光伏并网发电模拟装置
光伏并网发电模拟装置
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。
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，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。
（5）其他。
3. 器件要求
（1） 必须使用C2000处理器，推荐选择TMS320F28035, TMS320F28027, TMS320F2808；可使用各实验室已有的C2000开发板 ( 视参赛队情况，TI可提供F28027开发模块 )；
（2） 必须选择TI生产的运放设计，推荐TLC08x，TLV246x；
（3） 必须使用C2000内建ADC进行设计，不得使用外部ADC；
（4） 若需MOSFET驱动器，尽量使用TI产品，比如UCC27423，UCC27424和UCC27425等；
（5） TI将免费提供上述推荐使用的芯片，每参赛队处理器两片，模拟芯片按板上数量乘以3提供（均为DIP封装）。对于非推荐使用的芯片，TI不负责提供。样片提供依据为参赛队提交的不雷同的原理图和PCB图。
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，其中，。
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、PCB图和所有源程序以电子档附件形式提交，若不愿公开相关资料请提前说明。
9. 测试方法见附件。
四、评分标准
光伏并网发电模拟装置（A题）测试记录与评分表
赛区 代码 测评人 2009年9月 日
光伏并网发电模拟装置（A题）测试说明
1．此表仅限赛区专家在制作实物测试期间使用，竞赛前、后都不得外传，每题测试组至少配备三位测试专家，每位专家独立填写一张此表并签字；表中凡是判断特定功能有、无的项目打“√”表示；凡是指标性项目需如实填写测量值，有特色或问题的可在备注中写明，表中栏目如有缺项或不按要求填写的，全国评审时该项按零分计。
2．各项测试除特别说明外， fREF均为50Hz，交流量均为有效值；
3．基本要求（1）评分标准：计算，≤1%得满分，每增加1%扣1分；
4．基本要求（2）评分标准：计算，≤1%得满分，每增加1%扣1分。
5．基本要求（5）评分标准：计算，≤0.5V得2分，≤1V得1分。
6．基本要求（6）评分标准：计算，≤0.2A得2分，≤0.4A得1分。
7．发挥部分（3），首先在电阻负载下测试，为获得非阻性负载，要求在负载RL上并电容（可按图1操作）；调整过程结束后，相位差在稳定值附近小范围波动时，读取其平均值；若不断增加，本项不得分。
图1
8．发挥部分（3）的评分方法：
计算，评分标准：≤5°得12分，5°< ≤10°得9分，10°<≤15°得6分，15°<≤20°得3分，>20°得0分。
光伏并网发电模拟装置.doc
