随着电力系统中可再生能源比例和电力电子设备比例的不断提高,即表现出“双高”特性,并网逆变器与电网动态交互引发的宽频谐振及谐波稳定性问题日益凸显。基于同步旋转坐标系下频域小信号模型的dq阻抗法是研究三相逆变并网系统宽频谐波谐振的有效工具。为解决已有的逆变器dq阻抗建模方法及阻抗模型在并网稳定性研究中应用存在的问题,论文在并网逆变器黑箱阻抗建模的基础上开展了稳定性分析、阻抗的白箱化建模、阻抗定向重塑等方面的研究。首先,针对单输入-单输出阻抗模型精度不足的问题,论文依次建立了滤波电路、正负序分离、锁相环等逆变器内部关键物理环节的多输入-多输出小信号模型,进而构建并网逆变器的dq阻抗模型。先将逆变器阻抗视为黑箱模型,对比分析了不同控制方法、控制参数、稳定工作点下的逆变器dq阻抗建模结果。进一步地,论文研究了基于abc坐标系扰动注入的dq阻抗测试方法,Simulink仿真和RTDS硬件在环实验平台的阻抗测试验证了阻抗建模方法及模型的正确性。接着,针对多输入-多输出系统频域稳定判据及其衍生方法物理意义不足的问题,论文将并网逆变器的dq阻抗模型应用于并网系统的小信号建模及其等效电路的构建,为后续的稳定性分析奠定具有物理意义的模型基础;进一步地,针对基于等效谐振参数的稳定判据适用性受限的问题,论文将频域法与时域法融合,首次提出一种结合阻抗比和阻尼特征的谐波谐振稳定性分析方法,并将其应用于不同功率因数下的并网系统稳定性分析,与其他稳定性分析方法的理论分析结果、Simulink仿真结果和RTDS平台稳定性试验结果的对比表明了该稳定性分析方法的有效性。然后,针对多输出-多输出的黑箱模型与内部物理环节联系弱的问题,论文首次在并网逆变器全阶小信号模型的基础上引入分支导纳的定义,分支导纳中的有功导纳和无功导纳有助于分析稳定工作点对逆变器阻抗和系统稳定性的影响机理;论文还研究了减少矩阵运算和耦合项的阻抗降阶模型建立方法,获得的简化逆变器阻抗模型中各项具有独立表达式,直接地揭示了内部关键物理环节和dq阻抗各项之间的联系,推动原黑箱阻抗模型向白箱化方向发展,有利于指导逆变器阻抗重塑。最后,针对并网系统稳定性提升研究中dq阻抗缺乏设计导向的问题,论文提出了波特图平面上逆变器dq阻抗非理想区的定义方法,并指出阻抗定向重塑的目标为减少逆变器阻抗与非理想区的交截;进一步地,论文将白箱化阻抗模型揭示的物理规律用于指导控制结构改进和参数优化,关于电网电压前馈、锁相环、电流环控制策略修改的频域理论分析和时域仿真结果具有一致性。论文开展的阻抗模型建立方法及模型应用研究有效地增强了dq阻抗的物理意义和阻抗稳定性分析方法的设计指导性。