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应用于新能源发电设备阻抗测量的扰动信号类型综述

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中国电机工程学报 2022年第17期42卷 6296-6315页

作者：李萌年珩胡彬徐韵扬廖玉茗杨军刘一鸣浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

随着新能源发电设备广泛接入电网,新能源发电设备并网运行时有小信号失稳风险,这一稳定性问题得到广泛关注。阻抗法是一种有效的稳定性分析方法,而获得准确的新能源发电设备阻抗特性是进行阻抗稳定性分析的关键。阻抗测量作为一种通过... 详细信息

随着新能源发电设备广泛接入电网,新能源发电设备并网运行时有小信号失稳风险,这一稳定性问题得到广泛关注。阻抗法是一种有效的稳定性分析方法,而获得准确的新能源发电设备阻抗特性是进行阻抗稳定性分析的关键。阻抗测量作为一种通过注入小信号扰动来获取阻抗特性的方法,已成为新能源发电设备并网稳定性研究领域的热点。在阻抗测量中,需要注入扰动信号来激励系统产生响应,并根据响应计算阻抗。为了满足阻抗测量的准确性与快速性的要求,目前已有多种扰动信号类型被提出。文中列举目前得到广泛研究的扰动信号类型,分别从测量精度与测量效率2个方面探讨其应用特性。进而比较各种扰动信号类型在交直流应用场景下的适用性,并给出不同应用场景下扰动信号类型的选取方式。

关键词：新能源发电设备阻抗建模阻抗测量有源扰动注入小信号扰动

基于Sobol拟随机脉宽调制的电网阻抗测量方法

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电力系统自动化 2021年第2期45卷 148-156页

作者：杜燕吴厚博杨向真蒋伟苏建徽合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽省合肥市230009 光伏系统教育部工程研究中心(合肥工业大学) 安徽省合肥市230009

利用并网逆变器获取的实时电网阻抗信息可用于电网状态监测、故障诊断、并网设备稳定控制等领域,提高并网设备和电网调控的智能化水平。由于注入的扰动信号常施加于逆变器电流控制环路,阻抗测量频段受限于控制器带宽。为了提高高频阻抗... 详细信息

利用并网逆变器获取的实时电网阻抗信息可用于电网状态监测、故障诊断、并网设备稳定控制等领域,提高并网设备和电网调控的智能化水平。由于注入的扰动信号常施加于逆变器电流控制环路,阻抗测量频段受限于控制器带宽。为了提高高频阻抗测量的准确性,文中利用随机脉宽调制的频谱搬移和Sobol拟随机序列的均匀性,提出了一种基于Sobol拟随机脉宽调制(SQRPWM)的电网阻抗测量方法,并根据系统带宽和稳定性约束等条件优化设计了SQRPWM频率边界。在Starsim的实验平台上验证了所提出的SQRPWM阻抗测量方案以及单脉冲+SQRPWM混合阻抗测量方案的可行性,结果表明所提阻抗测量方案具有扰动小、高频段测量精度高的优点,并可与基于电流扰动的阻抗测量方案联合,扩展电网阻抗测量的频段,获取宽频阻抗信息。

关键词：并网逆变器阻抗测量稳定性脉宽调制宽频阻抗 Sobol序列

基于阻抗测量信息的电气化铁路“多车共网”系统稳定性分析

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电工技术学报 2024年

作者：唐圣德胡海涛肖冬华陈刚李小鹏国网四川省电力公司电力科学研究院西南交通大学电气工程学院

阻抗测量技术能够准确获取“牵引供电网-列车”（简称“车-网”）系统的宽频阻抗特性，但在阻抗测量信息的利用方面目前还多是针对单车系统的稳定性分析，缺少对“多车共网”系统宽频稳定性问题的分析。因此，本文提出了一种基于牵引供... 详细信息

阻抗测量技术能够准确获取“牵引供电网-列车”（简称“车-网”）系统的宽频阻抗特性，但在阻抗测量信息的利用方面目前还多是针对单车系统的稳定性分析，缺少对“多车共网”系统宽频稳定性问题的分析。因此，本文提出了一种基于牵引供电网与列车阻抗测量信息的“多车共网”系统稳定性分析方法。首先利用阻抗测量的方式获取牵引供电网节点阻抗矩阵与列车阻抗信息，然后建立“多车共网”系统模型，采用基于阻抗回差矩阵行列式的稳定性分析方法，分别从低频到高频分析了电气化铁路中低频振荡、谐波谐振和谐波不稳定三类典型振荡问题，并且给出了相关的振荡信息，实现多类稳定性问题的统一分析。最后，利用MATLAB/Simulink仿真验证了所提出的稳定性分析方法的有效性。

关键词：电气化铁路多车共网阻抗测量阻抗回差矩阵稳定性分析

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基于阻抗测量的多逆变器系统稳定性校验方法

电力系统自动化 2021年第11期45卷 95-101页

作者：李杨帅智康方俊彬吴向阳湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082

随着接入电网的电力电子逆变器的增多,逆变器与电网交互导致的稳定性问题越来越突出。逆变器在接入电网之前有必要进行稳定性校验,以确保逆变器接入电网之后系统能安全稳定运行。为此,文中提出一种基于阻抗测量的多逆变器系统稳定性校... 详细信息

随着接入电网的电力电子逆变器的增多,逆变器与电网交互导致的稳定性问题越来越突出。逆变器在接入电网之前有必要进行稳定性校验,以确保逆变器接入电网之后系统能安全稳定运行。为此,文中提出一种基于阻抗测量的多逆变器系统稳定性校验方法,用于多个逆变器接入电网前的稳定性校验。同时,还提出利用主动式阻抗灵敏度分析方法识别造成系统失稳的主导逆变器,为确定并网方案提供依据。应用案例研究表明所提方法适用于多逆变器系统稳定性校验分析,仿真和实验验证了所提方法的有效性。

关键词：并网逆变器小信号稳定性分析稳定性校验多逆变器系统阻抗测量阻抗灵敏度

二次侧注入扰动的变流器次超同步频段广义阻抗测量方法

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电力系统自动化 2020年第14期44卷 19-25页

作者：万炜袁辉王冠中徐路遥蒙志全辛焕海浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 国网浙江省电力有限公司电力调度控制中心浙江省杭州市310007

基于广义阻抗的稳定判据充分考虑了次超同步频段电网和变流器的耦合作用,并可将系统稳定性分析转化为对单输入单输出系统的分析。从二次侧注入扰动不仅可以测量变流器的广义阻抗,相比一次侧注入扰动,还具有成本低、操作简单的优势。为此... 详细信息

基于广义阻抗的稳定判据充分考虑了次超同步频段电网和变流器的耦合作用,并可将系统稳定性分析转化为对单输入单输出系统的分析。从二次侧注入扰动不仅可以测量变流器的广义阻抗,相比一次侧注入扰动,还具有成本低、操作简单的优势。为此,提出了二次侧注入扰动的变流器次超同步频段任意功率因数下广义阻抗测量方法。首先,推导了任意功率因数下的系统广义阻抗和考虑二次侧扰动信号注入的原-对偶复电路;然后,从电路的角度解释了所提广义阻抗测量原理;最后,根据测量原理给出了该频段二次侧注入扰动的变流器广义阻抗测量方法。所提方法是现有广义阻抗测量方法的推广,通过仿真分析可验证所提方法的有效性。

关键词：并网变流器小干扰稳定广义阻抗复电路阻抗测量

一种高速列车-牵引网阻抗测量方法及其稳定性分析

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电力自动化设备 2020年第8期40卷 154-159,178页

作者：刘方平葛兴来余思儒江坷滕西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室四川成都611756 清华四川能源互联网研究院四川成都610213

高速列车运行过程中容易出现低频振荡,影响高速列车牵引传动系统稳定运行。以高速列车单相牵引整流器为研究对象,以分析车-网系统稳定性为研究目标,基于阻抗定义模型,提出了一种牵引传动系统输入导纳及网侧输出阻抗的测量方法。通过对... 详细信息

高速列车运行过程中容易出现低频振荡,影响高速列车牵引传动系统稳定运行。以高速列车单相牵引整流器为研究对象,以分析车-网系统稳定性为研究目标,基于阻抗定义模型,提出了一种牵引传动系统输入导纳及网侧输出阻抗的测量方法。通过对整流器稳定性运行情况的检测,进行阈值判定,进而实时调节扰动谐波幅值的大小。并设计了该测量方法所对应的扰动注入装置,通过对程控电阻的调节实现对扰动谐波幅值的调节。在dq旋转坐标系下对车-网系统阻抗进行测量,基于测量结果进行稳定性分析,通过MATLAB/Simulink进行仿真验证,并进行硬件在环测试验证。仿真及测试结果表明车-网系统时域运行工况与稳定性分析的结果相符合,验证了所设计测量方法的有效性。

关键词：车-网系统稳定性分析阻抗测量稳定阈值判断谐波参数自调节

基于电流扰动法阻抗测量的经颅电刺激装置研究

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电工技术学报 2021年第18期36卷 3799-3808页

作者：徐硕徐坤李棋陈俊语许赟国家脉冲强磁场科学中心(华中科技大学) 武汉430074

多通道经颅电刺激作为一种非侵入式神经刺激技术,具有更高的聚焦度和灵活度,但电极数的增加也加大了电极故障的风险,对电刺激装置的安全性和可靠性提出了更严格的要求。电极阻抗能反映皮肤接触状态及电极电化学变化,电极阻抗的在线监测... 详细信息

多通道经颅电刺激作为一种非侵入式神经刺激技术,具有更高的聚焦度和灵活度,但电极数的增加也加大了电极故障的风险,对电刺激装置的安全性和可靠性提出了更严格的要求。电极阻抗能反映皮肤接触状态及电极电化学变化,电极阻抗的在线监测有助于提高电刺激期间的安全性。由于多通道电刺激中存在串扰问题,直接测量电极阻抗误差较大,该文提出一种适用于多通道电刺激的新型在线阻抗测量方法,通过在刺激波形上叠加短时、小幅值电流扰动实现串扰解耦,从而测量各电极阻抗,实现对故障电极的定位。在上述方法的基础上,设计复合放大器增强型Howland电流源电路,采用现场可编程门阵列(FPGA)控制器,搭建多通道多模式经颅电刺激装置。最后通过该装置开展一系列人体实验研究,实现基于电流扰动法的电极阻抗在线监测,并在几类常见电极接触不良实验中成功定位故障电极。

关键词：经颅电刺激装置阻抗测量多电极串扰电流扰动法

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一种抗过渡电阻的阻抗测量改进方案

电网技术 2020年第3期44卷 1134-1139页

作者：马伟黄晓波吴旻昊罗少杰尤敏丁冬陈聪王明昶国网浙江省电力有限公司杭州供电公司浙江省杭州市310009 国网福建省电力有限公司厦门供电公司福建省厦门市361000

针对在线路始端和末端将电流分配系数当作实数处理时存在较大误差的问题,提出一种基于高频谐波分量的距离保护阻抗测量改进方案。利用频率越高,电流分配系数越接近于实数的特点,首先,通过保护安装处的序电流与故障点电流的关系,推导出... 详细信息

针对在线路始端和末端将电流分配系数当作实数处理时存在较大误差的问题,提出一种基于高频谐波分量的距离保护阻抗测量改进方案。利用频率越高,电流分配系数越接近于实数的特点,首先,通过保护安装处的序电流与故障点电流的关系,推导出由保护安装处测量信息构成的故障距离百分比表达式。然后,通过提取故障波形中的高频谐波分量,求取保护安装处距离保护的真实故障阻抗。基于新英格兰10机39节点系统的仿真结果表明,不论过渡电阻大小和故障位置远近,方案的计算误差均优于与传统方案;同时,提取高频谐波所需采样窗长短,有助于提升距离保护的动作时间,具备良好的工程实用价值。

关键词：距离保护阻抗测量电流分配系数过渡电阻故障位置

可控测量频带的牵引供电系统频域阻抗测量方法

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中国电机工程学报 2019年第18期39卷 5399-5405,5587页

作者：潘鹏宇宋依桐何正友西南交通大学电气工程学院四川省成都市610031

牵引供电系统中,常发生因机车谐波电流注入与牵引供电系统谐振点频率相匹配,出现严重的谐波谐振问题。阻抗特性能精确反映出系统谐振点,因此急需发展频域阻抗测量技术。该文基于谐波激励方式,提出一种可控测量频带的牵引供电系统频域阻... 详细信息

牵引供电系统中,常发生因机车谐波电流注入与牵引供电系统谐振点频率相匹配,出现严重的谐波谐振问题。阻抗特性能精确反映出系统谐振点,因此急需发展频域阻抗测量技术。该文基于谐波激励方式,提出一种可控测量频带的牵引供电系统频域阻抗测量方法。利用鸟鸣脉宽调制信号(chirp pulse width modulation,chirp-PWM)驱动大功率谐波激励电路,只需一次扰动实验便能在牵引供电系统中产生所设定频带内的宽频谐波激励,根据响应电压、电流信息可计算获取设定频带内的阻抗信息。此方法充分减小传统基于扫频法测量阻抗的测量时间,且谐波激励电路结构简单,控制信号易于得到,测量频带可控。可为开发牵引供电系统频域阻抗测量装置提供重要参考。

关键词：阻抗测量牵引供电系统谐波谐振可控频带谐波激励稳定性分析