单机无穷大电力系统的混沌振荡分析与控制

发布时间：2017-09-30 02:34

  本文关键词：单机无穷大电力系统的混沌振荡分析与控制

  更多相关文章： 电力系统 分岔理论 混沌控制 分数阶 共存吸引子

【摘要】：近年来,随着大电网互联和远距离输电的发展,电力系统的结构日趋复杂化,由混沌振荡引起的电压和功角失稳,已经成为电力系统非线性领域的研究热点。当电力系统的运行参数发生改变或者遭受外界扰动时,系统中常会出现这种非周期的、突发性的机械振荡,对电网的安全可靠运行带来潜在威胁。因此,电力系统中混沌振荡的研究具有重要的现实意义。本文通过数值仿真和理论分析,研究了整数阶和分数阶的单机无穷大电力系统的动力学行为,并用不同的控制方法消除了电力系统中产生的混沌振荡,取得了一些具有理论意义和实用价值的成果。主要研究内容如下：首先,利用分岔图、Lyapunov指数谱和庞加莱截面等方法,研究在周期性负荷扰动和电磁功率扰动影响下的单机无穷大电力系统的动力学行为,并设计了自适应反演滑模控制器消除系统中的混沌振荡。其次,建立分数阶的二阶电力系统数学模型,用预估一校正法对微分方程进行求解,并根据分岔图和Lyapunov指数谱研究了电力系统产生混沌振荡的最低阶次。同时,利用单参数法和双参数法描绘出系统由周期进入混沌运动并最终失稳的全过程。此外,基于分数阶系统稳定性理论,设计主动反馈控制器实现系统的完全同步。最后,对含有励磁调节环节的单机无穷大电力系统模型开展混沌和多稳态特性的研究,并在系统中加入一定的时间延迟,分析了机械功率、阻尼系数和励磁增益变化时系统的运动轨迹。此外,讨论了分数阶的四阶电力系统在不同初始值下产生的多吸引子共存现象,并针对这一现象设计非线性反馈控制器实现驱动系统与响应系统的状态同步,从而保证了电力系统的稳定运行。
【关键词】：电力系统 分岔理论 混沌控制 分数阶 共存吸引子
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM712
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-25
• 1.1 本课题研究背景与意义7-10
• 1.2 混沌理论简述10-15
• 1.2.1 混沌的定义10-11
• 1.2.2 混沌的主要特征与判定方法11-15
• 1.3 电力系统分岔与混沌述评15-18
• 1.4 分数阶微积分基本理论18-20
• 1.5 混沌系统控制与同步20-23
• 1.5.1 常见混沌控制方法总结20-22
• 1.5.2 分数阶混沌系统控制22-23
• 1.6 本文主要工作安排23-25
• 第2章 双频激励作用下单机无穷大电力系统混沌研究与滑模控制25-44
• 2.1 引言25-26
• 2.2 单机无穷大电力系统模型建立26-33
• 2.2.1 无任何外加扰动模型29-30
• 2.2.2 加入周期性负荷扰动的模型30-33
• 2.3 含有双频扰动的二阶电力系统动力学分析33-36
• 2.3.1 耗散性分析33
• 2.3.2 系统参数敏感性分析33-36
• 2.4 自适应反演滑模变结构方法36-43
• 2.4.1 滑模变结构控制的研究及发展36-37
• 2.4.2 滑模变结构控制的基本原理37-40
• 2.4.3 自适应反演滑模控制器设计40-42
• 2.4.4 控制器数值仿真分析42-43
• 2.5 本章小结43-44
• 第3章 分数阶二阶电力系统混沌研究与同步控制44-56
• 3.1 引言44-45
• 3.2 分数阶二阶电力系统建模45-47
• 3.3 分数阶电力系统动力学分析47-52
• 3.3.1 系统随阶次变化的动力学特性47-48
• 3.3.2 系统随参数变化的动力学特性48-51
• 3.3.3 双参数分析法51-52
• 3.4 分数阶电力系统同步控制52-55
• 3.4.1 分数阶系统稳定性理论52-53
• 3.4.2 主动反馈控制器53-54
• 3.4.3 仿真实验54-55
• 3.5 本章小结55-56
• 第4章 含有励磁环节的电力系统混沌振荡分析与控制56-80
• 4.1 引言56-58
• 4.2 含有励磁环节的四阶电力系统建模58-60
• 4.3 四阶电力系统的稳定性分析60-63
• 4.3.1 耗散性分析60-61
• 4.3.2 平衡点61
• 4.3.3 励磁控制器研究61-63
• 4.4 含有时滞项的四阶电力系统动力学分析63-71
• 4.4.1 时滞量对系统动力学特性的影响63-65
• 4.4.2 时滞电力系统随参数变化的动力学行为65-71
• 4.5 分数阶四阶电力系统动力学特性分析71-76
• 4.5.1 同分量分数阶四阶电力系统产生混沌振荡的最低阶次71-72
• 4.5.2 系统随参数变化的动力学行为72-76
• 4.6 分数阶四阶电力系统同步控制研究76-79
• 4.6.1 同步控制方法证明76-78
• 4.6.2 仿真实验78-79
• 4.7 本章小结79-80
• 第5章 总结与展望80-82
• 5.1 全文总结80-81
• 5.2 未来工作展望81-82
• 参考文献82-88
• 攻读硕士期间取得的科研成果88-90
• 致谢90

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 言茂松,沈善德;随机系统辨识理论用于大电力系统的动态拟合及其等效最佳控制[J];清华大学学报(自然科学版);1981年01期

2 熊正美,陈淮金;大电力系统的解耦及关联测量控制法[J];中国电机工程学报;1986年06期

3 李斌;第30届国际大电力系统会议学术报告综合述评 (一)[J];电工技术杂志;1988年02期

4 杨宁，，冯治鸿，周双喜;大电力系统中潮流多解的求取及其应用研究[J];电网技术;1996年05期

5 傅敬熙;;美国大电力系统汽轮机组单位容量的选择[J];电业技术通讯;1956年11期

6 杨昌琪;;大电力系统的过渡过程问题[J];电业技术通讯;1957年06期

7 熊正美,宋永华;并联大电力系统的强自适应分散最优稳定控制[J];中国电机工程学报;1988年02期

8 王栋令;;多机电力系统中静稳定问题的简化解法[J];电力技术;1986年02期

9 丁道齐;;ICS/MCS在3S系统中的地位及其对电网安全的影响[J];电力系统通信;2010年01期

10 李斌;第30届国际大电力系统会议学术报告综合述评 (二)[J];电工技术杂志;1988年03期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 曾纪添;;国外大电力系统安全事故启示及措施研究综述[A];广东省电机工程学会2003-2004年度优秀论文集[C];2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 黄雯迪;单机无穷大电力系统的混沌振荡分析与控制[D];南京师范大学;2016年

2 贺海磊;大电力系统概率安全性评估算法研究和软件开发[D];中国电力科学研究院;2007年

本文编号：945698