近年来,在能源转型的大背景下,电力系统面临高渗透率可再生能源和高比例电力电子装置接入电网两大技术挑战,带来一系列全新的技术需求。在新能源发电系统中,变流器作为联系分布式电源与电网的必要接口,是实现并网的核心装置,建立准确的变流器模型是分析研究关于分布式电源一系列关键问题的基础和前提。分布式电源的种类、控制策略和具体参数都有很大差异,且由于各制造厂家的技术保密性,很难获取核心数据建立准确的详细模型,即便能够掌握全部数据,建立准确的详细模型,往往也会由于模型过于复杂,不适合应用于大规模主动配电网的仿真计算。而变流器的实验建模则凭借着所需建模信息少、精确度高及占用资源较少等优点,逐渐成为建模领域内新的研究热点和重要的研究方向。本文基于实验建模方法,通过黑箱建模技术,利用瞬态响应分析对三相并网变流器的等值建模做了初步研究,并通过仿真和实验相结合的手段进行了以下几个方面的研究:(1)详细介绍了黑箱建模的建模思想、建模原理及方法等基本内容。首先,根据二端口网络等效电路,推导了并网变流器的黑箱模型的拓扑结构,确定黑箱模型的输入/输出物理量;其次,分析了建立黑箱模型的基本步骤和设计辨识实验的基本原则;最后,针对实验过程中由于交叉耦合效应引起的参数耦合问题,利用引入去耦矩阵的方法有效消除了参数间的耦合。(2)搭建了由实时仿真器dSPACE和Typhoon构成的实时仿真平台,并依托仿真平台,建立了基于电压电流双闭环控制策略的并网变流器,以此代替真实的变流器,建立了变流器的黑箱模型。实验结果表明,黑箱模型具有高准确性和高拟合度。通过实时仿真平台的搭建,验证了黑箱建模方法的正确性。(3)虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)技术是未来主动配电网中电力电子装置必须具备的能力,具有虚拟同步发电机技术的电力电子装置在配电网中的渗透率必将迅速增加,在进行主动配电网分析时,对这种电力电子装置进行详细模型的建模几乎不可能实现,采用黑箱建模是一个很好的实现方法。首先,分析介绍了虚拟同步发电机技术的控制思想和控制目标,及其控制策略;其次,在Simulink中搭建了含VSG控制算法的并网变流器仿真模型,利用虚拟同步发电机分别与电网和与传统同步发电机并联运行两种模式验证了VSG控制算法的正确性,并通过与普通变流器作对比,验证了 VSG算法在系统频率发生波动时参与系统调频,减小系统频率波动的作用;最后,建立了基于VSG控制策略的变流器的黑箱模型,并对黑箱模型作了修正,建立了频率与直流电流之间的函数关系,实现了代替变流器单独并网的功能,并且能精确拟合详细模型中VSG控制算法中P-f、Q-v控制特性。证明了黑箱建模具有良好的可校正性和扩展性及其应用价值。