1.4　大型光伏電站主要技術問題研究現狀

由于并網逆變器的電能質量和并網逆變器的電流控制技術緊密相關，下面將分別從并網電流控制技術、無功與電壓控制技術以及并網穩定性三個方面，就本書所討論的相關問題進行綜述，并闡述本文研究的切入點。

1.4.1　并網電流控制技術研究現狀

（1）瞬時電流反饋的并網控制技術

并網電流控制技術主要包括間接電流和直接電流控制^[39]。間接電流控制主要通過幅相控制來實現，其優點在于控制簡單且不需要電流反饋控制，其缺點在于動態響應較慢且對系統參數波動比較敏感。因此，間接電流控制通常應用于對并網逆變器動態響應要求較低且對控制結構無特殊要求的應用領域。不同于間接電流控制，直接電流控制通過控制并網逆變器輸出電流跟蹤電網電壓來達到并網的目的。由于直接電流控制原理相對簡單，因此在實際應用中普遍采用，例如傳統的滯環電流控制^[40]、固定開關頻率的滯環電流控制^[41]、正弦脈寬調制控制等。和間接電流控制相比，直接電流控制能夠獲得良好的穩態和動態響應性能^[42，43]。

對于采用三相三線制連接的并網逆變器，在采用基于電流閉環的并網控制策略時，根據坐標系的不同選擇，主要分為基于同步旋轉坐標系dq變換和基于靜止坐標系αβ變換兩種控制方式^[44～49]。對于基于同步旋轉坐標系dq變換的控制方式，主要是通過坐標變換將三相靜止坐標系中的交流量變換成兩相同步旋轉坐標系下的直流量，進而通過采用比例積分（Proportional Integral，PI）調節器實現并網逆變器的無靜差跟蹤；而對于基于靜止坐標系αβ變換的控制方式，主要是采用比例諧振（Proportional Resonant，PR）調節器實現對交流電流的無靜差跟蹤。其控制結構如圖1.8所示。

對于單相逆變器的并網控制而言，一般不方便進行坐標旋轉變換，雖然可以增設虛擬相來實現坐標旋轉變換，但增加了復雜度，因此可采用基于靜止坐標系的PR調節器設計，以實現并網逆變器輸出交流電流的無靜差控制^[50]。

此外，文獻[51，52]中給出了一種基于單周控制的電流控制方式。單周控制不同于PI、PR等線性控制，單周控制是在每個控制周期中通過調節開關變量平均值跟蹤參考值進而實現無靜差跟蹤的一種非線性控制方案。但是該方法僅以L濾波的并網逆變器在理想電網情況下進行了初步分析，并未考慮并網逆變器在非理想電網下的控制方案，因此暫不能獲得普遍應用。文獻[53～56]中給出了一種基于重復控制的三相并網逆變器電流控制方式。重復控制是在滯后一個控制周期對誤差信號進行調節的控制方法，重復控制具有數字實現簡單以及穩態性能好等優點，但是重復控制在每個控制周期中等同于開環控制，存在動態響應慢等缺點。文獻[57，58]中給出了一種基于預測電流控制的并網逆變器電流控制方式。這種控制方法相對簡單，接近于幅相控制，當并網逆變器開關頻率足夠大時，可實現并網電流的無靜差調節，但是需要依賴微分約束關系，因此，該控制方案對系統參數波動比較敏感。

（2）瞬時功率反饋的并網控制技術

前述基于瞬時電流反饋的并網控制技術，其基本思想是通過讓并網電流跟蹤電網電壓獲取高質量的并網電流。另一方面，亦可以通過瞬時功率反饋的控制技術實現高質量的入網電流。為實現瞬時功率反饋，在交流電機控制中普遍采用的直接轉矩控制提供了有益的思路，即直接功率控制（Direct Power Control，DPC）^[59]。

依據控制系統中電網電壓傳感器的采用與否，直接功率控制主要分為有電網電壓傳感器和無電網電壓傳感器兩種控制方式。圖1.9所示為傳統的無電網電壓傳感器的直接功率控制結構^[60～62]。

然而，傳統的基于滯環比較器的直接功率控制結構的主要不足在于并網逆變器的開關頻率不固定，這給輸出濾波器的設計帶來了問題，并且一般需要高速的數字處理器和高準確度的模擬-數字轉換器。針對滯環控制存在的缺點，文獻[63]中給出了一種基于PI調節的固定開關頻率的直接功率控制結構。該控制策略具有開關頻率固定、算法簡單、動態響應好等優點，尤其是在電網電壓不理想的情況下也能實現較好的并網控制性能。其控制結構如圖1.10所示。

基于PI調節的定頻DPC和傳統的通過滯環控制的DPC主要不同在于彼此對功率比較誤差信號處理的差異。這種基于PI調節定頻直接功率控制，其開關頻率固定、濾波器容易設計，不足之處在于其控制快速性與滯環控制相比有所降低。

但是，前述的直接功率控制都是基于L濾波器進行設計的，當并網逆變器采用LCL濾波器時，傳統的直接功率控制結構以及基于PI調節的定頻直接功率控制結構便很難直接應用于LCL濾波的并網逆變器。針對上述問題，文獻[64]中提出了一種修改的直接功率控制方案，該并網控制方案能夠適用于LCL濾波的并網逆變器。但是依然需要較高的開關頻率才能保證并網電流的電能質量。

（3）LCL濾波的阻尼技術

對于大型光伏電站，由于并網逆變器的額定功率較大，為降低開關損耗，并網逆變器的開關頻率通常限定在3～5kHz。因此，在大功率并網發電系統中，并網逆變器通常采用LCL濾波器結構。和L濾波的并網逆變器相比，由于LCL濾波器電容支路的增加，并網逆變器電流控制系統變為了三階系統，進而增加了控制系統的復雜性^[65]。而且LCL濾波器在某一頻率范圍內存在諧振，從而影響系統的穩定性能。針對基于LCL濾波的阻尼技術，相關文獻主要從無源阻尼和有源阻尼兩個角度進行分析。

根據阻尼電阻與LCL濾波器元件的連接方法，主要分為如下幾種無源阻尼方式：網側電感串/并聯電阻、電容支路串/并聯電阻。從控制特性、濾波特性、阻尼特性以及功率損耗的角度綜合分析，工程上通常采用電容支路串聯電阻的阻尼方案^[66]。此外，文獻[67]給出了一種基于阻尼損耗最小化的LCL濾波器參數優化設計方案。和傳統的LCL濾波器參數設計方法相比，該方案在一定程度上降低了阻尼損耗，進而提高了系統轉換效率，對于緩解阻尼電阻過熱問題，提供了一定的借鑒意義。

有源阻尼由于沒有附加阻尼電阻，因此沒有增加損耗，從而提高了系統效率。然而，有源阻尼控制一般需要增加電壓或電流傳感器，并且控制系統結構相對復雜，這在一定程度上限制了有源阻尼的應用。但是出于提高系統效率的考慮，有源阻尼有逐步取代無源阻尼的趨勢和潛力^[68]。

有源阻尼法可分為虛擬阻尼法、陷波器校正法和雙帶通濾波器法等。Pekik Argo Dahono首先提出了以“虛擬電阻”控制算法來代替實際阻尼電阻的有源阻尼控制，即虛擬電阻法。實際上，為了實現阻尼控制，可以在控制系統中構造一個具有負諧振峰值特性的環節，并以此抵消LCL濾波器產生的正諧振峰值。基于陷波器校正法的有源阻尼主要包括以電容電壓為反饋變量和以電容電流為反饋變量的有源阻尼^[69]，其控制結構如圖1.11所示。

文獻[70]中針對LCL濾波的并網逆變器在電流控制時存在穩態誤差與諧波失真等問題，提出將LCL濾波器的電容按特定比例分成并聯的前后兩部分，通過測量中間電流并作為反饋信號控制逆變器輸出的分裂電容法。但是該方法是一種間接電流控制方法，難以做到單位功率因數并網。其控制結構如圖1.12所示。

文獻[71]中提出采用網側電感電流作為外環，逆變器側電感電流作為內環的雙環控制策略，結合空間矢量脈寬調制（Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM）方法對網側電流進行直接控制。這種控制方案通過引入逆變側電感電流內環改變了并網側電流單環控制的不穩定需要阻尼的問題，同時又方便控制開關紋波電流的衰減率，也有利于保護橋臂開關管，保障逆變器的安全運行。但是和圖1.11（a）相比，明顯增加了并網控制系統的復雜性，其控制結構如圖1.13所示。

此外，文獻[72]中提出了一種基于雙帶通濾波器的有源阻尼控制技術，其基本控制思想是將電流內環PI調節器輸出值經過一個帶通濾波器后，再與PI調節器輸出值相減，從而獲得陷波器特性。但是當電網基頻偏移較大時，由于帶通濾波器帶寬問題會存在阻尼抑制不足的問題。

（4）并網鎖相技術

在并網逆變器電流控制中，為實現其網側有功、無功功率控制，需要動態地獲取電網電壓的相位信息，這樣就要求采用鎖相環（Phase-Locked Loop，PLL）對電網電壓進行鎖相，且在必要時還可提供有關信號的頻率和幅值等信息^[73～78]。

鑒于鎖相環在逆變器并網控制中的重要性，越來越多的學者對其進行了研究，提出了諸多鎖相環的控制和設計方案，從而使鎖相環的性能也不斷地得到改善和提升。為有效提高鎖相環的準確度和快速響應性，一般需采用閉環PLL技術，閉環鎖相環可分為線性和非線性PLL兩類。基于同步參考系的SRF-PLL（Synchronous Reference Frame PLL，SRF-PLL）是目前廣泛采用的線性閉環PLL之一。該鎖相環能有效地適用于電網平衡時頻率、相位及幅值檢測，其動態及穩態性能較好。但是，當三相電網電壓不平衡時，SRF-PLL得到的電壓正序分量的相位存在較大的2次諧波，難以取得令人滿意的效果^[79]。針對上述問題，文獻[80，81]中提出了一種解耦雙同步坐標系PLL（Decoupled Double Synchronous Reference Frame PLL，DDSRF-PLL），如圖1.14所示。

針對三相不平衡電網電壓，DDSRF-PLL采用基于正序、負序的雙同步坐標系結構，實現了正序、負序的解耦，從而實現對三相不平衡電網電壓的鎖相，但是當電網電壓畸變嚴重時，存在抑制能力不足的缺點。

文獻[82]中給出了基于雙二階廣義積分的鎖相環（Double Second Order Generalized Integrator PLL，DSOGI-PLL），如圖1.15所示。

該鎖相環通過基于二階廣義積分（Second Order Generalized Integrator，SOGI）的自適應濾波器來獲取三相電網電壓中的正、負序基波分量，但是當電網電壓畸變嚴重時，提取的基波分量諧波含量較大。在基于SOGI自適應濾波器的基礎上，文獻[83～85]提出了一種基于雙二階廣義積分的鎖頻環（DSOGI Frequency-Locked Loop，DSOGI-FLL），而且通過模塊擴展，該鎖頻環可以實現對不同頻率諧波分量的提取，但是存在計算量大等缺點。

文獻[86]中提出了一種基于復數濾波器的電網電壓同步鎖相方法，該交叉解耦復數濾波器的基本結構如圖1.16所示。

該鎖相方法采用交叉解耦復數濾波器實現電網電壓正序、負序分量的準確估計，并通過SRF-PLL實現濾波器頻率自適應功能和正序電壓相位估計。同時，在基于交叉解耦復數濾波器的基礎上，文獻[87]中給出了一種基于多復數濾波器的鎖相環技術，但是依舊存在當電網電壓畸變嚴重時抑制能力不足的缺點。文獻[88，89]中將基于復數濾波器的正序、負序分離方法和基于DSOGI-FLL的鎖頻環技術相結合，給出了基于復數濾波器的鎖頻環控制方案。

此外，文獻[90]中提出了一種加強型鎖相環（Enhanced-PLL，EPLL），其核心為自適應濾波器。和EPLL類似，文獻[91]中提出了一種基于自適應陷波器（Adaptive Notch Filter，ANF）的同步技術，動態性能優于EPLL。文獻[92]中采用同步旋轉參考坐標法提取正序、負序分量，但是并未考慮電網頻率偏移的影響。文獻[93，94]中采用直接解耦同步法分離電網電壓中的正序、負序分量及各次諧波分量，但是存在計算量大以及動態響應慢等問題。

綜上所述，現有控制策略雖然一定程度上拓展了并網逆變器的控制方式，但是并未考慮大型光伏電站中并網逆變器的特殊要求及特點。例如大型光伏電站中并網逆變器存在額定功率大、開關頻率低，需要采用LCL型濾波器，需要采用有源阻尼，需要考慮電網電壓畸變不平衡甚至基頻偏移，需要防止直流母線電壓跳變以及并網電流不平衡等問題。然而現有控制策略并沒有很好地解決目前存在的諸多問題。如何既能實現并網逆變器的單位功率/恒功率因數并網，又能有效保護橋臂開關管？如何保證并網逆變器在非理想電網下的穩定運行？如何防止直流母線電壓的大幅度波動甚至跳變？如何有效抑制并網電流的不平衡度？這些問題的有效解決，將極大地改善大型光伏電站的并網電能質量。

1.4.2　無功與電壓控制技術研究現狀

（1）大型光伏電站電壓越限機理

目前國內外關于光伏發電電壓越限問題多集中在分布式光伏發電領域。文獻[95]通過研究分布式光伏發電系統接入城市配電網模型，指出光伏發電系統接入將導致線路電壓升高，并且其電壓抬升量與負荷和光伏有功功率的大小有關。文獻[96]指出分布式光伏發電系統會導致配電網線路潮流反向，導致線路電壓越上限，且電壓受到光伏有功輸出功率的影響，越接近線路末端電壓變化率越大。文獻[97]表明負荷運行功率因數、負荷大小以及光伏發電系統的電壓等級等因素對并網點的電壓波動影響較大。文獻[98]分別提出了采用光伏逆變器恒無功功率控制、恒功率因數控制以及根據有功功率計算功率因數的cosφ（P）控制等策略來保證分布式光伏電站電壓不越限。

然而大型光伏電站與分布式光伏電站不同，分布式光伏電站不需要長距離輸送，容量較小、電站周圍負荷分布較多，小容量光伏系統脫網對大電網影響較小。但大型光伏電站一般容量較大，均分布在遠離負荷區域的邊遠地區、傳輸距離較長、接入地區電網薄弱，大容量的光伏電站發生電壓越限脫網會影響電網有功和無功功率平衡，導致大面積停電事故。因此，大型光伏電站電壓越限問題更加突出^[30]。目前國標已對光伏電站接入不同等級的并網電壓范圍做了相關規定^[99]，如表1.2所示。

對于光伏電站電壓越限機理問題，目前國內外有部分學者對并網點電壓進行了研究^[28～33]，指出光伏電站并網點電壓隨著有功功率的增加呈現先上升后下降的趨勢，在光伏輸出功率很大時并網點有越電壓下限的風險，并且光伏電站在電壓處于較低水平時具有低電壓大電流運行特性，增大了線路的無功吸收量，導致并網點電壓繼續下降，引起光伏電站發生低電壓脫網事故。但以上研究都僅將光伏電站等效為一個節點或者一臺逆變器，忽略了光伏電站站內阻抗以及各光伏發電單元之間的相互影響，并且僅考慮到并網點電壓越限問題，沒有研究光伏電站內部發生高電壓越限和低電壓越限，甚至發生光伏電站站內電壓連鎖脫網等問題。

因此，只有充分考慮大型光伏電站站內阻抗、光伏發電單元等站內因素建立大型光伏電站模型，進一步深入研究光伏電站內部各光伏發電單元之間的相互作用，以及脫網時光伏電站內部各光伏發電單元電壓變化情況，才能揭示光伏電站發生脫網現象的深層原因。

（2）大型光伏電站靜態電壓穩定性分析

靜態電壓穩定性問題是指系統在受到負荷緩慢增加等擾動后導致電壓運行點逐漸向電壓失穩點移動，最終失去平衡工作點引起電壓失穩的現象。如圖1.17（a）所示單電源供電系統，由電路原理可知，當電網電壓一定時該線路存在最大傳輸功率。其負荷節點的P-U曲線如圖1.17（b）所示，系統開始運行于A點，當負荷功率增大時將導致負荷節點電壓降低，當負荷功率大于最大傳輸功率P_max時將致使系統失去工作點，導致系統電壓失穩。因此，從物理上來說電壓靜態穩定是一個是否存在穩定功率平衡點的問題。

從數學角度看，電力系統靜態電壓穩定性分析是建立在潮流方程的基礎上，核心是研究系統潮流方程是否存在可行解的問題^[100～105]。研究電力系統靜態電壓穩定性的方法有非線性規劃法、連續潮流算法、特征值分析法、分岔分析法、靈敏度分析法。其中非線性規劃法是利用非線性函數優化的方法來避免潮流方程出現不收斂的情況，求解電壓臨界點，但是計算量很大，計算時間長；連續潮流算法通過預測-校正的方法避免潮流方程不收斂的情況，能準確計算出系統的功率-電壓曲線，得出系統的穩定運行域，但也存在計算量大的缺點；特征值分析法是通過求系統收斂雅可比矩陣的特征值來判斷電壓是否穩定，但不能得到系統的穩定運行域；分岔分析法能直接計算出系統靜態電壓臨界點，但是存在求解困難等缺點；靈敏度分析法是通過計算各變量之間的微分函數，來定量地表示各變量之間的關系，但也不能得到系統臨界穩定點。

對于大型光伏電站靜態電壓穩定性問題，目前部分學者利用連續潮流算法、靈敏度分析法等方法對其進行了研究。文獻[106]將大型光伏電站等效為一個整體進行分析，指出無功功率不足是導致光伏電站并網點電壓下降的主要原因。文獻[30]將大型光伏電站等效為一個PQ節點，指出光伏電站電壓穩定性受到裝機容量的影響。文獻[107]分析一個含光伏電站的3節點系統，將大型光伏電站處理成一個PQ節點，對并網點電壓進行分岔理論分析，并指出隨著光伏電站輸出功率的變化會導致并網點電壓出現霍普夫分岔和鞍結點分岔，致使并網點電壓發生振蕩失穩甚至電壓崩潰。文獻[108]通過計算出并網點的P-U曲線得到電壓穩定臨界點，并采用靈敏度分析法分析了負荷對光伏電站并網點電壓的影響。

但以上文獻均存在不足：首先，以上研究都將大型光伏電站等效為一個節點，忽略了光伏電站內部因素對電壓穩定性的影響，并且光伏電站站內無功控制要求充分利用每一臺光伏逆變器的無功能力，因此研究光伏電站站內電壓分布及其穩定性是非常有必要的。其次，以上研究僅給出了大型光伏電站并網點電壓變化的大致趨勢，沒有具體分析當前運行狀態下并網點電壓穩定判據及穩定裕度。最后，以上研究沒有具體分析光照強度、運行功率因數、電網阻抗、站內無功出力等因素對電壓穩定性的影響。

因此，應考慮大型光伏電站內部的詳細模型，研究大型光伏電站靜態電壓穩定性，得出大型光伏電站靜態電壓穩定判據及穩定裕度。在此基礎上分析光照強度、電網阻抗、運行功率因數、光伏發電單元無功功率等方面對大型光伏電站靜態電壓穩定性的影響。

（3）大型光伏電站無功與電壓控制策略

目前我國光伏電站并網逆變器主要運行于單位功率因數狀態，因此普遍采用在并網點裝設無功補償裝置的方法為光伏電站提供無功支撐^[30，31]。大型光伏電站常見無功電壓控制的手段主要有電容器、電抗器、靜止無功補償器SVC（Static Var Compensator，SVC）、靜止無功發生器SVG（Static Var Generator，SVG）、有載調壓變壓器，其主要特點如表1.3所示。

其中電容器和電抗器是電力系統中最常用的無功補償裝置，通過分組投切的方式能補償系統的感性和容性無功功率，但存在調控不連續和速度慢的缺點；SVC和SVG是新型的無功補償設備，能動態連續地產生感性和容性無功功率，并且控制速度很快，因此近年也被大量運用于光伏電站的無功補償；有載調壓變壓器（On-Load Tap Changer，OLTC）通過調節分接頭的擋位來改善系統無功分布，但是由于不能產生無功功率，在無功功率不足的情況下通過有載調壓變壓器調壓效果不好，甚至會產生負調壓效應。

隨著逆變器技術的發展，逆變器可實現有功、無功的解耦控制，為電網提供無功支撐。當大型光伏電站內部存在多個無功源的作用時，就需要對各無功源的無功輸出功率進行協調控制。這也是近年來光伏電站站內無功控制研究亟待突破的難點。目前光伏電站各無功源的協調優化控制研究尚處在起步階段，從理論研究到生產實踐，均沒有很深入的研究成果。目前僅有少數文獻以并網點電壓為控制目標對其進行研究。文獻[107]考慮光伏逆變器和無功補償裝置的綜合調節，利用九區圖原理兼顧并網點電壓和功率因數，提出基于九區圖的大型光伏電站無功控制策略，協調控制站內無功補償裝置和光伏逆變器的無功輸出量，但九區圖控制法盲目性較大，導致電壓控制效果不佳。文獻[109]提出以光伏逆變器為主、SVC為輔的光伏電站調壓方案，優先利用逆變器調節電壓，逆變器間無功采用等額分配的原則，無功不足時再由SVC進行二次補償。但每臺逆變器分配的無功容量相等，可能導致部分逆變器過載。文獻[110]通過三層分配策略將大型光伏電站的無功缺額在SVG、光伏發電單元、光伏逆變器之間協調分配，并采用電壓無功靈敏度方法提升光伏電站站內無功控制的精準性。文獻[111]在保證并網點電壓維持在規定范圍的基礎上，充分考慮站內線路的網損，在無功分配環節中按照光伏發電單元線路損耗大小調節無功優化系數進行無功分配，從而有效地降低光伏電站內部的線路損耗。

上述研究主要關注如何協調光伏電站內部各無功源輸出功率以實現對并網點電壓的控制，但沒有考慮無功控制策略對整個光伏電站電壓穩定性的影響以及站內電壓分布情況。實際上，大型光伏站內電站無功控制一方面要保證并網點電壓保持在要求范圍內，另一方面要改善電壓穩定性，保證電壓有足夠的穩定裕度。此外，由于光伏電站內部各光伏發電單元受天氣影響劇烈，電壓分布不均，因此，保持光伏電站內部集電線路上各光伏發電單元節點的電壓不越限也是無功電壓控制的一個重要目標。

由上述分析可見，目前無功與電壓控制問題的研究主要集中在分布式光伏發電等領域，而關于大型光伏電站無功與電壓控制問題的研究甚少。為了實現光伏電站的安全穩定運行，需要進一步地研究大型光伏電站站內無功控制策略，提出一種既能夠保證并網點及站內各光伏發電單元節點電壓保持在要求范圍內，又能夠提高靜態電壓穩定裕度的大型光伏電站站內無功協調控制策略。

1.4.3　并網穩定性研究現狀

大型光伏電站通過電網阻抗與電網相連時會造成光伏電站與電網之間以及光伏電站內部并聯逆變器之間出現諧振現象。諧振不但會影響大型光伏并網系統的諧波含量，甚至會出現諧振引發的系統不穩定現象，影響系統安全穩定運行。因此，研究大型光伏并網系統的諧振機理時必須探討諧振對系統諧波含量等電能質量以及系統穩定性問題的影響。目前人們通常采用伯德圖研究諧振引起的大型光伏電站諧波含量變化，通過實際阻抗測量采用基于奈奎斯特圖的阻抗穩定性判據以及在建模基礎上利用根軌跡或者伯德圖判斷系統穩定性^[112～121]。

（1）阻抗穩定性判據

采用阻抗穩定性判據的判定原理為：在已知兩個級聯子系統穩定情況下，級聯系統的穩定性可以通過判斷兩個級聯子系統的阻抗比是否滿足奈奎斯特穩定性判據來判定。對于大型光伏并網系統來說，可以將其看作大型光伏電站與輸電網絡兩個子系統級聯構成，采用級聯系統的阻抗穩定性判據來判定整個系統的穩定性。

Middlebrook于1976年提出了阻抗穩定性判據，建立了穩定性與電源輸入輸出阻抗之間的對應關系。然而，Middlebrook所提出的阻抗穩定性判據主要針對直流系統級聯后的穩定性判定，建模時通常將其等效為受控電壓源模型，而對于并網光伏逆變器通常等效為受控電流源模型，因此Middlebrook所提出的阻抗穩定性判據并不完全適用于大型光伏并網系統。2008年，孫堅對Middlebrook提出的阻抗穩定性判據進行改進，建立了逆變器并網系統的阻抗穩定性判據。并且將其用于海上風電與高壓直流輸電（High Voltage Direct Current，HVDC）系統的穩定性判定中，但其將整個風電場等效為一個受控電流源模型，忽略了并聯逆變器之間通過電網阻抗的諧振影響機理，實際情況下并聯逆變器之間通常會通過電網阻抗相互影響，造成逆變器并聯系統內部諧振^[114]。隨后，王雄飛等對孫堅提出的阻抗穩定性判據進行改進并將其應用于逆變器并聯系統中，分析了諧波補償器對并網逆變器并聯系統的諧振影響機理，然而其提出的阻抗穩定性判據存在缺陷^[115]。

采用阻抗穩定性判據時，可以不對系統進行精確建模，通過諧波線性化方法測量兩個級聯子系統的阻抗值即可判定級聯系統穩定性。因此非常適用于系統參數以及內部結構未知情況下級聯系統的穩定性判定，判定結果依賴于對子系統阻抗的實際測量，判定結果真實可靠，非常適用于判定大型光伏并網系統的穩定性。但是該方法的應用前提是兩個子系統在級聯前各系統內部穩定，特定情況下該方法存在判定誤區，且電網諧波會造成子系統阻抗測量不準確，也會影響阻抗穩定性判據的判定結果。

（2）常規判別法

常規判別法是在建立整個大型光伏并網系統的等效模型基礎上，通過根軌跡或者伯德圖判定系統穩定性。2004年，Marco Liserre等分析了電網阻抗對逆變器電流內環控制器的控制性能影響，提出了不同電壓等級變壓器及輸電線路的參數特性；隨后，Marco Liserre等人在單相并網逆變器系統中利用伯德圖討論了電網阻抗對系統的諧振影響^[116]。隨著多逆變器并聯系統的不斷接入電網，學者逐漸研究逆變器并聯系統與電網的諧振交互式影響機理。文獻[117～119]指出了逆變器并聯系統中存在由電網阻抗引起的諧振現象，但上述文獻并未對電網阻抗與光伏逆變器并聯系統的相互影響機理進行深入闡釋。文獻[120]針對分布式發電系統中多個光伏電站之間的諧振現象進行了初步分析，同時通過仿真提出系統穩定運行條件為：光伏電站能量供應充足，負荷消耗低時系統穩定。但其并未從理論分析角度加以證明。文獻[121]分析了輸電網絡中串聯諧振以及并聯諧振下電流諧波含量及諧振傳播情況，但其并未研究光伏電站與電網的諧振交互式影響機理。

在系統參數及內部結構已知情況下，利用根軌跡判別法可以精確判定大型光伏并網系統的穩定性。與基于奈奎斯特判據的阻抗穩定性判別法相比，利用根軌跡圖可以有效觀察系統中各參數（如電網阻抗、光伏電站容量等）變化對系統特征根的位置影響，可為抑制大型光伏并網系統諧振時逆變器控制策略的設計或者其他解決措施提供理論依據以及技術指導，且在建模以及參數精確給定時不存在誤判情況。然而采用該方法判定大型光伏并網系統穩定性時必須知道系統參數及其內部結構，同時需要對整個系統進行建模，過程復雜，工作量較大。

綜上所述，阻抗穩定性判據適用于對實際系統的穩定性判定，而常規判別法可為逆變器控制策略設計提供參考，兩種穩定性判別法對大型光伏并網系統諧振機理研究意義重大。然而雖然已有文獻針對這兩種穩定性判別法進行研究，已有一定成果可以借鑒，但其研究還存在較多不完善的地方，并未有學者針對大型光伏并網系統的諧振機理進行深入研究。

因此，有必要從阻抗穩定性判據以及常規判別法出發對大型光伏并網系統的諧振機理及其穩定性進行深入分析，從而掌握電網阻抗對大型光伏并網系統的性能影響規律，獲得大型光伏并網系統的穩定性判別方法，為光伏逆變器控制策略及其濾波器設計提供指導。