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