风电系统的混沌参数分析与控制

【摘要】：随着风力发电技术的迅速发展，研究风电系统的动态特性及其电压稳定性就有着重要的意义，风电场在实际运行中极易受到自然风的影响，这使得风电系统比常规的电力系统更容易激发混沌，而且，混沌在风电场中的振荡形式与强度可能和电力系统中的还不一样，这使得混沌机理的探究成为难题。本论文的研究目的是利用时间序列分析方法和滑模变结构控制理论对风电系统的混沌行为进行检测、分析和控制。 由于风电系统的特殊性，本文利用相空间法对混沌振荡进行参数分析，计算特征指标，为风电系统中混沌的控制奠定基础。采用时间序列分析方法，对实际风电场中单一变量的时序计算参数值，实现混沌的判别。在分析混沌参数阈时得出结论：当风电场受到的外部扰动大于特定值时，风电场初步表现出混沌振荡的特征，当变化量在此范围内时，系统运行在混沌临界状态，而当参数值超过此范围后，混沌吸引子破碎，环面消失，风电场运行在失稳状态。基于此，采用动态SMC方法，使趋近运动具有鲁棒性，实现了对风电场混的控制器的初步设计。为了处理抖振，将指数趋近律和饱和函数引入，即选择准SMC方法，克服系统参数不确定造成的影响，建立了边界层，实现了在滑模面上不切换系统结构的控制效果，从而消除了抖振。 【关键词】：风电场 混沌 时间序列 滑模变结构方法
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 引言9
• 1.2 研究背景、目的和意义9-10
• 1.3 混沌在电力系统中的研究10-12
• 1.3.1 电力系统在外扰下的混沌现象10-11
• 1.3.2 通往混沌的途径11
• 1.3.3 电力系统中混沌的判别11
• 1.3.4 电力系统的混沌控制11-12
• 1.3.5 电力系统中混沌的应用12
• 1.4 风电系统中混沌的研究12-13
• 1.4.1 风电机组的混沌研究12
• 1.4.2 利用混沌进行预测12-13
• 1.5 小结13-15
• 第二章 混沌理论概述15-28
• 2.1 引言15
• 2.2 混沌理论概述15-24
• 2.2.1 混沌理论发展历程15-16
• 2.2.2 几个重要概念16-18
• 2.2.3 混沌的基本特征18-19
• 2.2.4 混沌现象的判别方法19-24
• 2.3 混沌时间序列的动力学分析24-27
• 2.3.1 相空间重构法24-25
• 2.3.2 确定相空间重构的参数25-27
• 2.4 小结27-28
• 第三章 风电系统在参数改变时的混沌行为28-37
• 3.1 引言28
• 3.2 风电系统的数学模型28-29
• 3.3 无功功率变化对风电场混沌行为的影响29-30
• 3.4 风电场在正弦外扰下的混沌行为30-35
• 3.4.1 正弦有功外扰对风电场混沌行为的影响31-33
• 3.4.2 正弦无功外扰对风电场混沌行为的影响33-35
• 3.5 小结35-37
• 第四章 风电系统的混沌控制37-49
• 4.1 引言37
• 4.2 SVC 对混沌的抑制作用37-41
• 4.2.1 滑模变结构控制39
• 4.2.2 设计风电系统的 SMC 控制器39-41
• 4.3 混沌控制器的设计41-45
• 4.4 抖动问题的处理45-47
• 4.5 小结47-49
• 第五章 结论与展望49-51
• 5.1 引言49
• 5.2 总结49-50
• 5.3 展望50-51
• 参考文献51-54
• 发表论文和科研情况说明54-55
• 致谢55-56

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