基于Sobol拟随机脉宽调制的电网阻抗测量方法

杜燕; 吴厚博; 杨向真; 蒋伟; 苏建徽

doi:10.7500/AEPS20200225010

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基于Sobol拟随机脉宽调制的电网阻抗测量方法

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 基于Sobol拟随机脉宽调制的电网阻抗测量方法
- Power Grid Impedance Measurement Method Based on Sobol Quasi-random Pulse Width Modulation
- 电力系统自动化-方正平台 2021年45卷第2期页码：148-156
- 作者机构：
  
  1.合肥工业大学电气与自动化工程学院，安徽省合肥市 230009
  2.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
- 作者简介：
  
  :杜燕(1978—)，女，博士，副教授，副研究员，主要研究方向：新能源与分布式发电、微电网。E-mail：dydf@sina.com
  :吴厚博(1995—)，男，硕士研究生，主要研究方向：新能源与分布式发电。E-mail：hfutwhb@163.com
  :杨向真(1982—)，女，通信作者，博士，副教授，副研究员，主要研究方向：新能源与分布式发电、微电网。E-mail：yxz_greenleaf@163.com
- 基金信息：
  
  Foundation:国家重点研发计划资助项目(2018YFB0904102)
- DOI：10.7500/AEPS20200225010
  中图分类号：
- 收稿日期：2020-02-25，
  
  修回日期：2020-09-10，
  
  网络出版日期：2020-11-19，
  
  纸质出版日期：2021-01-25
- 稿件说明：
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杜燕,吴厚博,杨向真等.基于Sobol拟随机脉宽调制的电网阻抗测量方法[J].电力系统自动化,2021,45(2):148-156.

DU Yan,WU Houbo,YANG Xiangzhen,et al.Power Grid Impedance Measurement Method Based on Sobol Quasi-random Pulse Width Modulation[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(2):148-156.
杜燕,吴厚博,杨向真等.基于Sobol拟随机脉宽调制的电网阻抗测量方法[J].电力系统自动化,2021,45(2):148-156. DOI： 10.7500/AEPS20200225010.

DU Yan,WU Houbo,YANG Xiangzhen,et al.Power Grid Impedance Measurement Method Based on Sobol Quasi-random Pulse Width Modulation[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(2):148-156. DOI： 10.7500/AEPS20200225010.

摘要

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。

Abstract

The real-time power grid impedance information obtained by grid-connected inverters can be used in power grid status monitoring

fault diagnosis

and grid-connected equipment stability control

to improve the intelligent level of grid-connected equipment and power grid regulation. Since the injected disturbance signal is often applied to the current control loop of the inverter

the impedance measurement frequency band is limited by the bandwidth of the controller. In order to improve the accuracy of high-frequency impedance measurement

this paper proposes a power grid impedance measurement method based on Sobol quasi-random pulse width modulation (SQRPWM) by taking advantages of the characteristic of the frequency spectrum shift of random pulse width modulation and the uniformity of Sobol quasi-random sequences. The frequency boundary of SQRPWM is optimized and designed according to the system bandwidth and stability constraints. The feasibility of the proposed impedance measurement scheme based on SQRPWM and the mixed impedance measurement scheme combined with the single pulse and SQRPWM is verified on the experimental platform of Starsim. The results show that the proposed impedance measurement scheme has the advantages of small disturbance and high measurement accuracy in a high frequency band. Moreover

if the proposed method is combined with the current-disturbance based impedance measurement method

the frequency band of the power grid impedance measurement can be further expanded and the broadband impedance information can be obtained.

关键词

Keywords

references

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