为应对传统能源储量有限及其环境污染的问题，各国都在加快能源结构调整，新能源发电在电网中的渗透率进一步提高。新能源发电并网的稳定性已成为了国内外学者研究的热点，自1976年Middle-Brook提出基于系统阻抗的稳定性判据以来，出现了诸多在此基础上改进的逆变器稳定性判据，但此类判据均需要获取逆变器阻抗参数。

此外，研究并网逆变器之间或逆变器和电网之间的交互影响及谐振特性的实质是研究不同逆变器阻抗之间或逆变器与电网阻抗之间串并联特性。在逆变器下垂控制中也涉及逆变器输出阻抗参数。

综上所述，逆变器阻抗在多方面研究中都是至关重要的参数。因此探究如何快速准确地获取逆变器阻抗参数是具有重要意义的工作。

逆变器阻抗由其控制参数和主电路参数共同决定，通常一台逆变器，其全部参数较难获取，同时运行过程中，各参数也可能存在一定变化，采用理论计算较难获得阻抗准确值，目前一般采用测量法获取逆变器阻抗参数。

逆变器阻抗测量和电网阻抗测量存在相似之处，目前主要测试方法可以分为外加扰动测量方法和非扰动测量方法。非扰动测量方法主要是利用非线性设备运行时产生的特定谐波测试系统阻抗参数，其存在各次谐波分布不均问题，且没有考虑被测设备的背景谐波，存在较大误差。

扰动式测试方法可分为暂态测试方法和稳态测试方法。电容投切法和晶闸管短路法是典型的暂态方法，此类方法谐波分布不可控，存在某些频率谐波信号较弱或缺失等问题，且易影响系统的稳态性能。

基于谐波电流注入的稳态测试方法是目前应用广泛的测试方法。有学者提出一种方波电流注入的逆变器阻抗测量方法，其存在方波信号中各次谐波幅值差别较大问题，造成电流幅值较低频率分量下阻抗的测试结果不准确。有学者提出一种在两相间注入谐波电流获取dq坐标系下阻抗参数的方法，该方法同样没有考虑到背景谐波的影响。有学者提出在并网系统的电力电子设备控制指令中加入扰动电流指令的方法测试逆变器或系统谐波阻抗值。

上述各类谐波电流注入方法为消除背景谐波的影响通常需要测量谐波电流注入前后电压和电流参数，也未考虑测量过程中逆变器运行状态和电网频率的变化，是理想情况下的测量方法，但实际运行中电网频率等参数存在一定波动，前后两次测量并网逆变器可能处于不同的运行状态，从而导致测量不准确。

通过分析逆变器谐波分布特征及电流注入法与电压扰动法的等效性，武汉大学电气与自动化学院、国网河南省电力公司电力科学研究院、国网安徽省电力有限公司的研究人员提出一种基于电压扰动源的逆变器阻抗测试方法。

图10 实时数字仿真平台

针对逆变器背景谐波频率成分和传统谐波电流注入法的不足，研究人员提出逆变器阻抗的偏频测量方法。电网运行其频率在一定范围内波动，分析了电网频率波动对传统电流注入法及所提偏频谐波电流注入法的影响。利用电流注入方法与电压扰动方法的等效性，进一步提出了基于电压扰动源的逆变器阻抗测量方法。

实时数字仿真证明了电压扰动源具备基波和非整数次谐波输出能力，能满足测量方法频率选取要求。同时实时数字仿真结果也表明，所提测量方法能够避免电网频率波动对逆变器阻抗测量的影响，得到准确的逆变器阻抗模值和阻抗角。

以上研究成果已发表在2019年第22期《电工技术学报》，论文标题为“基于电压扰动源的并网逆变器输出阻抗测量方法”，作者为钟佩军、孙建军、司学振、曹志煌、潘静。