2009年全国大学生电子设计大赛：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A题是关于设计并制作一个光伏并网发电模拟装置，该装置需具备最大功率点跟踪（MPPT）、频率跟踪、效率、失真度控制以及安全保护功能。比赛规定了详细的参数要求，并限制了团队人数和交流方式。" 全国大学生电子设计大赛是一项旨在提升学生实践能力和创新思维的比赛。2009年的A题要求参赛队伍设计并构建一个光伏并网发电模拟装置。这个装置的核心在于模拟光伏电池的特性，使用直流稳压电源US（60V）和电阻RS（30Ω~36Ω）来模拟光伏电池，同时，通过一个正弦参考信号uREF（峰峰值2V，频率45Hz~55Hz）来模拟电网电压。 装置的系统框图包含了工频隔离变压器T，其变比为n2:n1=2:1和n3:n1=1:10，用于处理输出电流的反馈信号uF。此外，还有一个可变负载电阻RL（30Ω~36Ω）。设计要求如下： 1. **最大功率点跟踪（MPPT）**：系统应能在RS和RL变化时自动调整，使得输出功率接近光伏电池的最大功率，功率偏差不超过1%。 2. **频率跟踪**：输出电流uF的频率fF应与参考信号fREF保持一致，频率偏差不得超过1%。 3. **效率**：在RS和RL均为30Ω时，DC-AC变换器的效率应不低于60%。 4. **失真度控制**：同样在RS和RL为30Ω时，输出电压uo的总谐波失真度（THD）应小于或等于5%。 5. **安全保护**：需要有输入欠压保护，当电压低于25±0.5V时触发；输出过流保护，当电流超过1.5±0.2A时动作。 发挥部分则要求参赛队伍在满足基本要求的基础上，进一步优化系统性能： 1. **提高效率**：提升DC-AC变换器的效率至80%以上。 2. **降低失真度**：将输出电压的THD降低到1%以内。 3. **相位跟踪**：实现相位跟踪功能，确保在不同频率和非阻性负载条件下，装置能适应电网电压的相位变化。 比赛规则强调，参赛队伍必须在指定时间和场地内独立完成设计和制作，禁止任何形式的外部帮助，且每队限3人，不允许中途更换队员。在比赛结束时，需要提交设计报告、实物作品及登记表，并接受评审。