2009年全国电子设计大赛：光伏并网发电模拟装置设计

"2009年全国大学生电子设计大赛的A题——光伏并网发电模拟装置，旨在设计一个能够模拟光伏并网发电系统的装置，包含最大功率点跟踪（MPPT）、频率跟踪、效率和输出电压失真度控制以及安全保护功能。装置需通过直流稳压电源和电阻模拟光伏电池，参考信号uREF模拟电网电压，同时要求参赛队伍遵守严格的竞赛规则。" 全国大学生电子设计大赛是针对全日制在校本科和专科学生的科技竞赛，2009年的比赛要求参赛队伍在指定时间内完成设计并制作光伏并网发电模拟装置。这个装置的核心在于实现光伏电池与电网之间的有效连接和稳定供电。 基本要求： 1. MPPT功能：当模拟光伏电池的电阻RS和负载电阻RL变化时，确保系统能追踪到最大功率点，使输出功率相对偏差不超过1%。 2. 频率跟踪：输出电流的频率uF需跟随参考信号fREF的频率变化，两者偏差不超过1%。 3. 效率要求：在RS=RL=30Ω时，DC-AC变换器的效率不低于60%。 4. 输出电压失真度：RS=RL=30Ω时，输出电压uo的总谐波失真度THD需小于或等于5%。 5. 输入欠压保护：当输入电压低于25±0.5V时，系统自动触发保护机制。 6. 输出过流保护：电流超过1.5±0.2A时，装置自动断开。 发挥部分： 1. 提高效率：进一步优化DC-AC变换器，使得在RS=RL=30Ω时，效率提升至不低于80%。 2. 减小失真度：降低输出电压THD，目标是使RS=RL=30Ω时，THD小于1%。 3. 相位跟踪：实现相位跟踪功能，即使fREF在规定范围内变化，也能保持相位一致，同时考虑非阻性负载的影响。 这个题目不仅测试了参赛队伍在硬件设计和制作上的能力，还考察了他们在电力电子、控制理论以及电路分析等领域的综合应用水平。解决这些问题需要深入理解电力转换技术、信号处理、控制系统设计以及保护策略等多方面知识。此外，参赛队伍还需要具备良好的团队协作和时间管理能力，以在短短几天内完成整个项目。