40000字硕士毕业论文电力系统混沌分析及其自适应控制

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：40000字

论点：电力系统,振荡,现象

论文概述：

本文建立二阶及四阶的电力系统模型及直流电机驱动模型，根据非线性系统的基本理论，研究了导致电力系统出现混沛振荡产生的机理，并结合Melnikov方法研究互联双机系统混纯振荡的阈值区域

论文正文：

第一章引言

1.1概述
混合纯度现象是非线性动态系统中普遍存在的一种特殊运行状态。它总是被限制在特定的区域，并且它的运动轨迹在复杂的运动状态下从不重复。它不同于过去已知的准周期、周期和平衡三种运动状态。它表现为不规则的运动。人们普遍认为混合纯度现象在实际工程应用中是不利的，因此对混合纯度的研究具有深远的现实意义。20世纪90年代初，中国著名电力系统自动控制和动力学科学家卢强院士发表了他的专著《电力系统的非线性控制》，在非线性电力系统控制的研究中发挥了非常重要的作用。互联电力系统是一个混合纯现象的非线性系统。如上所述，电力系统中的混合纯现象是一种不规则的机电振荡现象。在某种程度上，这将导致互联多机电力系统的断开。
在电力系统的运行中，有许多混合纯振荡的例子，例如1966年在美国西北和西南电力系统互连期间记录的六次振荡，这是前所未有的。这种随机振荡现象在中国的一些互联电力系统中已被多次观察到。随着对混合纯现象认识的加深，人们逐渐认识到电力系统不仅存在负阻尼引起的低频振荡，还存在另一种混合纯振荡现象。这种振荡现象将导致系统断开。由于混合纯度现象的复杂性，电力系统有许多不确定因素。因此，仍有大量关于电力系统混合分析和控制的研究空。本文运用偏微分动态方程、时间序列分析和非线性控制理论和方法对电力系统混合纯动态振荡现象进行分析、检测和控制。
电力系统是一个典型的非线性动态系统。时间序列分析法是通过重构相空之间的系统状态变量来检测电力系统中的混合纯现象；通过使用相关混合检测方法来检测待检测信号的幅度。根据李亚普诺夫函数和自适应理论，采用逆方法设计自适应控制器，有效消除了电力系统混合纯振荡现象。寻求一种新的控制算法，设计自适应控制器，实现功率混合纯振荡系统的同步控制。最后，如何用递归方法设计自适应控制器和滤波器，实现对未知参数和外部扰动的不确定电力系统的鲁棒自适应跟踪控制？因此，研究电力系统混合纯振荡的分析和控制具有重要的理论和实际意义。

1.2电力系统混沌研究
20世纪90年代，研究了三母线电力系统的混合纯现象。2000年，贾洪杰等人分析了混合纯度的方式，研究了混合纯度与电力系统不稳定的关系。2001年，等人研究了铁磁谐振中的混合纯度现象。2001年，王保华等人研究了混合纯控制和流域划分控制等问题。2008年，王政等人研究了电机驱动中的混合纯度现象。电力系统混合纯振荡的研究主要包括以下几个方面:(1)分析电力系统混合纯振荡的运行状态和机理；(2)控制和跟踪电力系统混合纯振荡的振荡现象；(3)运用混合纯理论优化电力系统经济调度运行；(4)基于混合纯理论的电力系统中短期负荷预测；(5)利用混合组织理论检测电气设备的状态等。

1.4本文的主要内容和方法
本文的目的是分析电力系统非线性模型的动态行为，研究其混合纯振荡的机理，从而有效抑制或消除电力系统中的混合纯振荡现象。

1.4.1研究的主要内容
(1)本文主要采用基于李雅普诺夫理论和逆方法的状态反馈控制和自适应控制相关方法来同时抑制和控制电力系统的混合纯振荡现象。
(2)本文建立了二阶、四阶电力系统模型和DC电机驱动模型。根据非线性系统的基本理论，研究了电力系统混合振荡的机理，并用梅尔尼科夫方法研究了互联双机系统混合纯振荡的阈值区域和振荡条件。
(3)分析了非线性电力系统的混合振荡现象，研究了混合纯度的条件、判据、途径和发展结果，以及电力系统各种运行状态之间的关系。
(4)电力系统振荡是通过重构相空之间电力系统状态量的时间序列来识别的。
(5)本文研究了用递归和自适应控制方法对不同情况下的电力系统振荡进行自适应控制，从而有效抑制或消除电力系统振荡。

第二章电力系统非线性模型及其振荡分析

2.1概述
电力系统的振荡是一个非线性问题。通过分析系统的性能参数，可以判断系统的动态行为。在一定条件下，本章将分析和模拟电力系统的混合纯现象，其结构原理图如图2.1所示。

第3章电力系统混沌振荡的检测.............................................33-40
3.1概述.............................................33
3.2时间序列数据/[/ K0/]重建检测.............................................33-34
3.3电力系统混沌振荡检测.............................................34-36
3.4微弱信号幅度检测方法.............................................36-38[/溴/] 3.4.1混合检测方法.............................................36 [/BR/] 3.4.2互相关混沌检测方法.............................................36-37
3.4.3自相关混沌检测方法.............................................37-38
3.5高斯白噪声检测性能分析.............................................38
3.5.1互相关混沌混合测量方法.............................................38
3.5.2自相关混沌混合测量方法.............................................38
本章概述.............................................38-40
第四章电力系统混沌振荡的自适应控制.............................................40-46
4.1概述.............................................40
4.2消除电力系统混沌振荡.............................................40-42
4.2.1系统型号.............................................40
4.2.2反演自适应控制方法.............................................40-42
4.2.3数值模拟.............................................42 [/BR/] 4.3功率混沌振子系统的自适应同步控制.............................................42-44
本章概述.............................................44-46
第5章.............................................46-50
5.1概述.............................................46
5.2系统型号说明.............................................46-47 [/BR/] 5.3跟踪控制器设计.............................................47-48[/比尔/] 5.4数值模拟.............................................48-49

结论

为了进一步提高电力系统的运行可靠性，保证供电质量，有必要对电力系统的非线性振荡现象进行分析和控制。过去，近似线性化控制和分析方法很难满足研究的需要。非线性混沌是自然界中常见的现象。混沌研究已成为非线性科学研究的主要内容，并与其他学科密切相关。它已经成为科学领域的一个热门研究课题。为了进一步提高安全运行的可靠性，本文在电力系统振荡分析、电力系统混沌检测、电力系统混沌提升和同步等方面开展了研究工作。本文主要包括以下内容:
(1)电力系统混沌和混沌振荡的历史和现状研究。
(2)建立了电力系统的二阶和四阶非线性模型和DC电机驱动模型，运用非线性系统的基本理论，结合梅尔尼科夫方法研究了互联双机系统混沌振荡的阈值区域与振荡条件、判据、途径和发展结果的关系，以及电力系统的稳态、分岔和混沌。
(3)电力系统振荡通过重构电力系统相间状态量的时间序列来识别空。
(4)本文采用逆方法和控制器设计来消除电力系统振荡，实现同步控制。最后，通过对参数未知的不确定电力系统进行控制，可以有效地消除或跟踪电力系统中的混沌振荡现象。