1。介绍
电力系统是一个复杂的非线性动力系统由许多成分组成的相互联系,如发电机、公交车、变压器、和许多其他类型的负荷和设备。散装的持续互联电力系统,带来的经济和环境压力,导致电网日益复杂的非线性,必须操作接近其稳定极限。因此,最近的电力系统应对系统稳定性和可靠性控制挑战在当前和未来。电力系统可能受到的干扰操作,参数变化,时间延迟,噪音,和不确定性的系统,这可能会导致混乱的振荡会导致电力系统故障,如电压崩溃,角发散,或者最终灾难性停电像1966年发生在美国
1和许多其他国家
2- - - - - -
4]。电力系统的动态行为与各种参数通常是相关的复杂非线性机电振荡。此外,由于电力需求的增长,现代电网被迫接近稳定极限运行,实现经济和环境限制安装新的输电线路和新电站。
gydF4y2Ba不同于电力系统的低频振荡,混沌振荡更关键的是由于各种各样的因素,可能会引发这种行为。由于这一事实,更难以抑制这种类型的振荡(
1]。在过去的几十年里,已经有越来越多的兴趣调查在电力系统混沌振荡。第一个研究混乱和分歧在电力网络提出了在
5]。作者使用Melnikov理论分析二阶动力系统有两个发电机。早期作品之一是(
6,
7),应用数值分析的方法研究一个简单的电力系统的混沌现象两个相互关联的公共汽车。印度学者(
8]研究了分岔由三节点组成的电力系统的近似软上发条的限幅器使用光滑函数简化分岔分析。的学者
9揭示了各种失稳模式之间的关系和three-bus电力系统混沌现象,研究了线路混乱在这个模型。电力系统单机无限大容量母线模型withhard限制在激励反馈回路及其影响Hopfbifurcation和混乱不稳定提出了在
10]。研究人员在
11)提出了限定时间控制方法来抑制混沌振荡在混乱的单机无穷大总线显示复杂非线性动力学在特定的操作条件。混乱的功率振荡可以发生在电网络由于其他原因如次同步谐振(SSR)和铁磁谐振的两种现象导致旋转系统的功率振荡(
12]。在苏维埃社会主义共和国,电能发电单元和输电系统之间交换频率低于基本同步的频率。它发生由于一系列机电交互补偿输电线路和发电机。它导致轴和功率振荡的振荡(
13]。铁磁谐振是一个非线性共振,这发生在一个较低的饱和非线性电感和电容的电路电阻。它可以出现由于一些配置,如断路器故障在打开或关闭操作,线,工厂停电,等等。它会引起波形弄成畸形,网络中功率振荡、频率偏移(
14]。介绍了一种新的混沌动力系统(
15),提出了两种不同的控制器消除混沌振荡的转子速度和角度。
gydF4y2B一个分数阶微积分理论可以追溯到微分学理论的诞生。但它已经开始被应用在工程和科学应用近年来由于其固有的复杂性
16,
17),由于混沌和分形领域的进步,显示与分数阶微积分的概念(微妙的关系
18]。许多工程系统,如电磁波、电介质极化,和量子进化的复杂系统,显示一些分数阶动力学(
19),因此分数阶控制理论得到了研究者的关注。
gydF4y2B一个在[
20.相称的),一个二维分数阶SMIB模型分析了使用一个简单的Lyapunov-based控制方法和控制。该控制器驱动随机混沌振荡周期运动来执行。Rajagopal et al。
19]讨论了分数阶相称的电力系统的非线性行为,结果显示存在的混沌振荡抑制使用一种自适应滑模控制器。尽管有许多研究电力系统的混沌动力学行为integer-order模型,文献报告的分数阶模型较少,电力系统分析和控制设计。为这些目的,从上述讨论,本文中的混乱和多稳定性不相称的分数阶与硬限制电力系统分析和控制。应用的控制器,它是最近开发的扩展控制方法基于线性增加,被利用。这是通过耦合不相称的分数阶SMIB模型,用线性反馈系统组成的一个基本的衰减函数(
21]。这种方法提供了一个显著的影响在规定针对稳态解决方案(
22],抑制双稳态[
23),调节驱动的动态反应系统(
24),和控制的动态隐藏流动(
25),线性增加控制被用来稳定不动点的非线性振子。提出的控制方法的优点是简单的实现通过电子电路,它是首选的情况下,当系统内部参数或变量是无法控制。
gydF4y2B一个本文组织如下。其次是介绍部分
1,数学初步给出了部分
2。的电力系统模型integer-order和不相称的分数阶SMIBs讨论部分
3。部分
4小说介绍了分数阶线性增加稳定SMIB电力系统控制策略。最后,结论部分
5。
年代ec><年代ec id="sec2">
2。预赛
存在许多分数阶导数的定义。在这部作品中,Grunwald-Letnikov方法将用于解决电力系统动力学。Grunwald-Letnikov定义的顺序<我nline-formula>
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(GLD)给出如下
26]:
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。这个定义的形式是非常有用的寻找分数阶微分方程的数值解(
27]。衍生品是基于分数阶的数值解(
3)来源于Grunwald-Letnikov (GL)定义(
1)。常用的数值近似<我nline-formula>
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28,
29日]:
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二项式系数,将表示吗<我nline-formula>
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。他们的计算,可以使用以下表达式(
30.]:
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然后,一般分数阶微分方程的数值解
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内存术语表达的总和,一个“健忘”的原则可以用于各种<我nline-formula>
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米米米l:mi>
。
年代ec><年代ec id="sec3">
3所示。分数阶动力系统模型
基本与无限汇流排单同步发电机电力系统及其励磁机呈现在图
1。发电机励磁系统是由一个单一的时间常数与高增益AVR限幅器。以下描述的系统可以integer-order模型(
7):
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是该领域的控制信号,自动电压调节器(AVR)的输出,<我nline-formula>
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在发电机和母线电压总线终端被定义为
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表示转子角,<我nline-formula>
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代表角速度<我nline-formula>
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是发电机的瞬态激励和初始终端电压<我nline-formula>
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等效惯性矩<我nline-formula>
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和<我nline-formula>
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代表了时间常数<我nline-formula>
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励磁机的电枢绕组。初始条件<我nline-formula>
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E米米l:mi>
罗斯福米米l:mtext>
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等于<我nline-formula>
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0.001米米l:mn>
,米米l:mo>
1.33米米l:mn>
,米米l:mo>
1。9米米l:mn>
和系统参数选为在附录a阶段画像不同预测的混沌integer-order电力系统(
7)如图
2。