应用延时反馈控制电力系统混沌振荡 .doc

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1、应用延时反馈控制电力系统混沌振荡摘要：混沌是非线性系统的固有现象。电力系统是典型的非线性系统，存在着复杂的混沌振荡，它威胁着系统的安全稳定运行。本文利用混沌控制方法之一——延迟反馈法(DFC)控制电力系统混沌振荡，利用Melnikov方法确定延迟时间和反馈系数。数字仿真结果表明，选择适当的延迟时间和反馈系数能够镇定系统的不稳定周期轨道(UPO)、消除混沌，并能使系统从失稳状态进入稳定状态。由于不需要外加参考信号，延迟时间与UPO的周期无关，不必是UPO周期的整数倍，所以该方法简单易行。关键词：混沌振荡；延迟反馈控制；电

2、力系统稳定性CONTROLLINGPOWERSYSTEMCHAOTICOSCILLATIONBYTIME-DELAYEDFEEDBACKABSTRACT:Chaosisaninherentphenomenonofnonlinearsystems.Powersystemisatypicalnonlinearsystemwherecomplicatedchaoticoscillationsexistandthreatenthesecureandstableoperationofpowersystems.Here,thepo

3、wersystemchaoticoscillationiscontrolledbyoneofchaoticcontrolways,i.e.,time-delayedfeedbackcontrol(DFC),andthedelayedtimeandgaincoefficientaredeterminedbyMelnikov’smethod.Simulationresultshowsthatchoosingproperdelayedtimeandgaincoefficienttheunstableperiodicorbit

4、s(UPO)ofthesystemcanbeballastedandthechaoscanbeeliminated,andthesystemcanbechangedfromunstabletostable.Becausetheadditionalreferencesignalisnotnecessary,thedelayedtimeisnotrelatedtotheperiodofUPOandshouldnotbetheintegralmultipleoftheperiodofUPO,sothepresentedmet

5、hodissimpleandeasytoapply.KEYWORDS:Chaoticoscillation；Time-delayedfeedbackcontrol；Powersystemstability1引言电力系统是典型的非线性系统，具有复杂的动力学行为，如混沌和分岔，它们对电力系统构成了潜在的威胁，已引起国内外学者的高度重视[1]。混沌是由确定性非线性系统产生、对初值极为敏感、具有内在随机性和长期预测不可能性的往复非周期运动。随着人们对混沌现象认识的深入，混沌的控制方法应运而生。自从20世纪90年代初出现了混沌控

6、制的OGY(Ott，Grebogi，Yorke)法(参数扰动法)以来，混沌控制受到广泛的关注，相继出现了偶然比例反馈(OccasionalProportional5Feedback，OPF)、自适应控制、线性反馈控制、自控制反馈控制等方法[2]。在这些方法中，由K.Pyragas提出的延迟反馈控制法(Time-delayedFeedbackControl，DFC)具有广泛的适应性，它利用简单的反馈来镇定混沌吸引子不稳定的周期轨道(UnstablePeriodicOrbits，UPO)，既适用于低维系统混沌的控制，也适用

7、于高维系统和无限维延迟微分动力系统混沌的控制，甚至可用于时空混沌的控制[3]。研究电力系统混沌控制的论文目前尚不多见，文[4]、[5]分别采用变量直接线性反馈和非线性系统的逆系统法控制混沌，但前者需要确定目标轨道，后者实现起来有一定的难度。本文采用延迟反馈控制法研究电力系统混沌控制，它避免了目标轨道的确定，控制器简单，易于工程实现。其中的延迟时间和反馈系数可通过Melnikov方法来确定。仿真结果表明，该方法具有较好的镇定效果。2电力系统振荡的混沌性态式中δ、ω为等值发电机的功角和角速度增量；H、D为等值转动惯量和等值

8、阻尼系数；Ps、Pm为电磁功率和机械功率；Pe为扰动功率幅值；β为扰动功率的频率。式(1)中，取H=100、Ps=100、D=2、Pm=20、β=1[7]，用MATLAB中的simulink进行仿真，图1、图2是Pe=27.545和Pe=27.546时的系统相平面和曲线。图1表明当扰动达到一定幅度时系统处在混沌状态，其轨道运动是遍