[发明专利]一种电网模拟装置

权利要求书

1.一种电网模拟装置，其特征是，主要由实时数字仿真模块、信号调制器、功率放大器、滤波器和采样反馈模块五部分组成，实时数字仿真模块连接信号调制器，信号调制器连接功率放大器，功率放大器连接滤波器，滤波器连接采样反馈模块，采样反馈模块连接实时数字仿真模块，滤波器输出模拟信号；实时数字仿真模块用于建立和仿真电网模型，产生正弦信号；功率放大器采用应用数字功放技术的数字功放芯片，采用两级放大形式，第一级放大由信号调制器将幅值较低的正弦信号转化为5V的PWM信号，第二级放大由功率放大器将第一级的PWM波形作为驱动信号进行幅值和功率放大，其信号输出方式采用桥接式负载BTL（Bridge Tied load），具有两个功放输出端，一个功放的输出是另外一个输出端的镜像，两输出波形在相位上相差180°，幅值是单端输出波形的两倍；滤波器采用LCL拓扑结构，用于滤除高次谐波，确保波形不失真且不向电网引入谐波；采样反馈模块用于采集滤波器输出信号，并将其反馈至实时数字仿真模块的AD采集端，系统形成闭环，消除误差。

2.如权利要求1所述电网模拟装置，其特征是，所述电网模拟装置用于模拟电压跌落、三相不平衡、频率波动；它将RTDS仿真软件和实物接到一起，具有可靠的半实物仿真功能；利用实时数字仿真模块（RTDS）建立和仿真电网模型，输出某节点的电压、电流波形，经外部功率放大器放大波形的幅值和功率，保证波形不失真且不向电网引入谐波，同时可根据需要增加反馈环节。

3.如权利要求1所述电网模拟装置，其特征是，所述电网模拟装置主要包含RTDS和功率放大器，RTDS可以选用业内认可的电力系统仿真软件或者控制器，后者是自主开发的功率放大器，该功率放大器采用数字功放技术，其核心为数字功放芯片，它的开关频率可达300kHz。

4.如权利要求1所述电网模拟装置，其特征是，所述功率放大器采用两级形式，第一级将RTDS输出的正弦波转变为5V的PWM信号，第二级将PWM波形作为驱动信号，驱动数字功放芯片输出PWM；输出方式采用桥接式负载BTL（Bridge Tied load），互差180°的双路输出，最终得到的电压是原来单端输出的两倍。

5.如权利要求1所述电网模拟装置，其特征是，所述所述功率放大器对于实际电网，考虑电网谐波的范围大概在10KHz以内，而数字功放芯片的开关频率可达300KHz，为前者的30倍；因此，该装置引入的谐波可忽略；同时依靠300kHz开关频率,低通滤波器的设计就很简单，并且对LC参数的要求很低，滤波器的体积也较小；滤波器采用LCL结构。

6.如权利要求1所述电网模拟装置，其特征是，所述所述的功率放大器，因数字功放芯片分散性很小，不同的数字功放芯片输入相同的波形，滤波输出后的波形几乎一致，因此，三个单相放大器并联构建三相功率放大器，也可通过并联功放芯片来提高功率等级。

7.如权利要求1所述电网模拟装置，其特征是，所述所述功率放大器，其输出电压和功率受到数字功放芯片的限制，除了通过并联功放芯片来提高功率等级，还可选用升压变压器提高输出电压。