电网模拟器
ITECH 艾德克斯 · IT-7900EP
电源设备 电网模拟器交流电源可编程ITECHLVRT谐波注入PHiL反孤岛
技术参数
| 输出功率 | 21kVA（IT7921EP 单机；⚠️ 请核对机身铭牌确认实际型号） |
| 输出电压（源模式） | 0~350V L-N（反相模式最高 700V L-N） |
| 输出频率（源模式） | 16~2400Hz |
| 输出频率（负载模式） | 16~500Hz |
| 总谐波失真 | <0.5%（线性负载） |
| 谐波模拟 | 最高 50 次（电压谐波注入 / 内置 IEC61000-3-2/3-12） |
| 可编程输出阻抗 | 可设置 R + L，模拟电网阻抗（弱网 SCR 仿真） |
| 并机扩展 | Master-Slave 并机，最高 960kVA |
| 接口（标配） | USB, CAN, LAN, Digital I/O |
| 接口（选配） | GPIB, 模拟 RS232 |
| IEC合规测试 | IEC 61000-4-11/13/14/17/28（内置标准曲线） |
简介
ITECH IT-7900EP 是一款基于 SiC 技术的全 4 象限再生型可编程电网模拟器，实物已于 2026-04-29 到货登记。采用高功率密度设计（21kVA/3U），可在源模式（Source）下模拟各类电网异常，也可在负载模式（Load）下作为可编程交流/直流电子负载使用。产生的能量可回馈至电网（再生型），适用于并网逆变器、储能系统、微电网、V2X 等设备的研发和合规测试，同时支持 PHiL（功率硬件在环）仿真。
工作模式总览
| 参数 | 源模式（Source / 电网模拟） | 负载模式（Load / 电子负载） |
|---|---|---|
| 频率范围 | 16–2400 Hz | 16–500 Hz |
| 最高电压 | 350V L-N（反相 700V L-N） | 350V L-N |
| 工作模式 | AC / DC / AC+DC / DC+AC | AC（CC/CP/CR/CS/CC+CR/CE）+ DC（9 种） |
| 典型应用 | 并网逆变器测试、IEC 合规、LVRT | 模拟非线性负载、整流器 RLC 拓扑 |
| 能量方向 | 向 DUT 输出电能 | 吸收 DUT 电能（再生回馈电网） |
源模式（Source Mode）功能详解
基本输出模式
支持四种输出组合：
| 模式 | 说明 |
|---|---|
| AC | 纯正弦交流输出（默认） |
| DC | 纯直流输出 |
| AC+DC | 交流叠加直流偏置（DC 偏置在 Config 设置） |
| DC+AC | 直流基础上叠加交流纹波（Vac ≤ 额定电压 10%） |
相位配置：
- 单相：标准单相输出
- 三相：三相四线（Y 接或 △ 接可选）
- 反相（Reverse Phase）：两台单相串联，额定电压扩展至 200%（最高 700V L-N）
- 多通道：3 路独立单相输出，可同时测试 3 台 DUT（高级功能不可用）
电压跌落与骤升（Surge & Sag）
用于模拟电网暂态异常，可在任意输出波形上叠加：
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| 触发模式 | 周期（Period）/ 触发（Trig）两种 |
| 起始角度 | 0–360° 可设，精确控制跌落发生的相位 |
| 角宽度 | 跌落持续的相位角范围 |
| 对称性 | 可生成对称跌落波形 |
| 幅值设定 | 百分比（% of RMS）或绝对值（V）两种方式 |
| 重复次数 | 自定义重复执行次数 |
| 周期计数 | 每 N 个电网周期执行一次（配合 Repeat count） |
| 三相独立控制 | 可选 A / B / C / A&B / B&C / A&C / A&B&C，同步或指定相位模式 |
实验室典型用法：LVRT 测试时，设置 A&B&C 同步跌落至额定的 20%，持续 25 个周期（500ms at 50Hz），对应 IEC 61000-4-11 Class III 要求。
谐波注入与分析
| 功能 | 参数 |
|---|---|
| 谐波次数 | 最高 50 次（基波 50/60 Hz） |
| 内置标准库 | IEC 61000-3-2（家用设备）、IEC 61000-3-12（工业设备） |
| THD 波形 | 直接设置输出电压 THD 值，自动合成失真波形 |
| 用户自定义 | 逐次设置各次谐波幅值与相位，支持 CSV 导入 |
| 谐波测量 | 内置仪器实时显示前 50 次谐波幅值与相位 |
| 谐波分析 | 触摸屏频谱图显示 |
可编程输出阻抗
模拟电网内阻抗（等效改变系统 SCR）：
- 可设参数：R（阻性）和 L（感性）
- 用途：无需更换外部接线，直接在仪器内调节 R+L，模拟从强网（低阻抗）到弱网（高阻抗）的不同场景
- 实验室场景：配合 LCL 滤波器（L1=6mH, L2=300μH），通过增大输出 R+L 模拟 SCR=2~5 的弱网，寻找逆变器失稳临界点
IEC 标准合规测试
内置以下 5 个标准的测试曲线，一键执行：
| 标准 | 测试内容 |
|---|---|
| IEC 61000-4-11 | 电压跌落（Voltage Dips）、短时中断（Short Interruptions）、电压变化（Voltage Variations） |
| IEC 61000-4-13 | 谐波与间谐波（Harmonics & Interharmonics） |
| IEC 61000-4-14 | 电压波动（Voltage Fluctuation） |
| IEC 61000-4-17 | 直流纹波（DC Ripple on AC Supply） |
| IEC 61000-4-28 | 频率变化（Variation of Frequency） |
参数可定制：起始相位角、重复次数、延迟时间、上升/下降斜率。
负载模式（Load Mode）功能详解
AC 负载模式（6 种工作模式）
| 模式 | 说明 |
|---|---|
| CC（恒流） | 吸收恒定有效值电流 |
| CP（恒功率） | 吸收恒定功率 |
| CR（恒阻） | 模拟纯阻性负载 |
| CS（恒视在功率） | 恒定视在功率 |
| CC+CR | 恒流与恒阻复合模式 |
| CE（电路仿真） | 模拟真实电路拓扑（见下） |
CE 模式支持的电路拓扑：
- 并联 RLC：R、L、C 并联后接地，模拟谐振型负载
- 单相整流 RLC：整流桥 + RLC 滤波，模拟开关电源前级整流器
其他 AC 负载特性：
- 波峰因数（Crest Factor）：1.414–5.0 可调
- 相移：-180°~+180° 可设
- 单位功率因数模式（Unit PF）：电流随电压变化，PF 趋近 1
DC 负载模式
支持 9 种工作模式：CC / CR / CP / CV / CC+CV / CR+CV / CP+CV / CC+CR / CV+CC+CP+CR 自动模式。
反孤岛测试模式（Anti-islanding Test）
专用于验证并网逆变器的反孤岛保护功能：
- 进入 RLC 功能菜单，配置等效负载 R、L、C 参数
- 或直接设定孤岛平衡点的有功/无功功率值
- 设置孤岛发生时的输出停止相位角
- 开启 K1 开关，切换至孤岛状态
- 界面实时显示孤岛持续时间，测量逆变器保护响应时间
适用标准：IEEE 1547、IEC 62116 反孤岛检测验证。
LIST / SWEEP / 任意波形
LIST 函数
- 最多 200 步序列，每步独立设置波形、幅值、频率、运行时间、上升斜率
- 11 种内置波形 + 用户自定义波形均可作为子波形
- 支持 USB 导入 CSV 文件快速编辑
- 可设置循环次数和结束状态（保持最后波形 / 关闭输出 / 返回正常）
SWEEP 函数
- 电压 + 频率双维度扫描，逐步阶梯式变化
- 扫描结束自动标记最大功率点（适合 MPPT 效率测试）
- 支持时间触发和外部触发两种切换方式
- 扫描模式：单向 / 来回扫描（back-forth）
内置及自定义波形
| 类型 | 波形 |
|---|---|
| 内置 8 种 | 正弦、方波、锯齿波、三角波、梯形波、削顶正弦、整流波、THD 波 |
| THD 波 | 直接设定 THD 比例，自动合成失真正弦 |
| 用户自定义 | 手动编辑 or CSV 导入，保存至本地波形库 |
自定义波形可作为 LIST / Surge-Sag / SWEEP 的子波形使用。
PHiL 功率放大器模式
IT-7900EP 可配置为 PHiL（Power Hardware-in-the-Loop）功率放大器：
- 工作原理：外部实时仿真器（如 OPAL-RT OP4200）输出低压模拟/数字信号，IT-7900EP 将其无失真放大为真实功率电压/电流
- 接口要求：需选配模拟接口（Ext-Program / Analogue Function）；标配 Digital I/O 可作触发同步
- 实验室拓扑：OPAL-RT → 模拟信号 → IT-7900EP 功率放大 → LCL 滤波器 → Danfoss FC302 逆变器（DUT）
- 应用场景：微电网实时仿真、储能 BMS 测试、新能源车 V2X（BOBC）功率硬件验证
远程控制与测量
通信接口
| 接口 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
| LAN | 标配 | SCPI 命令，推荐远程控制首选 |
| USB | 标配 | 波形 CSV 文件传输 |
| CAN | 标配 | 工业总线控制 |
| Digital I/O | 标配 | 触发输入/输出，与示波器/RT 系统同步 |
| GPIB | 选配 | IEEE-488 仪器总线 |
| 模拟 RS232 | 选配 | 模拟量外部编程（Ext-Program/PHiL） |
内置测量仪器
- 示波器模式：实时显示输出电压/电流波形
- 谐波分析仪：前 50 次谐波幅值与相位（柱状图 + 数值表）
- 功率分析：实时测量 V_rms / I_rms / P / Q / S / PF / THD
- 能量计量：累计电能记录（输出量与回馈量分别统计）
快速使用
场景 1：LVRT 低电压穿越测试
- 设置输出为三相 AC，220V L-N，50Hz，使能输出
- 进入 Standard → IEC 61000-4-11，选择 Voltage Dips 测试项
- 设置跌落深度（如 20% of Un），持续周期数（如 25 cycles = 500ms）
- 确认起始角度（通常 0°），点击 Run 执行
- 外接示波器或采集系统记录 DUT 响应电流波形
场景 2：谐波注入测试
- 设置单相/三相 AC 正常输出
- 进入 Config → Waveform → THD Wave，输入目标 THD 百分比（如 5%）
- 或在谐波设置界面逐次设置 3、5、7 次谐波幅值与相位
- 使能输出，内置谐波分析仪实时验证输出波形 THD
- 测量 DUT 在谐波污染电网下的响应（电流畸变、保护动作等）
场景 3：可编程阻抗模拟弱电网
- 进入 Config → Impedance，设置 R 和 L（如 R=0.5Ω，L=5mH，模拟 SCR≈5）
- 设置正常 AC 输出（220V L-N，50Hz），使能输出
- 观察逆变器在弱网阻抗条件下的稳定性（PLL 锁定时间、电流谐波等）
- 逐步增大 R+L（降低 SCR），寻找失稳临界点
注意事项
- 大功率接线：三相运行时电流可达 30A（L-N），接线前确认配电开关容量 ≥ 40A，线缆截面积 ≥ 6mm²，输出端必须可靠接地
- 能量回馈：负载模式吸收的能量将回馈至输入电网；确认上游配电允许双向潮流，防止触发过压保护
- SiC 散热：保持设备前后通风不受遮挡（≥ 50cm）；环境温度不超过 40°C；预热 30 分钟后测量精度最佳
- 反相模式：700V L-N 高压输出时，必须使用额定电压 ≥ 1000V 的测试线，并确认 DUT 耐压等级
- 多通道限制：三路独立输出时，Surge&Sag、LIST、IEC 合规测试等高级功能均不可用
- 功率型号核对：本页记录为 IT7921EP（21kVA）；若实验室实际采购为其他功率等级，请以机身铭牌为准
调研档案
选型对比（Chroma 62000/61800、Keysight RP7900 等候选）、招标 RFQ、报价单归档于项目内部 Nutstore：Physical Platform/CityU_HK/02_Grid_Simulator/（实验室成员内部可访问，不公开）。