In more-electronics power systems, grid-forming power converters, which operate as ac voltage sources, regulate the grid frequency and voltages in replacement of synchronous generators. Notably, grid impedances greatly influence the small signal and voltage stability of grid-forming converters. As such, prior knowledge of grid impedances can be very helpful for controller design. However, grid impedance estimation schemes are normally designed for current-controlled grid-following converters. Moreover, they are either very complicated or only yield grid inductances in a generally intrusive way. To fill this research gap, an impedance estimation method well suited to grid-forming converters is proposed. The method consists of four operating modes, which work well in voltage and power control cases. In the voltage control case, the voltage amplitude perturbation or phase angle information is exploited. Subsequently, the grid inductance and resistance are derived from power measurement. Alternatively, the active or reactive power information serves to estimate the grid impedance in the power control case. The proposed method features an easy implementation without any harmonic distortion, safety concern, or dependence on control parameters. Moreover, the method operates nonintrusively in most scenarios. Furthermore, a novel Kalman filtering scheme is proposed to provide added incentives. Finally, simulation and experimental results validate the effectiveness and simplicity of the proposed method.

中文翻译：

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通过并网电源转换器估算电网阻抗

在更多电子化的电力系统中，作为交流电压源运行的电网形成电源转换器代替同步发电机来调节电网频率和电压。值得注意的是，电网阻抗极大地影响并网转换器的小信号和电压稳定性。因此，电网阻抗的先验知识对控制器设计非常有帮助。然而，电网阻抗估计方案通常是为电流控制的电网跟随变换器设计的。此外，它们要么非常复杂，要么仅以一般侵入性的方式产生栅极电感。为了填补这一研究空白，提出了一种非常适合并网转换器的阻抗估计方法。该方法由四种工作模式组成，在电压和功率控制情况下都能很好地工作。在电压控制情况下，利用电压幅度扰动或相位角信息。随后，电网电感和电阻来自功率测量。或者，有功或无功功率信息用于在功率控制情况下估计电网阻抗。所提出的方法具有易于实现的特点，没有任何谐波失真、安全问题或对控制参数的依赖。此外，该方法在大多数情况下都是非侵入式运行的。此外，提出了一种新颖的卡尔曼滤波方案来提供额外的激励。最后，仿真和实验结果验证了所提出方法的有效性和简单性。在功率控制情况下，有功或无功功率信息用于估计电网阻抗。所提出的方法具有易于实现的特点，没有任何谐波失真、安全问题或对控制参数的依赖。此外，该方法在大多数情况下都是非侵入式运行的。此外，提出了一种新颖的卡尔曼滤波方案来提供额外的激励。最后，仿真和实验结果验证了所提出方法的有效性和简单性。在功率控制情况下，有功或无功功率信息用于估计电网阻抗。所提出的方法具有易于实现的特点，没有任何谐波失真、安全问题或对控制参数的依赖。此外，该方法在大多数情况下都是非侵入式运行的。此外，提出了一种新颖的卡尔曼滤波方案来提供额外的激励。最后，仿真和实验结果验证了所提出方法的有效性和简单性。提出了一种新颖的卡尔曼滤波方案来提供额外的激励。最后，仿真和实验结果验证了所提出方法的有效性和简单性。提出了一种新颖的卡尔曼滤波方案来提供额外的激励。最后，仿真和实验结果验证了所提出方法的有效性和简单性。