Chapter 2
第2章 阻抗掃描理論方法和應用

2.1 引言

本書第1章中介紹了目前常用的小信號穩(wěn)定性分析方法，其中阻抗分析法因其不受系統(tǒng)結構參數(shù)已知性限制的優(yōu)點，成為小信號穩(wěn)定性分析領域的主流方法。目前的阻抗建模研究涵蓋大多數(shù)新能源電力系統(tǒng)中的交直流并網(wǎng)設備，如在風電領域常見的直驅永磁風電機組、雙饋風電機組等。在獲得可靠的阻抗模型后，通過對多機組、場站以及復雜線路進行集成，可以獲得新能源設備并網(wǎng)的阻抗聚合等值模型[10]。在考慮頻率耦合特性后，無論是dq阻抗還是序阻抗，其表達式通常用二維的矩陣來表示。

獲取阻抗特性主要有三種方法，即解析阻抗建模、仿真模型測量和實物測量。解析阻抗建模是直接推導阻抗解析表達式，從而分析阻抗特性。仿真模型測量法通過測量仿真模型來獲取阻抗特征。實物測量則是指通過測量裝置測量實際設備阻抗特性。解析阻抗建模和仿真模型測量方法需要獲得其準確的內(nèi)部結構和參數(shù)，但在實際情況中，存在諸多局限性，如設備廠商的商業(yè)保密、集成設備的多樣性等問題。因此，多數(shù)的并網(wǎng)設備是無法解析的“黑箱”模型，或是僅知悉部分結構和參數(shù)的“灰箱”模型，無法建立準確的詳細模型。基于阻抗測量的分析方法可以不依賴電網(wǎng)、設備的詳細結構與參數(shù)，在系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性分析、參數(shù)辨識等研究中發(fā)揮積極意義。阻抗測量方法較多，可從多個角度對阻抗測量方法進行分類。按是否通過外部設備向被測系統(tǒng)注入擾動信號，可以將阻抗測量方法分為無源測量和有源擾動注入測量兩類；根據(jù)阻抗參考坐標系的不同，可以分為靜止坐標系下的序阻抗測量和旋轉坐標系下的dq阻抗測量。

本章2.2節(jié)將介紹頻域小信號阻抗概念和頻率耦合特性。2.3節(jié)將從無源測量和有源測量角度出發(fā)介紹阻抗測量方法。2.4節(jié)將主要介紹阻抗掃頻測量方法，并介紹靜止坐標系下的正負序阻抗和旋轉直角坐標系下的dq阻抗測量機理，以及討論掃頻擾動的注入方式和擾動信號類型。2.5節(jié)將主要介紹擾動注入設備電路拓撲和幾種典型的阻抗測量裝置。