电网故障模拟发生装置的定义

　　一、电网故障模拟发生装置的定义与核心价值

　　1. 装置本质

　　电网故障模拟发生装置（Power Grid Fault Simulator）是一种电力电子化测试设备，通过可编程电源与数字仿真技术，在实验室环境中精准复现真实电网的故障工况，包括：

　　短路故障（三相短路/单相接地）

　　电压暂降/骤升（幅度10%-90%，持续时间0.5-300周期）

　　频率波动（45-65Hz连续可调）

　　谐波注入（THD最高50%，单次谐波可达50次）

　　2. 行业痛点解决方案

　　传统测试局限：

　　依赖实际电网故障（不可控、高风险）

　　机械式故障发生器调节精度低（误差>5%）

　　吉事励创新价值：

　　支持IEC 61000-4-11/34等国际标准波形自动生成

　　故障参数分辨率达0.1V/0.01Hz，满足新能源并网严苛测试需求

　　二、核心工作原理与技术架构

　　1. 系统组成

　　吉事励GPF-2000系列采用三电平拓扑结构，包含三大核心模块：

　　数字仿真单元：

　　实时运行PSCAD/EMTDRV等效模型

　　支持自定义故障脚本编程（Python/Matlab接口）

　　功率放大单元：

　　SiC MOSFET模块（开关频率100kHz）

　　输出容量可达10MVA（模块化并联扩展）

　　监测保护单元：

　　200MS/s高速采样率

　　硬件保护响应时间<20μs

　　2. 关键技术突破

　　动态阻抗匹配技术：

　　自动识别负载特性（0.1Ω-10kΩ）

　　输出阻抗模拟精度±1%（含电缆感抗补偿）

　　多故障叠加控制：

　　支持谐波+电压暂降+相移复合故障生成

　　相位同步精度<0.1°

　　数字孪生接口：

　　与RTDS、OPAL-RT等实时仿真器硬件在环（HIL）连接

　　时延补偿算法（<2μs时间偏差）

　　三、典型应用场景与实测案例

　　1. 新能源并网设备测试

　　光伏逆变器LVRT/HVRT验证：

　　零电压穿越测试过渡时间<100μs

　　可模拟不对称故障导致的正负序分量

　　模拟电网电压跌落至20%额定值（持续625ms）

　　吉事励方案优势：

　　2. 继电保护装置校准

　　案例：某省级电网公司使用吉事励装置后：

　　保护动作时间测试误差从±5ms降至±0.1ms

　　成功复现2019年巴西大停电中的级联故障场景

　　3. 电力电子设备可靠性验证

　　电动汽车充电桩：

　　模拟电网频率偏移（±2Hz）导致的充电中断

　　电压闪变（1Hz调制波）兼容性测试

　　数据中心UPS：

　　模拟毫秒级电压凹陷（90%幅值，10周期）

　　切换时间测量分辨率达10ns

审核编辑 黄宇