Amplitude-Frequency Modulation Characteristics and Demodulation Method of Alternating Electrical Variables in Initial Stage of System Small-disturbance

WU Penghui; WANG Sicheng; YUAN Xiaoming

doi:10.7500/AEPS20230914006

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Amplitude-Frequency Modulation Characteristics and Demodulation Method of Alternating Electrical Variables in Initial Stage of System Small-disturbance

Special Topic on Stable Operation and DC Transmission Technology for Large-Scale Renewable Energy Bases | 更新时间：2025-06-16

- Amplitude-Frequency Modulation Characteristics and Demodulation Method of Alternating Electrical Variables in Initial Stage of System Small-disturbance
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 7, Pages: 57-67(2025)
- 作者机构：
  
  1.国网浙江省电力有限公司杭州供电公司，浙江省杭州市 310007
  2.华中科技大学电气与电子工程学院，湖北省武汉市 430074
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  State Grid Corporation of China(5100-202199548A-0-5-ZN)
- DOI：10.7500/AEPS20230914006
  CLC：
- Received：14 September 2023，
  
  Revised：2024-04-08，
  
  Published Online：01 July 2024，
  
  Published：10 April 2025
- 稿件说明：
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吴鹏辉,王思成,袁小明.系统小扰动初期交变电气量的幅频调制特征及解调方法[J].电力系统自动化,2025,49(7):57-67.

WU Penghui,WANG Sicheng,YUAN Xiaoming.Amplitude-Frequency Modulation Characteristics and Demodulation Method of Alternating Electrical Variables in Initial Stage of System Small-disturbance[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(7):57-67.
吴鹏辉,王思成,袁小明.系统小扰动初期交变电气量的幅频调制特征及解调方法[J].电力系统自动化,2025,49(7):57-67. DOI： 10.7500/AEPS20230914006.

WU Penghui,WANG Sicheng,YUAN Xiaoming.Amplitude-Frequency Modulation Characteristics and Demodulation Method of Alternating Electrical Variables in Initial Stage of System Small-disturbance[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(7):57-67. DOI： 10.7500/AEPS20230914006.

摘要

电力电子化系统在受扰后发生振荡的动态过程中，设备在端口不平衡功率驱动下调节其输出的内电势幅值、频率，进而改变网络交变电压、电流，各交变电气量均以其幅值和频率被调制的形式演化。该交流信号形成和演化的幅频调制过程导致其振荡特征发生了深刻变化。因此，基于交流信号形成演化的幅频调制机制明确了系统小扰动动态过程初期交流信号的振荡特征，并提出相应信号特征的提取方法。首先，基于系统基本运行原理，介绍了系统动态过程中交流信号的幅频调制机制，明确决定交流信号在振荡过程初期演化行为的幅频调制特征；然后，提出了提取该交流信号幅频调制特征的解调方法及其具体实现措施；最后，结合不同规模的仿真及实验，分析并验证了系统动态过程中交流信号幅频调制形成演化机制的合理性及所提解调方法的有效性。

Abstract

During the dynamic process of system oscillation occurring after disturbances in the power electronics dominated system

the unbalanced power at device ports drives the adjustment of amplitude/frequency (A/F) of the the internal voltage

subsequently altering the AC voltage/current in the network

so each alternating electrical variable evolves in the form of its A/F being modulated. The A/F modulation process of the formation and evolution of the AC signal leads to profound changes in its oscillation characteristics. Therefore

this paper aims to clarify the oscillation characteristics of the AC signal based on the formation and evolution mechanism of the A/F modulation of the AC signal and proposes a demodulation method for the corresponding signal feature extraction. Firstly

according to the basic principle of system operation

this paper introduces the A/F modulation mechanism of AC signals during the dynamic process of the system small-disturbance

clarifying the A/F modulation characteristics that determine the formation and evolution of AC signals during the intial stages of the oscillation process. Subsequently

it proposes a demodulation method and its implementation measures for extracting the A/F modulation characteristics of AC signals. Finally

by combining different scales of simulations and experiments

the rationality of the modulation formation and evolution mechanism of AC signals during system dynamic processes is verified

along with the effectiveness of the proposed demodulation method for feature extraction.

关键词

Keywords

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