随着大量直流负载及分布式模块接入电网,多模块及设备之间的相互作用容易导致电力系统稳定性及动态性能的降低,甚至造成系统失稳。直流电网的谐振与不稳定问题可以归纳为:供电系统与电网负载的阻抗参数不匹配。传统的阻抗扫频装置测量范围较窄,仅能满足一定中低频率小范围下的检测需求,在实际高频信号的检测环节具有一定的局限性。基于此,本文设计了一款高精度、多模式、宽范围的阻抗扫频装置,用来满足阻抗检测的实际需求。本文主要完成了阻抗扫频设备样机的整体设计、装置制作及相关功能的验证性实验,包括以下内容:首先,针对现有扰动型阻抗检测装置的特征,提出了扰动注入单元、测量控制单元及数据采集分析单元三大组成模块,并对不同单元的具体功能提出了相应的要求。在负载或待测系统参数发生变化时,扰动注入单元能保持较高的低纹波准确度、可重复性及可靠性,输出频率准确度应优于±0.2%,最小步长不大于0.5Hz。测量控制单元应能完成测量通道构建、参数设置、装置启停和故障报警等运行控制,辅助完成数据的测量。数据采集分析单元应完成不同频率点下数据的采集、提取、处理、分析的功能,不仅要满足单个频率点下的测量需求,还要满足设定频段下的多个频率点的信息检测需求。为了实现上述模块的不同功能,设计了阻抗扫频装置的硬件构成单元及软件设计内容。硬件设计是阻抗检测整体系统的底层部分,为总体功能的实现提供可操作、实体化的结构及平台;软件设计则是检测系统的上层模块,保障主体内容及功能完成。扰动注入单元主要依靠高性能波产生设备,结合相应的转化与功率放大电路实现扰动信号的生成;测量控制单元主要利用DSP及Labview构建的整体软件模块,对基本的预充电电路、多通道切换电路、故障保护电路等实现具体的控制;数据采集分析单元则主要利用Labview模块内容实现电压电流的采集分析,通过与DSP等主控芯片的通信传输,实现对硬件的协调控制。在基本检测功能及精度实现的基础上,为了进一步提升阻抗检测性能,针对硬件采集不同环节的引入误差进行相应的修正及实验验证。针对不同大小的待测阻抗范围,提出了相应的自适应检测算法,通过匹配合适的测量通道提高采集精度。软件方面,为了降低实际电网中背景谐波的影响,利用相应的算法实现背景谐波二次计算。同时,为了平衡测量装置的快速性及准确性,在单点测量及等步长测量的基础上,提出了相应的变步长算法以供选择及切换。