最大功率点跟踪（MPPT）**：系统需要具备MPPT功能，即使在RS（模拟光伏电池）的电阻值在30Ω~36Ω范围内变化时，能追踪到最大的功率输出点，保持输出电流与参考电压uREF的乘积最大化，且相对偏差不超过1%。 2. **频率跟踪**： - 设备需要有频率跟踪功能，当参考信号fREF的频率在45Hz~55Hz变化时，输出电流uF的频率fF应与fREF保持一致，频率偏差绝对值不超过1%。 3. **效率与失真度**： - 当RS和RL都等于30Ω时，直流-交流（DC-AC）变换器的效率应至少达到60%，并且输出电压uo的总谐波失真度（THD）需低于5%。 4. **保护功能**： - **输入欠压保护**：当输入电压US低于25±0.5V时，系统应启动保护机制。 - **输出过流保护**：当输出电流Io超过1.5±0.2A时，系统应切断输出。 5. **发挥部分**： - **提高效率**：进一步优化DC-AC变换器，使得在RS和RL均为30Ω时，效率提升至80%或以上。 - **降低失真**：在相同条件下，降低uo的THD至1%或更低。 - **相位跟踪**：不论fREF如何变化或负载性质如何，uF应与uREF保持同相，相位偏差不超过5°。 - **故障恢复**：故障排除后，设备能自动恢复到正常工作状态。 - **其他创新**：鼓励参赛者进行其他方面的改进和创新。 6. **其他说明**： - 所有的交流量默认为有效值。 - US电源由实验室提供的可调直流稳压电源提供，无需自行设计。 - 控制电路可以使用额外辅助电源，但要尽量减少电路复杂性和损耗。 - 效率计算公式中包含特定的参数定义。 - 系统需快速响应变化，达到稳定状态的时间不超过1秒。 - 装置应能长期稳定运行，无过热等问题。 - 设计报告应包含系统的总体框图、核心电路原理、流程图和主要测试结果，而详细电路图、源代码和完整测试结果以附件形式提交。 7. **评分标准**： - 评价项目包括方案论证、电路设计、实验验证、性能指标、文档质量等，每项都有相应的分值分配，全面考察参赛队伍的综合能力。 这个题目不仅考验参赛者的电子设计技能，还要求他们具备电力电子、控制理论、信号处理和系统集成的知识，同时强调了创新和实际应用能力。