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第九届（2009年）全国大学生电子设计竞赛题目 光伏并网发电模拟装置（A题）【本科组】

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=30Ω~36Ω；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45Hz~55Hz；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信号；负载电阻RL=30Ω~36Ω。

RS+Id+io1滤波器Tion1uo1n2uoRLUS-Ud-DC-ACn3uREF控制电路uF

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Ud?相对偏差的绝对值不大于1%。

（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=30Ω时，DC-AC变换器的效率?≥60%。 （4）当RS=RL=30Ω时，输出电压uo的失真度THD≤5%。 （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=30Ω时）。 （2）降低输出电压失真度，使THD≤1%（RS=RL=30Ω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。

1US，2

（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。 2．US采用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。 4．DC-AC变换器效率??Po，其中Po?Uo1?Io1，Pd?Ud?Id。 Pd5．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。

四、评分标准

项 目 方案论证 比较与选择 方案描述 主要内容 满 分 4 MPPT的控制方法与参数计算 理论分析与计算 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 设计 报告 DC-AC主回路与器件选择 电路与程序设计 控制电路或控制程序 保护电路 测试方案与测试结果 设计报告结构及规范性 总分 基本要求 实际制作完成情况 完成第（1）项 发挥 部分 完成第（2）项 完成第（3）项 完成第（4）项 其他 总分

测试方案及测试条件 测试结果及其完整性 测试结果分析 摘要 设计报告正文的结构 图标的规范性 9 9 5 3 30 50 10 5 24 5 6 50 声音导引系统(B题)【本科组】

一、任务

设计并制作一声音导引系统，示意图如图1所示。