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定性分析方法，其中阻抗分析法因其不受系統結構參數已知性限制的優點，成為小信號穩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新能源電力系統中的交直流并網設備，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部結構和參數，但在實際情況中，存在諸多局限性，如設備廠商的商業保密、集成設備的多樣性等問題。因此，多數的并網設備是無法解析的“黑箱”模型，或是僅知悉部分結構和參數的“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、設備的詳細結構與參數，在系統小信號穩定性分析、參數辨識等研究中發揮積極意義。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節將介紹頻域小信號阻抗概念和頻率耦合特性。2.3節將從無源測量和有源測量角度出發介紹阻抗測量方法。2.4節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。