2017電賽-微電網模擬系統(A題)分析與討論

ID:226339 · 發表于 2017-8-10 00:05

2017年全國大學生電子設計競賽試題

參賽注意事項

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

（2）參賽隊認真填寫《登記表》內容，填寫好的《登記表》交賽場巡視員暫時保存。

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

（4）每隊嚴格限制 3 人，開賽后不得中途更換隊員。

（5）競賽期間，可使用各種圖書資料和網絡資源，但不得在學校指定競賽場地外進行設計制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內的非參賽隊員必須迴避，對違紀參賽隊取消評審資格。

（6）8 月 12 日 20:00 競賽結束，上交設計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。

圖 1 微電網模擬系統結構示意圖

二、要求

1. 基本要求

（1）閉合 S，僅用逆變器 1 向負載提供三相對稱交流電。負載線電流有效值 Io 為 2A 時，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 給負載供電，負載線電流有效值Io 在 0~2A 間變化時，負載調整率 SI1≤0.3%。

2. 發揮部分

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

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

（3）負載線電流有效值 Io 在 1~3A 間變化時，逆變器 1 和逆變器 2 輸出功率可按設定在指定范圍（比值 K 為 1:2~2:1）內自動分配，兩個逆變

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）本題涉及的微電網系統未考慮并網功能，負荷為電阻性負載，微電網中風力發電、太陽能發電、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）制作時須考慮測試方便，合理設置測試點，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）進行基本要求測試時，微電網模擬系統僅由直流電源 1 供電；進行發揮部分測試時，微電網模擬系統僅由直流電源 1 和直流電源 2供電。

（6）本題定義：（1）負載調整率

，其中 Uo1為Io=0A時的輸出端線電壓，Uo2 為 Io=2A 時的輸出端線電壓；（2）負載調整率

，其中Uo1為 Io=1A時的輸出端線電壓，Uo2為Io =3A時的輸出端線電壓；（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）發揮部分（3）中的線電流折算值定義：功率比值 K>1 時，其中電流值小者乘以 K，電流值大者不變；功率比值 K<1 時，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、評分標準

	項目	主要內容	滿分
設計報告	方案論證	比較與選擇，方案描述	3
	理論分析與計算	逆變器提高效率的方法，兩臺逆變器同時運行模式控制策略	6
	電路與程序設計	逆變器主電路與器件選擇，控制電路與控制程序	6
	測試方案與測試結果	測試方案及測試條件，測試結果及其完整性，測試結果分析	3
	設計報告結構及規范性	摘要，設計報告正文的結構，圖標的規范性	2
	合計		20