互联电力系统混沌特性分析与控制研究

发布时间：2020-03-21 08:56

【摘要】：混沌学的研究和发展已经渗入到社会生活的方方面面,而电力系统的混沌特性研究和控制可以说是当前混沌学研究中的热点。当受到各种外界因素和系统本身的非线性特性影响时,电力系统将会发生混沌振荡现象,对整个互联电网的运行造成巨大的冲击,特别是当风电、光伏等分布式发电被并入大电网之后,使得整个电力网络的复杂性和不确定性日益增大,危害系统的安全可靠运行。在这种背景之下,本文系统研究了一种互联电力系统的动力学特性,并对相关的控制策略进行深入的研讨。本文以电力系统的混沌特性和控制为研究背景,首先介绍了单机无穷大电力系统、双机无穷大电力系统和互联电力系统,并且分别研究它们发生混沌振荡的充分条件,同时介绍了几种经典的混沌控制方法。随后,通过最大Lyapunov指数、相图和功率谱等分析了电磁功率扰动参数对互联电力系统动力学特性的影响。之后,设计了一种基于RBF神经网络的滑模控制器,使得处于混沌振荡下的互联电力系统能够快速稳定到控制目标。最后,提出了一种非奇异终端滑模控制方法,使得在任意初始状态下,混沌振荡的互联电力系统可以在固定时间内达到控制目标。本文主要的创新点如下:(1)本文中以互联电力系统为研究核心,首先对其数学模型进行尺度变换,然后研究系统的非线性现象。文中通过最大Lyapunov指数图显示互联电力系统对于电磁功率扰动幅值的敏感性,并且利用功率谱、时序图和相图详细的描述了系统在不同电磁功率扰动幅值下的运动状态,因此互联电力系统发生混沌振荡的机理得到了论述。(2)提出一种基于RBF神经网络滑模变结构控制器,结合RBF(径向基函数)神经网络和滑模变结构控制方法,并利用继电特性函数去优化切换项,有效的抑制了互联电力系统的混沌振荡现象。文章中,通过对比两种自适应滑模控制方法和本文提出的基于RBF神经网络滑模控制方法,利用时序图和收敛时刻表表现出本文提出的方法在收敛速度上的优势,在控制律图中可以发现该方法对滑模控制中的抖振现象起到了很大的抑制作用。(3)以混沌振荡下的互联电力系统为研究目标,提出一种具有定时收敛特性的非奇异终端滑模控制方法对混沌振荡下的互联电力系统进行控制,系统在有限时间内到达既定的控制目标,并且利用饱和函数和定时稳定性理论解决了终端滑模控制中的奇异性问题。通过时序图仿真验证了控制理论的正确性。
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM732;O415.5

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本文编号：2593092