随着我国能源结构的战略性调整和能源转型的深入推进,新能源发电行业得到了快速的发展。新能源发电并网逆变器大规模接入电网,电力系统的电力电子化特征日趋明显,逆变器之间和逆变器与电网之间的相互影响越来越强烈,影响电力系统的稳定运行。在新能源并网系统的稳定性研究中,通常采用阻抗分析方法。该方法通过建立新能源并网逆变器的阻抗模型,揭示新能源并网逆变器不稳定的因素,能为提高新能源并网系统的稳定性提供理论依据和科学支撑。其中,阻抗模型是阻抗分析法的基础,新能源发电装备即并网逆变器的阻抗模型一般通过小信号建模的方式获得,但是由于实际应用的新能源发电装备“黑箱化”,控制复杂且控制特性差异大,给建模和分析带来的极大的困难。利用大功率宽频带阻抗测量装备能精确刻画新能源发电装备阻抗模型,解决风、光等并网逆变器的内在控制系统黑箱化带来的建模难题。为此,本文提出一种新能源发电装备阻抗测量方案;研究了阻抗测量装备不同控制方法对并网系统稳定性的影响;研制了380V/100kVA宽频带阻抗测量装备,测量频率范围为10Hz到1000Hz。本文的主要研究内容及创新点如下:1.对光伏发电并网逆变器进行dq坐标系下的阻抗建模,在建模过程中,重点研究了锁相环对阻抗模型的影响并分析了电流环控制参数对阻抗模型的影响。研究了基于广义奈奎斯特稳定判据的并网系统稳定性分析法,并研究了锁相环参数以及电网阻抗对并网系统稳定性的影响,研究发现锁相环带宽增大以及电网阻抗增大都会使并网逆变器稳定性降低。2.提出了一种宽频带阻抗测量装备拓扑结构,其中电压扰动注入装置采用多功率模块级联的结构,各功率模块由三相不可控整流模块和单相H桥逆变模块串联构成,可实现宽频带大功率的阻抗测量。设计了电压扰动注入装置的控制方法与SPWM调制策略。研究了阻抗测量装备的开闭环控制方法在不同短路比情况下对并网系统稳定性的影响,短路比较低情况下闭环控制比开环控制对并网系统稳定性的影响较小。设计了阻抗测量装备的投切控制方法,使阻抗测量过程对并网逆变器工作状态不产生影响。通过搭建在线仿真模型验证了本文所提出的阻抗测量方法及拓扑的正确性。3.研制了380V/100kVA宽频带阻抗测量装备,搭建了低压阻抗测量平台。详细叙述了阻抗测量装备的功率单元直流侧电容设计、功率器件选型、驱动电路设计、滤波器设计以及控制系统的软硬件设计。设计了基于LabVIEW上位机阻抗计算单元软件。通过实验验证了本文所提阻抗测量方法与装备的有效性。