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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.
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.
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、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出.