以光伏、风电为代表的新能源发电是缓解能源危机、降耗去霾的有效途径。逆变器作为能量转换接口在大规模新能源发电并网中得到广泛运用，对并网系统稳定运行的影响不容忽视。随着并网规模的不断增大，并网逆变器与电网阻抗的交互作用愈加显著，从而引发系统稳定性问题，表现为各种振荡失稳现象。

这些振荡现象广泛存在于大规模光伏、风电并网系统，近年来，国内外已出现多起这类稳定性问题，其振荡频率从10~1000Hz不等。

不同于传统的电力系统振荡问题，这种由逆变器引起的振荡和机械系统没有任何联系，其频率和衰减率由逆变器控制参数和交流电网参数共同决定，且比次同步谐振发散得更快，应引起足够的重视。因此，研究并网逆变器与电网阻抗交互失稳机理及阻尼策略，具有十分重要的理论和工程实用价值。

对这种稳定性问题最普遍的解释是电网阻抗较大时并网逆变器系统整体阻尼不足，阻尼是系统受到扰动后阻碍状态变量振荡的作用，是系统固有的一种特性，其大小和方向直接关系到系统的稳定性。

有学者将电力电子化系统类比到传统电力系统，尝试用类似功角运动的二阶微分方程来解释逆变器的动态行为。有学者认为电力电子化电力系统的动态问题呈现多时间尺度特征，并指明了这类动态问题的一般思路。

有学者得出了忽略直流电压环控制下并网逆变器系统的RLC等效电路，用电阻正负来解释系统振荡的机理。有学者在此基础上加入功率环推导，得到了相同的结论，然而用简单的电阻正负为判据具有很大的保守性。

有学者得出谐振频率附近逆变器的负电导特性是导致系统次同步振荡原因的结论。有学者通过研究单电流环并网逆变器系统证明，振荡的产生机理是因系统在振荡频率附近阻尼不足。

上述研究一定程度解释了并网逆变器系统振荡的产生机理，但仍具有较大保守性或忽略了直流电压环。

针对这类失稳问题，国内外已有一些改善措施。有学者分别提出基于阻抗重塑、超前滞后补偿、自适应控制等方法抑制振荡，以上方法主要是通过改变电流环控制来提高相位裕度从而提升电流控制阻尼效果，但对包含直流电压控制的逆变器交互失稳现象效果并不明显。有学者通过反馈直流输入电流至电压环输入形成有源阻尼，提高并网逆变器系统的稳定性，但由于其反馈电流中含直流分量，作用类似下垂控制，在阻尼交互失稳现象同时将影响系统静态工作点。

武汉大学电气与自动化学院的研究人员针对新能源发电并网系统中存在的并网逆变器与电网阻抗交互失稳问题，首先，建立逆变器小信号模型，分析了并网逆变器与电网阻抗交互失稳机理；其次，提出包含直流电压环的阻尼振荡策略，并分析了其提升并网逆变器系统稳定性的作用机理；然后，通过理论分析证明该策略能够对并网逆变器适应电网电感范围有2~3倍的提升，且能够极大地提升逆变器稳定控制参数域；最后，通过硬件在环仿真对所提出的策略进行了验证，仿真结果验证了理论分析的正确性。

研究人员最后得出结论如下：

1）交互失稳是由直流电压环与电网阻抗交互导致阻尼为负造成的。

2）阻尼策略通过在直流侧串并联虚拟电感电阻，从而达到提升系统整体阻尼、提升系统稳定性、抑制功率振荡的效果。

3）阻尼策略能提高并网逆变器稳定性，且极大地提升逆变器稳定控制参数域。

此外，由于本阻尼策略是基于提升系统阻尼的反馈控制，理论上对于多逆变器系统同样适用。

以上研究成果发表在2020年《电工技术学报》增刊2上，论文标题为“并网逆变器与电网阻抗交互失稳机理及阻尼策略”，作者为汪春江、孙建军 等。