电力系统环面分岔与混沌现象

导致电力系统混沌出现的一种途径--环面分岔(TB, Torus Bifurcation)现象,属于一种较为复杂的动态分岔现象,是由于一对复共轭弗罗奎特因子(FM, Floquet Multiplie rs)从其庞加莱截面(Poincaré section)上的单位圆同时穿出造成的.由环面分岔导致的混沌现象具有许多奇特的现象,如系统运动沿封闭环面分布、存在进一步的分岔与自组织现象以及有序与混沌共存等.该文利用非线性动力系统分岔理论和方法,针对一个简单的电力系统模型,对电力系统CTC现象的产生机理、表现形式和存在特点进行了详细的分析,所得结论有助于对电力系统混沌和各种失稳现象本质的理解.     

电力系统短期负荷预测方法研究

采用混沌理论进行电力系统短期负荷预测 ,对利用Lyapunov指数算法进行负荷预测作了介绍 ,包括用混沌理论实现相空间的重构 ,以及通过计算关联维得到最优嵌入维数的方法、计算Lya punov指数的方法和利用Lyapunov指数得到预测负荷数值的过程 ,并给出了算法的简单实现步骤。实例预测结果 ,证明了算法的有效性 ,揭示了采用混沌理论进行短期负荷预测的优越性     

电力系统短期负荷预测方法的研究

采用混沌理论进行电力系统短期负荷预测，对利用Lyapunov指数法进行负荷预测作了介绍，包括用混沌理论实现相空间的重构，以及通过计算关联维得到最优嵌入维数的方法、计算Lyapunov指数的方法和利用Lyapunov指数得到预测负荷数值的过程，并给出了算法的简单实现步骤。实例预测结果。证明了算法的有效性。揭示了采用混沌理论进行短期负荷预测的优越性。     

混沌时间序列预测在短期电力负荷预测中的应用

混沌吸引子具有空间的遍历性、总体的稳定性、吸引性和内部分形性,使得混沌预测成为可能。采用非线性系统理论对电力系统的历史数据进行分析,并基于改进的混沌吸引子模型对山西电网实际负荷数据进行短期预测,预测结果相对误差小、精度高,为电力系统短期负荷预测提供了一种新的预测方法。     

混沌时间序列预测在短期电力负荷预测中的应用

混沌吸引子具有空间的遍历性、总体的稳定性、吸引性和内部分形性，使得混沌预测成为可能。采用非线性系统理论对电力系统的历史数据进行分析，并基于改进的混沌吸引子模型对山西电网实际负荷数据进行短期预测，预测结果相对误差小、精度高，为电力系统短期负荷预测提供了一种新的预测方法。     

电力系统倍周期分岔分析

电力系统中倍周期分岔PDB(Period Doubling Bifurcation)和混沌现象将影响系统安全稳定运行。针对受到周期性负荷扰动的电力系统,利用PDB产生的条件和广义牛顿法,得到受扰电力系统在其物理参数平面上PDB转迁集的解析表达式和PDB存在区域,并且分析了这些参数变化对转迁集的影响．为预测电力系统PDB和混沌的出现提供了理论依据。     

电力系统分岔与混沌研究述评

介绍电力系统分岔与混沌的研究现状和方向，讨论功角稳定性，电压稳定性与分岔之间的关系，并回顾各种方法在电力系统分岔中的应用。进一步的研究方向包括在负荷实际的动态特性下深入研究分岔特性与电压崩溃机理，定义电压稳定裕度和距离电压崩溃的裕度；根据多机摇摆曲线的混沌程度来估计后期稳定性。建议将混沌的概念从传统的有界范畴拓广到系统在趋于无界（失稳）的模式方面的貌似随机性，即无界混沌。     

混沌理论在电力系统负荷预测中的应用

混沌理论适合描述确定性非线性系统的内在随机性,具有对初始条件敏感,遍历性、规律性等特点,作为确定论和概率论的桥梁,其特性符合电力系统负荷预测的内在要求.因此,近年来,混沌理论在电力系统负荷预测中得到了越来越广泛的应用.在总结和归纳传统预测方法的基础上,对混沌理论应用于电力系统负荷预测中的研究现状进行了综述,其中包括混沌时间序列的主要思想、混沌时间序列分别与传统预测技术、神经网络以及模糊理论相结合在负荷预测中的应用,并指出了这一技术的研究动向及应用前景.     

基于分时重构混沌相空间的电力系统负荷短期预测

为了实现高精度的电力系统负荷短期预测,该文对电力系统负荷时间序列数据分时段进行相空间重构,并计算分形维数和提取最大Lyapunov指数,经分析得出了系统负荷分时序列数据的演化具有混沌特征,由此提出了短期电力系统负荷的分时重构混沌相空间预测算法,相比目前通常采用的单一时间序列混沌预测算法,该算法具有相空间嵌入维数少和模型参数配置灵活的特点,通过电力系统负荷短期预测实例验证,结果表明该算法比单一时序混沌预测算法在预测精度上有显著提高.     

一种典型电力系统模型的电压稳定分岔分析

基于Walve综合负荷模型,采用非线性动力学理论中的分岔分析方法,对一种典型电力系统模型进行了电压失稳机理研究。研究结果表明该系统有4种引起电压失稳的方式：鞍结分岔导致电压单调失稳, Hopf分岔导致电压周期振荡或低频振荡失稳,倍周期分岔走向混沌引起电压失稳,吸引子共存、状态扰动改变运行状态导致电压失稳。研究结果还表明相邻母线的负荷相互作用将对电压稳定的定性定量性质产生影响;保证电压稳定的控制措施应首先考虑较低电压等级母线负荷的调整,条件许可时限制本地发电机的出力也不失为一种避免电压振荡失稳的方法。     

一种有效的电力系统电压崩溃控制

对于两台发电机母线和一个负荷母线组成的简单电力系统，在负荷母线的无功功率逐渐变化时，会发生亚临界，超临界Hopf分岔和鞍结点分岔，并导致混沌现象和电压崩溃现象，但通过在鞍结分岔平衡点设计的线性状态反馈控制器可以在无功功率的一定范围内消除这些现象，并使系统受扰偏离平衡点后迅速回到平衡点，且该控制器只需用到发电机角速度和负荷母线电压幅值两个状态量，因此，该控制器简单实用，另外对该控制器设计过程中的有关问题进行了讨论，数值仿真说明了该控制器的有效性。     

并联降压变换器的非线性行为分析与控制

以主从控制的并联降压型变换器为研究对象,通过实验得到间歇混沌等非线性行为,并通过特征值分析法进行验证,揭示了开关变换器工作中不规则运动产生的原因,为电路设计提供理论依据;在此基础上,提出时间与参数映射的方法和混沌控制的解决方案——相移法。通过将系统的其中一个驱动控制信号发生相位移动或延迟,把系统的混沌运动状态转变为规则运动状态,从而实现了并联降压型变换器电路的混沌控制。相移前后功率谱的变化充分说明了相移法实现混沌控制的可行性和正确性。     

平均电流型Boost PFC非线性现象分析

针对PFC电路中的非线性现象,本文以输出电容和负载电阻为分岔参数,UC3854为控制芯片,在saber软件中对平均电流型Boost PFC电路进行了仿真,仿真结果表明在分岔参数变动的情况下,电路可能会出现慢时标分岔、混沌等非线性现象.最后,利用输出电压和电感电流之间的相图对该现象进行了分析.本文的研究对PFC电路的稳态...     

考虑励磁顶值与PSS的混沌和分岔现象

电力系统中的混沌对传统的稳定分析和安全控制而言,是一个巨大的挑战。文中研究了发电机励磁顶值和PSS回路对电力系统的振荡失稳和混沌现象的影响。研究表明,当计及励磁顶值极限时,或在PSS参数配置合理情况下,可能导致系统Hopf分岔(HB)现象不出现或HB点与鞍--节分岔(SNB)点十分接近。由于在小扰动稳定框架下,HB出现是混沌产生的前提,HB不能出现时,混沌现象也将消失。合理配置PSS参数,可为系统提供正阻尼,从而能够显著抑制HB及混沌现象的产生。文中的研究也是作为找到有效抑制电力系统振荡失稳和混沌现象措施的一种有益尝试。     

发电机阻尼和参数扰动对系统稳定性的影响

以非线性分岔分析软件Aut097为工具,以一个标准的三节点系统为对象,研究了发电机阻尼模型和参数扰动对电力系统小扰动稳定性和系统分岔的影响。研究发现,在采用不同的阻尼模型时,会导致不同的系统分岔形式和不同的混沌现象出现区域;为此求解了在关键参数扰动下系统的受扰稳定域,并分析了稳定域的边界特性。     

基于频闪映射的Boost PFC变换器中的间歇性分岔和混沌现象分析

该文推导出了一组频闪映射方程来精确描述峰值电流控制型Boost PFC变换器的非线性动力学特性。数值模拟发现了系统电流在输入电压周期内会出现间歇性分岔和混沌现象，并对这种间歇性分岔和混沌的周期性进行了分析。通过对系统占空比的详细研究，发现系统并没有经过倍周期分岔的充分发展到达混沌，而是在倍周期分岔的过程中，发生边界碰撞分岔后以非光滑的方式直接进入混沌的。最后，给出了在输入电压幅值、参考电压和负载变化下系统的稳定域。这些结果对实际电路的设计具有重要的参考价值。     

单相SPWM逆变器的分岔及混沌现象分析

以基本单相正弦脉宽调制(SPWM)逆变器为研究对象,采用迭代法建立一阶离散模型,应用频闪映射图、折叠图和分岔图,详细描述了系统出现的分岔和混沌现象,借助仿真给出了系统的稳定运行参数域,从时域及频域分析了分岔和混沌行为对系统性能的影响.本文的研究结果将混沌研究从DC/DC变换器推广到DC/AC变换器,为深入研究电力电子变换器的非线性行为打下了基础.     

高频Boost变换器稳定运行的参数域分析

高频条件下的Boost变换器具有功率密度大、转换效率高和适于大规模集成等特点而备受关注,但因其强非线性特性,在工作中更容易因参数选择不当或外部受到大干扰使得系统产生分岔和混沌现象。通过建立高频Boost变换器的频闪映射模型,利用Jacobian矩阵特征值变化判断系统的稳定参数域,分析了该变换器各参数在不同条件下产生分岔的情况,通过电路仿真及实验验证了高频Boost变换器中出现的分岔及混沌现象与理论分析结果一致。本结论能够为Boost变换器在高频条件下维持稳定运行提供参考,也为系统的进一步优化设计和控制提供理论依据。     

发电机模型对分岔理论研究动态电压稳定性的影响分析

以一种典型电力系统结构为对象,应用非线性动力学理论中的分岔分析方法与通用分岔分析软件Au-to97,探讨了发电机数学模型对分岔分析方法研究动态电压稳定性的影响问题。使用分岔分析软件,得到了5种发电机模型下电力系统的电压随原动机功率发生分岔的分析结果。在给出的电力系统结构与负荷模型下,采用不同的发电机模型,电力系统的电压随原动机功率的改变,均发生一系列在定量与定性上均不相同的分岔过程,但使电力系统产生动态电压不稳定的首要原因—即在到达SNB点以前均先出现HB点却是相同的。