2017電賽-微電網(wǎng)模擬系統(tǒng)(A題)分析與討論

ID:226339 · 發(fā)表于 2017-8-10 00:05

2017年全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽試題

參賽注意事項(xiàng)

（1）8 月 9 日 8:00 競賽正式開始。本科組參賽隊(duì)只能在【本科組】題目中任選一題；高職高專組參賽隊(duì)在【高職高專組】題目中任選一題，也可以選擇【本科組】題目。

（2）參賽隊(duì)認(rèn)真填寫《登記表》內(nèi)容，填寫好的《登記表》交賽場巡視員暫時(shí)保存。

（3）參賽者必須是有正式學(xué)籍的全日制在校本、專科學(xué)生，應(yīng)出示能夠證明參賽者學(xué)生身份的有效證件（如學(xué)生證）隨時(shí)備查。

（4）每隊(duì)嚴(yán)格限制 3 人，開賽后不得中途更換隊(duì)員。

（5）競賽期間，可使用各種圖書資料和網(wǎng)絡(luò)資源，但不得在學(xué)校指定競賽場地外進(jìn)行設(shè)計(jì)制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內(nèi)的非參賽隊(duì)員必須迴避，對違紀(jì)參賽隊(duì)取消評審資格。

（6）8 月 12 日 20:00 競賽結(jié)束，上交設(shè)計(jì)報(bào)告、制作實(shí)物及《登記表》，由專人封存。

圖 1 微電網(wǎng)模擬系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

二、要求

1. 基本要求

（1）閉合 S，僅用逆變器 1 向負(fù)載提供三相對稱交流電。負(fù)載線電流有效值 Io 為 2A 時(shí)，線電壓有效值 Uo 為 24V±0.2V，頻率 fo 為 50Hz±0.2Hz。

（2）在基本要求（1）的工作條件下，交流母線電壓總諧波畸變率（THD）

不大于 3%。

（3）在基本要求（1）的工作條件下，逆變器 1的效率 ƞ不低于 87%。

（4）逆變器 1 給負(fù)載供電，負(fù)載線電流有效值Io 在 0~2A 間變化時(shí)，負(fù)載調(diào)整率 SI1≤0.3%。

2. 發(fā)揮部分

（1）逆變器 1 和逆變器2 能共同向負(fù)載輸出功率，使負(fù)載線電流有效值Io達(dá)到 3A，頻率fo 為 50Hz±0.2Hz。

（2）負(fù)載線電流有效值 Io 在 1~3A 間變化時(shí)，逆變器 1 和逆變器 2 輸出功率保持為 1:1 分配，兩個(gè)逆變器輸出線電流的差值絕對值不大于 0.1A。負(fù)載調(diào)整率 SI2≤0.3%。

（3）負(fù)載線電流有效值 Io 在 1~3A 間變化時(shí)，逆變器 1 和逆變器 2 輸出功率可按設(shè)定在指定范圍（比值 K 為 1:2~2:1）內(nèi)自動(dòng)分配，兩個(gè)逆變

器輸出線電流折算值的差值絕對值不大于 0.1A。

（4）其他。

三、說明

（1）本題涉及的微電網(wǎng)系統(tǒng)未考慮并網(wǎng)功能，負(fù)荷為電阻性負(fù)載，微電網(wǎng) 中風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、儲能等由直流電源等效。

（2）題目中提及的電流、電壓值均為三相線電流、線電壓有效值。

（3）制作時(shí)須考慮測試方便，合理設(shè)置測試點(diǎn)，測試過程中不需重新接線。

（4）為方便測試，可使用功率分析儀等測試逆變器的效率、THD 等。

（5）進(jìn)行基本要求測試時(shí)，微電網(wǎng)模擬系統(tǒng)僅由直流電源 1 供電；進(jìn)行發(fā) 揮部分測試時(shí)，微電網(wǎng)模擬系統(tǒng)僅由直流電源 1 和直流電源 2供電。

（6）本題定義：（1）負(fù)載調(diào)整率

，其中 Uo1為Io=0A時(shí)的輸出端線電壓，Uo2 為 Io=2A 時(shí)的輸出端線電壓；（2）負(fù)載調(diào)整率

，其中Uo1為 Io=1A時(shí)的輸出端線電壓，Uo2為Io =3A時(shí)的輸出端線電壓；（3）逆變器 1的效率ƞ 為逆變器 1輸出功率除以直流電源 1的輸出功率。

（7）發(fā)揮部分（3）中的線電流折算值定義：功率比值 K>1 時(shí)，其中電流值小者乘以 K，電流值大者不變；功率比值 K<1 時(shí)，其中電流值小者除以 K，電流值大者不變。

（8）本題的直流電源1和直流電源2自備。

四、評分標(biāo)準(zhǔn)

	項(xiàng) 目	主要內(nèi)容	滿分
設(shè)計(jì)報(bào)告	方案論證	比較與選擇，方案描述	3
	理論分析與計(jì)算	逆變器提高效率的方法，兩臺逆變器同時(shí)運(yùn)行模式控制策略	6
	電路與程序設(shè)計(jì)	逆變器主電路與器件選擇，控制電路與控制程序	6
	測試方案與測試結(jié)果	測試方案及測試條件，測試結(jié)果及其完整性，測試結(jié)果分析	3
	設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性	摘要，設(shè)計(jì)報(bào)告正文的結(jié)構(gòu)，圖標(biāo)的規(guī)范性	2
	合計(jì)		20