电网模拟器是一种高精度、可编程的双向交流测试电源，核心是在实验室里真实复现电网的各种工况，包括正常波动、电压暂降 / 骤升、频率漂移、谐波、三相不平衡、短路故障等，是新能源并网、储能、充电桩、微网设备研发与认证的关键设备。

一、核心定义与原理

• 本质：背靠背双向 PWM 变流器（整流 + 逆变），能量可双向流动（既能输出也能吸收），与普通单向交流电源有本质区别。

  架构：输入隔离变压器→PWM 整流器→直流母线→PWM 逆变器→LC 滤波器→输出；三相独立控制，可分调电压、频率、相位。

• 关键优势：不污染公共电网，可模拟极端故障而不影响真实电网。

二、核心功能

1. 基础电网模拟

• 三相电压 / 频率独立可调：0–500V、40–70Hz，精度可达 0.01%。

• 三相不平衡：可设置任意相角与幅值偏差。

• 谐波叠加：2–50 次谐波，总谐波畸变率（THD）可调。

2. 故障穿越测试（LVRT/HVRT）

• 电压暂降 / 骤升：0–120% 额定电压，10ms 级快速切换。

• 低电压穿越（LVRT）：模拟电网短路，电压跌落至 20%/50%/75%，持续数百毫秒，测试逆变器不脱网能力。

• 高电压穿越（HVRT）：模拟电网甩负荷，电压升至 110%/120%，测试过压耐受。

3. 动态与稳态测试

• 频率渐变 / 阶跃：模拟电网频率漂移（如 49–51Hz）。

• 电压闪变、波动：模拟电弧炉、电机启动等扰动。

• 阻抗模拟：串联线路阻抗，模拟长线路压降与谐振。

4. 高级应用

• 能量双向流动：适配 V2G 充电桩、储能变流器（PCS）的放电回馈测试。

• 多机并联：单机 500kVA–30MW，可并至 100MW 级，满足电站级测试。

• 自动化测试：内置多国标准（如 GB/T 36995、IEC 61000），自动生成报告。
  
  

三、典型应用场景

• 新能源发电：光伏逆变器、风电变流器并网认证（LVRT/HVRT、谐波、频率响应）。

• 储能系统：储能变流器（PCS）充放电、并网离网切换、孤岛保护测试。

• 新能源汽车：充电桩（含 V2G）、车载充电机（OBC）的电网适应性与放电测试。

• 微网与虚拟电厂：源 - 网 - 荷 - 储协同仿真，验证孤岛运行、并网切换、调频调压策略。

• 电能质量设备：APF、SVG、有源滤波器的补偿效果与响应速度测试。

四、电网模拟器与普通交流电源的区别

• 选型关键：

1. 功率等级：覆盖被测设备额定功率，留 20% 余量。

2. 电压范围：0–480V（低压）或 0–690V（中压）。

3. 动态响应：电压切换时间≤10ms，满足 LVRT 测试。

4. 谐波能力：至少 2–25 次谐波，THD≥30%。

5. 双向功能：V2G / 储能测试必须支持能量回馈。

五、电网模拟器总结