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.     

用时间序列为判断电力系统中的混沌现象

由于混沌现象对初值、参数等的敏感领事性，现有的基于电力的模型（方程）来研究混怕方法，会由于建地方程的形式、参数等误差等带来可能的失误。为了弥补一缺点，文中提出了直接利用对实际系统ＲＳ采样得到的时间序列的Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数λ分析的方法来判断混沌的存在性利用矩阵的特征值移动技术可以找到ＲＳ伴随ＲＳ，使ＲＳ的λ＝λ＋ｋ，于是可以利用现有的计算时间序列Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数的方法来实现ＲＳ的混沌判断。     

工程中混沌现象及混沌应用的研究现状与展望

混沌广泛存在,工程领域的混沌现象和混沌应用正在引起广大工程学者的关注。本文概述了工程中的混沌现象及混沌应用研究的主要进展和研究现状,并展望了它们的发展前景。     

电力系统混沌现象及相关研究

利用非线性动力系统的基本理论,并借助于一个简单的电力系统,给出了电力系统中导致混沌出现的两种不同的途径。运用Piocare截面和Piocare映射技术,深入研究这两种途径的表现形式、内在规律、引发机理,并进一步讨论了它们与电力系统扰动间的关系。由于混沌现象存在时,系统运行参数将伴随持续无规则的振荡,这在电力系统运行中是绝对不允许的,而弄清楚混沌的产生机理,将有利于对它的预防。     

基于流形变换的电力系统临界失稳模式预测

从流形变换的角度，提出一个新的电力系统故障后临界失稳模式预测的计算方法；推导了电力系统的临界失稳模式预测的公式；分析了影响失稳模式的因素；用新英格兰系统验证了预测临界失稳模式的公式的正确性，计算结果表明用该公式能准确预测电力系统的临界失稳模式。预测公式采用了三阶非线性变换，具有较高的计算精度。     

基于Matlab/Simulink研究电力系统的分叉与混沌现象

用一个简单系统来探索电力系统中的分叉和混沌现象。在建立系统的微分数学模型之后,在Matlab/Simulin环境下建立相应的仿真模型。通过改变控制参数的值,得到相应负荷电压的变化情况,证明了该系统中存在分叉现象。最后,假设控制参数一致而稍微改动系统的初始条件,发现其行为特性不一致,并得到完全不一样的结果。     

电力系统中的混沌研究与混沌应用

混沌作为一个新的研究方向，已渗透到自然科学和社会科学的各个领域。混沌在电力系统的研究虽然只有近20年，但已有大量的混沌现象被研究，如机电系统混沌振荡，以及分叉、混沌与电压骤降，电力经济中的混淹，水轮发电机组调速系统中控制器参数诱发的混沌等。人们在研究和分析、抑制混沌的同时，又在电力系统中应用混沌，如混沌应用于电站经济运行最优负荷分配、静态负荷模型辨识、模糊电力系统稳定器的参数优化以及短期负荷预测，从而全面开创了电力系统混沌的研究、分析与利用新局面。对电力系统中混沌的研究与利用进行了较为全面的分析和总结，对于推动电力系统的混沌研究具有一定的意义。     

电力系统电压失稳过程仿真分析

电力系统中电压失稳的发展是其动态行为的表现之一,受到电力系统所有动态元件动力学行为及其相互关系的制约。通过曲型电力系统在不同运行方式和不同扰动作用下细致的仿真,比较了不同动态元件对电压失稳发展的影响,从而确定了用于电压失稳数值仿真分析的合适的负荷与发电机模型。     

电力系统混沌振荡现象的ACPD控制

针对非线性电力系统容易产生混沌振荡现象的问题,分析了四阶非线性、多状态变量耦合电力系统的混沌特性,并提出了一种基于自耦PD控制理论的混沌控制方法。该方法将四阶非线性电力系统中的第二通道内部动态变化、外部扰动和所有不确定因子都定义为一个总扰,由此可将原系统等效地映射成一个有干扰项的二次线性系统,以转子指定角度和实际角度之差为控制误差,继而建立了一种在反相总扰激励下的控制误差系统,并利用一个速度因子把传统比例-微分两种控制力耦合起来,从而建立了ACPD非线性闭环控制系统。为同时满足控制器的响应速度和稳态精度,提出了基于转子角度跟踪误差的自适应速度因子模型。仿真显示了使用ACPD控制器只需0.3 s的时间,就能使转子角度跟踪到期望轨迹,且抗扰能力强,在电力系统稳定性控制领域具有实际应用前景。     

失稳模式变化的机理——五论暂态能量函数直接法

前文已证明，从多机积分空间到等值OMIB(单机无穷大系统)平面的PCOI( 部分惯性中心)映射保留了原多机系统首摆稳定性的充要条件。本文进一步剖析了多机因素 和复杂模型因素对映射OMIB系统各次摆动稳定性的影响，并将EEAC理论推广到多 摆稳定性。本文还澄清了失稳模式和临界模式这两个不同的概念，探讨了失稳模式随故障的 切除时间变化的机理；指出非理想的二群首摆失稳模式可能随故障切除时间而变，并可能存 在更临界的多摆失稳模式。最后，揭示了由笔者发现的ISD(孤立稳定区)及NARI (由ISD引起的邻域吸引子)现象的物理本质，从理论上证实当前普遍采用的逐步积分 法有可能搜索到错误的CCT(故障临界切除时间)，而沿用至今的CCT定义也是值得商 榷的。在EEAC理论指导下，由电力部电力自动化研究院开发的IEEAC(集成化EE AC)软件包有效地解决了上述连常规数值积分法也难以发现的问题。     

模糊电力系统稳定器的混沌优化方法

将混沌优化方法应用于模糊电力系统稳定器的参数设计,从而避免了设计过程中大量的参数调试工作,同时也使模糊电力系统稳定器获得最佳的控制性能。仿真结果表明,混沌优化方法结构简单、寻优速度快,基于混沌优化的模糊电力系统稳定器对各种扰动均有较好的响应特性。     

电网安全稳定控制新模式的研究

针对我国在21世纪500 kV电网网架基本形成后,现有安全稳定控制装置不能满足系统 安全稳定控制的需要, 提出了电网稳定控制的一种新模式——集中管理、区域控制模式。这 种 模式的特点是可充分利用现有的调度 自动化系统,提高区域控制装置动作的合理性和准确 性。文中结合四川电网状况对实现这一模式的可行性进 行了探讨和研究。     

福建与华东联网对福建电网安全稳定影响的研究

对福建与华东联网后福建电网安全稳定问题进行了研究。从福建电网暂态稳定、内部网架结构、低频振荡、无功补偿与短路电流等方面分析了联网对福建电网的影响,并给出了有关计算结果。分析表明,联网对改善福建电网频率稳定性特别是大机组甩负荷后频率稳定性的作用十分显,但同时也可能带来一些新的问题,例如由于联网初期福建电网规模较小,在送电功率较大时联络线切除后对福建电网的影响较大。针对联网后的福建电网安全稳定问题,     

电力系统无功优化的变尺度混沌优化算法

变尺度混沌优化(MSCOA)是一种改进的混沌优化方法(COA),利用混沌运动的内在随机性、遍历性和规律性进行全局寻优;通过尺度变换不断缩小优化变量的搜索空间,通过改变"二次搜索"的调节系数提高搜索精度,从而提高局部细化搜索能力.文章将该算法应用于电力系统无功优化问题,并对IEEE 6节点系统以及某地区54节点系统进行了仿真计算,计算结果验证了算法的有效性.     

系统的运行方式与工频过电压

为了研究工频过电压与系统运行方式的关系,应用二端口理论,具体分析了它们的联系,并对一个真实的500kV输电系统,计算了不同运行方式下的工频过电压。研究和计算都表明,工频过电压幅值很大程度上决定于系统的运行方式,若系统运行方式不同,过电压可能会有很大差异。     

再同步中的混沌现象

在一定的条件下,系统的动态行为对于参数的变化非常敏感,在2机系统上也会表现出极其丰富的混沌现象。文中给出了2机系统失步后在没有外加控制的条件下再同步的实例,以及相关的混沌现象。用EEAC理论解释了该现象的机理,以定量方法揭示了貌似无序的现象中的有序性,并在多机系统上得到验证。     

现代电网的稳定性和安全性

在国内外文献综述基础上阐明了与现代电力系统稳定性和安全性紧密相关的六个问题。其核心是加速将现代电力电子技术、计算机技术、信息技术和控制理论全面协调地用于现代电力系统，确保系统运行的稳定性和安全性。     

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。     

微扰电力系统中的次谐及混沌轨道

研究了电力系统在周期和准周期扰动下的次谐和混沌轨道。首先假定扰动具有正统形式，采用梅尼科夫方法对其中存在的次谐轨道和混沌吸引子进行了系统的分析，指出了连续的次谐分叉进入混沌状态的途径。对周期非正统扰动情况的分析表明，该状态下的系统动力学性质与正统周期扰动情况下类拟，但轨道空间形式更为复杂。对于准周期扰动情况，首先给出了不变环面的存在条件，然后预见了弱扰动下混沌轨道附近的混沌环面及强扰动下环面破裂所产生的混沌现象，并通过数值仿真对其进行了验证。