李鸿扬，温旭辉，王又珑

(1. 中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室， 中国科学院电工研究所， 北京 100190;2. 中国科学院大学， 北京 100049)

1 引言

由燃气轮机、发电机及整流器、电力推进负载等组成的混合动力系统如图 1所示。由于各个模块独立设计，对系统其他模块的参数匹配和控制结构、参数对系统稳定性的影响考虑不充分，故在各个模块集成后，可能会出现系统不稳定现象[1-3]。例如，在整流器设计时，通常以电阻为负载进行控制结构和参数设计，但在混合动力系统中整流器的负载多呈现负阻抗特性的恒功率负载，这将导致在集成后，由于模块之间的相互作用产生稳定性问题。

图1 系统结构图

当前混合动力发电系统的小信号稳定性研究多关注于电气端口，如直流母线及多装置并联端口，而对于机械端口少有研究[4-8]。例如，在混合动力系统中的燃气轮机外特性也具有很强的非线性特征，且具有转矩响应慢及惯量小的特点，当其负载为恒压控制的发电机及整流器时，整流器及发电机对于前级模块(燃气轮机)而言为恒功率负载，使得小信号稳定性问题突出。

小信号稳定性问题是燃气轮机发电系统研究的重点和难点之一。一定程度上可以借鉴电力系统小信号阻抗稳定性分析方法进行研究。电力系统中各个变换装置在运行时，由于装置之间的相互影响，会出现不稳定现象。目前，应用最广泛的电力系统小信号稳定性分析方法是在1976 年由Middlebrook 等提出的阻抗分析法[2]。……