Wide-band Impedance Measurement Method with Adaptive Variable Steps for Line Commutated Converter-based High Voltage Direct Current System

HU Zichen; LI Yong; WANG Dan; FU Ying; WANG Ranfeng; HAO Junfang; ZHANG Yi

doi:10.7500/AEPS20241029002

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Wide-band Impedance Measurement Method with Adaptive Variable Steps for Line Commutated Converter-based High Voltage Direct Current System

Application Research | 更新时间：2026-02-28

- Wide-band Impedance Measurement Method with Adaptive Variable Steps for Line Commutated Converter-based High Voltage Direct Current System
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 21, Pages: 184-194(2025)
- 作者机构：
  
  1.湖南大学电气与信息工程学院，湖南省长沙市 410082
  2.国家电网有限公司，北京市 410006
  3.湖南电力工程咨询有限公司，湖南省长沙市 410000
  4.许继电气股份有限公司，河南省许昌市 461000
  5.RTDS技术公司，温尼伯 R3T 5V6，加拿大
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  Science and Technology Innovation Program of Hunan Province(2023RC1038)
- DOI：10.7500/AEPS20241029002
  CLC：
- Received：29 October 2024，
  
  Revised：2025-05-06，
  
  Online First：14 July 2025，
  
  Published：10 November 2025
- 稿件说明：
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胡子琛,李勇,王丹等.自适应变步长的LCC-HVDC系统宽频阻抗测量方法[J].电力系统自动化,2025,49(21):184-194.

HU Zichen,LI Yong,WANG Dan,et al.Wide-band Impedance Measurement Method with Adaptive Variable Steps for Line Commutated Converter-based High Voltage Direct Current System[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(21):184-194.
胡子琛,李勇,王丹等.自适应变步长的LCC-HVDC系统宽频阻抗测量方法[J].电力系统自动化,2025,49(21):184-194. DOI： 10.7500/AEPS20241029002.

HU Zichen,LI Yong,WANG Dan,et al.Wide-band Impedance Measurement Method with Adaptive Variable Steps for Line Commutated Converter-based High Voltage Direct Current System[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(21):184-194. DOI： 10.7500/AEPS20241029002.

摘要

含高比例新能源的电网换相换流器型高压直流(LCC-HVDC)系统馈入弱受端电网时存在宽频振荡风险，故有必要对LCC-HVDC受端系统进行快速有效的宽频阻抗测量以分析其运行稳定性。文中避开了介入型阻抗测量方法带来的稳定性等问题，首先，基于谐波状态空间理论所建立的LCC-HVDC系统非介入型阻抗测量模型，利用直流传输功率的变化设计了一种变步长指标以反映系统的运行状态；然后，以类箕舌线函数作为变步长的适配母函数，多维度剖析母函数得到自适应变步长因子，以实现采样步长的实时更新，优化阻抗测量系统的算力；同时，引入数据压缩比与计算时间缩减百分比指标，对比分析自适应变步长与传统固定步长快速有效捕捉系统失稳的能力；最后，利用CIGRE标准模型算例验证了所提方法在宽频阻抗测量中的有效性。

Abstract

When a line commutated converter-based high-voltage direct current (LCC-HVDC) system with high proportion of renewable energy feeds into a weak receiving-end power grid

there exists a risk of wide-band oscillation. Thus

it is essential to conduct rapid and effective wide-band impedance measurements on the LCC-HVDC receiving-end system to analyze its operation stability. This paper circumvents the issues such as stability problems associated with intrusive impedance measurement methods. Firstly

based on the non-intrusive impedance measurement model of the LCC-HVDC system established by using the harmonic state space theory

a variable-step index is designed by leveraging the variation in DC transmission power to reflect the system operation state. Secondly

the versoria-like function is employed as the adaptive mother function for variable steps. Through multi-dimensional analysis of the mother function

an adaptive variable step factor is derived to achieve real-time updates of the sampling step

thereby optimizing the computing power of the impedance measurement system. Meanwhile

the indicators such as the data compression ratio and the percentage reduction in computation time are introduced to comparatively analyze the capabilities of the adaptive variable step and the traditional fixed step in quickly and effectively capturing system instability. Finally

the effectiveness of the proposed method in wide-band impedance measurement is verified through a case of the CIGRE standard model.

关键词

Keywords

references

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