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上传时间: 2025-07-28 17:18:36
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### 2009年全国大学生电子设计竞赛知识点解析
#### 一、竞赛基本信息与规则
- **竞赛时间**:2009年9月2日至9月5日。
- **参赛队伍分类**:
- **本科组**:只能选择本科组题目。
- **高职高专组**:可以选择高职高专组题目,也可以选择本科组题目。
- **参赛资格**:必须是具有正式学籍的全日制在校本科生或专科生,并需提供有效的身份证明(如学生证)。
- **队伍构成**:每队限定3名成员,且比赛过程中不得更换队员。
- **竞赛场地**:参赛队伍必须在指定场地内独立完成设计和制作,不允许任何形式的交流,非参赛人员需回避。
- **提交要求**:竞赛结束时需提交设计报告、实物作品及填写好的《登记表》。
#### 二、光伏并网发电模拟装置知识点详解
**任务描述**:设计并制作一个光伏并网发电模拟装置,该装置通过模拟光伏电池的工作状态,实现与电网的交互。
**模拟装置结构**:
- **电源模拟**:采用直流稳压电源US(60V)和电阻RS(30Ω~36Ω)模拟光伏电池。
- **电网模拟**:通过正弦参考信号uREF模拟电网电压,频率范围45Hz~55Hz,峰峰值2V。
- **变压器**:工频隔离变压器T,变比n2:n1=2:1、n3:n1=1:10,用于电压转换。
- **反馈信号**:uF作为输出电流的反馈信号。
- **负载电阻**:RL=30Ω~36Ω。
**基本要求**:
1. **最大功率点跟踪(MPPT)**:确保在RS和RL给定范围内变化时,能够实现最大功率点跟踪,相对偏差不超过1%。
2. **频率跟踪**:当uREF的频率在给定范围内变化时,uF的频率能够同步变化,相对偏差不超过1%。
3. **DC-AC变换器效率**:当RS=RL=30Ω时,DC-AC变换器效率不低于60%。
4. **输出电压失真度**:当RS=RL=30Ω时,输出电压uo的失真度THD不大于5%。
5. **输入欠压保护**:设置动作电压Ud(th)=(25±0.5)V,实现输入欠压保护。
6. **输出过流保护**:设置动作电流Io(th)=(1.5±0.2)A,实现输出过流保护。
**发挥部分**:
1. **提高效率**:进一步提高DC-AC变换器的效率至80%以上。
2. **降低失真度**:降低输出电压的失真度至1%以下。
3. **相位跟踪**:实现uF与uREF的同相位跟踪,相位偏差不超过5°。
4. **故障恢复**:过流、欠压故障排除后,装置能自动恢复正常状态。
5. **其他创新设计**:鼓励创新设计。
**评分标准**:
- **设计报告**:包括方案论证、理论分析与计算、电路与程序设计、测试方案与测试结果等内容。
- **实际制作**:评估完成的实际情况。
- **发挥部分**:根据完成的具体内容给予额外加分。
- **总分**:设计报告30分+基本要求50分+发挥部分最多45分。
**设计与测试要点**:
- **总体设计**:明确设计思路,绘制系统总体框图。
- **核心电路**:绘制核心电路原理图。
- **软件程序**:编写必要的控制程序。
- **测试方案**:制定详细的测试计划,确保各项性能指标符合要求。
- **测试结果**:记录完整的测试数据及分析结果。
通过以上分析可以看出,2009年的全国大学生电子设计竞赛不仅考验了参赛者的技术能力,还考察了团队合作、创新能力等方面的能力。光伏并网发电模拟装置的设计,既要求参赛者具备扎实的理论基础,又需要有较强的实践操作能力和创新思维,是一项综合性很强的比赛项目。