研究電力電子化電力系統穩定性的利器——阻抗法

阻抗法介紹

阻抗法分析電力電子化電力系統穩定性的最有名的文章當屬 Sun Jian 發表在 IEEE Trans. Power Electronics 上的 Impedance-based stability criterion for grid-connected inverters[1]. 這篇文章引言部分主要內容包括：

1. 本文提出了一種利用逆變器輸出阻抗和電網阻抗判斷系統穩定的判據。
2. 該判據是已有電壓源系統判據的推廣，適用於電流源系統。
3. 以單相（光伏）逆變器為算例說明本文所提出判據的正確性。

簡單來說，就是將系統等效為如下結構，即將逆變器和電網分別等效為電流源+阻抗及電壓源及阻抗：

之後判斷是否滿足Nyquist判據來判斷系統是否穩定。

需要說明的是，文章中詳細闡述了不能將電力電子設備等效為電壓源，再採用電壓源系統判據的原因：電力電子設備內環一般採用電流控制，在外部電路開路時無法正常工作。對具體技術細節感興趣的朋友可以去看孫老師的原文，目前IEEE 文章主頁上統計這篇文章已經被引用了286次，在整個電力電子和電力系統學科中都算引用數非常高的文章了。

模型及文檔分享

前面簡單介紹了孫老師的文章及文中提出的阻抗法。之前我在知乎的回答上曾經提到過，電力系統研究界很封閉，我本人很崇尚開源文化，所以決定把自己做的阻抗研究相關的模型和 LaTeX 技術文檔放到著名的代碼託管網站 GitHub 上。由於經常使用 GNU Emacs 的升級版 Spacemacs 作為我的編輯器，項目採用 GNU License，可以在遵守協議的前提下自由使用。具體地址如下：

本項目的具體說明可以參考項目主頁，歡迎同樣對阻抗法研究有興趣的朋友一起討論學習，如果人數多的話可以成立微信群，如有意向可以私信我。目前我正在學習浙江大學辛煥海老師今年在中國電機工程學報上的文章[2]，後續會繼續學習其他阻抗法相關的文章。

[1] Jian S. Impedance-based stability criterion for grid-connected inverters. IEEE Transactions on Power Electronics, 2011, 26(11):3075–3078.

[2] 辛煥海, 李子恆, 董煒, 等. 三相變流器併網系統的廣義阻抗及穩定判據. 中國電機工程學報, 2017, 37(5):1277–1292.

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