2.4.4 dq 阻抗与序阻抗测量方法对比

上文讨论了 dq 阻抗和序阻抗测量方法，其优缺点对比见表2-1。 dq 阻抗计算方法需要通过 dq 轴注入谐波扰动，在软件仿真中这个过程容易实现，但在实际测量中现有的商用扫频设备不支持高精度的电网相位追踪功能。即使具备这一功能，也要克服扫频设备的锁相环扰动问题，这对阻抗分析进一步造成了困难。序阻抗计算方法具备清晰的物理含义，该方法被现有的商用扫频设备广泛使用。不过，目前的商用扫频设备基本上多采用单频率注入，这不能满足测量现场快速测量的要求。另外，不论是序阻抗测量还是 dq 阻抗测量方法，在宽频信号注入时都面临频率耦合问题，这要求测量设备具备高精度的测量多频率能力。

在RT-LAB半实物模型上对双馈风电机组进行阻抗测量，分别使用 dq 阻抗测量方法和序阻抗测量方法，然后将测量的 dq 阻抗转换成正负序阻抗，并与序阻抗测量得到的阻抗结果进行对比。 dq 阻抗测量用到了宽频扰动信号，即多正弦谐波一次注入方法，并注意回避扰动信号之间的耦合问题。先后注入两次扰动，然后对两次测量结果联立方程求解。序阻抗测量过程采用的是单频率谐波注入扰动信号的方法，阻抗计算采用的是等效阻抗计算方法。

如图2-14所示，图中的三条阻抗曲线的测量对象是同一台满载运行的2.5MW双馈风电机组。三条曲线代表着三种不同的测量方法：红线代表在 dq 坐标系下测得 dq 阻抗后，通过 dq 转换到正负序（ αβ ）方法得到的正负序阻抗；蓝线代表设备实际的序阻抗；绿线代表省略电网阻抗后计算出的等效序阻抗。通过对比可以看出，在100～1000Hz范围内三种阻抗测量的曲线几乎是重合的，它们的差异主要集中在100Hz以内，尤其是50Hz附近差异比较明显。经过实验研究证明，测量值与实际值相差较小；等效序阻抗测量方法存在误差。如果将序阻抗的MIMO模型简化为两个SISO模型来处理，如图2-14中蓝线所示，阻抗误差较大。如果仅忽略电网阻抗影响并考虑阻抗耦合项，此时的序阻抗的MIMO模型按照四个SISO模型进行处理，此时误差较小。