一、電網故障模擬發生裝置的定義與核心價值

1. 裝置本質

電網故障模擬發生裝置（Power Grid Fault Simulator）是一種電力電子化測試設備，通過可編程電源與數字仿真技術，在實驗室環境中精準復現真實電網的故障工況，包括：

短路故障（三相短路/單相接地）

電壓暫降/驟升（幅度10%-90%，持續時間0.5-300周期）

頻率波動（45-65Hz連續可調）

諧波注入（THD最高50%，單次諧波可達50次）

2. 行業痛點解決方案

傳統測試局限：

依賴實際電網故障（不可控、高風險）

機械式故障發生器調節精度低（誤差>5%）

吉事勵創新價值：

支持IEC 61000-4-11/34等國際標準波形自動生成

故障參數分辨率達0.1V/0.01Hz，滿足新能源并網嚴苛測試需求

二、核心工作原理與技術架構

1. 系統組成

吉事勵GPF-2000系列采用三電平拓撲結構，包含三大核心模塊：

數字仿真單元：

實時運行PSCAD/EMTDRV等效模型

支持自定義故障腳本編程（Python/Matlab接口）

功率放大單元：

SiC MOSFET模塊（開關頻率100kHz）

輸出容量可達10MVA（模塊化并聯擴展）

監測保護單元：

200MS/s高速采樣率

硬件保護響應時間<20μs

2. 關鍵技術突破

動態阻抗匹配技術：

自動識別負載特性（0.1Ω-10kΩ）

輸出阻抗模擬精度±1%（含電纜感抗補償）

多故障疊加控制：

支持諧波+電壓暫降+相移復合故障生成

相位同步精度<0.1°

數字孿生接口：

與RTDS、OPAL-RT等實時仿真器硬件在環（HIL）連接

時延補償算法（<2μs時間偏差）

三、典型應用場景與實測案例

1. 新能源并網設備測試

光伏逆變器LVRT/HVRT驗證：

零電壓穿越測試過渡時間<100μs

可模擬不對稱故障導致的正負序分量

模擬電網電壓跌落至20%額定值（持續625ms）

吉事勵方案優勢：

2. 繼電保護裝置校準

案例：某省級電網公司使用吉事勵裝置后：

保護動作時間測試誤差從±5ms降至±0.1ms

成功復現2019年巴西大停電中的級聯故障場景

3. 電力電子設備可靠性驗證

電動汽車充電樁：

模擬電網頻率偏移（±2Hz）導致的充電中斷

電壓閃變（1Hz調制波）兼容性測試

數據中心UPS：

模擬毫秒級電壓凹陷（90%幅值，10周期）

切換時間測量分辨率達10ns

審核編輯 黃宇