基於電腦仿真的電力系統混沌行為參數估計與控制（簡體書）

李向群，碩士生導師，中國礦業大學計算機學院副教授，2011年獲得中國礦業大學博士學位。曾在北京交通大學、中科院計算所、美國明尼蘇達大學和肯塔基大學等多所大學短期學習或做訪問學者。主持“礦井供用電管理軟件開發研究”、“山西西山煤電股份有限公司高瓦斯礦井安全電網分析”等多項科研，參與“祁南礦防短路越級及漏電無選擇性智能化系統研究”、“晉煤集團供電系統繼電保護整定計算技術服務”等多項科研，參與“面向醫學圖像融合的自適應脈沖耦合神經網絡模型研究”、“基于WSN的煤礦水災危險源實時感知及避險路線優化”等多項江蘇省自然科學基金項目，發表中英文論文10余篇，主編計算機系列教材9部。曾獲得國家安全局第五屆安全生產科技成果獎一項。目前主要的研究方向為智能信息處理。

混沌（Chaos）是確定的非線性動力系統中出現的一種類隨機現象，廣泛存在于工程領域中，由于其本身特征及應用的特殊性，成為繼“相對論”和“量子力學”之后又一主流新興學科。混沌研究源于數學和物理學科，目前的研究范圍已涉及天文、信息、社會科學、醫療、農業、巖土力學等領域。作為非線性系統，電網中存在著復雜的分岔與混沌行為，主要表現為貌似無規則的機電振蕩，嚴重威脅電網安全運行。隨著大規模電網的迅速發展，進一步提高系統安全性、穩定性和經濟性成為日趨重要和緊迫的課題。
隨著研究的不斷深入，學者們相繼發現分岔和混沌現象對電網的安全運行構成極大的威脅，如長時間振蕩、電壓失穩、電壓崩潰等。同時在一定的環境條件驅動下，如溫度、絕緣老化程度、元件振動、永磁體的磁化強度等，這種混沌發生條件是有可能滿足的。為了提高電網運行的安全性與穩定性，一種可行的方案是合理安排統一潮流控制器（UPFC）、靜止同步補償器（STATCOM）、靜止無功補償器（SVC）或晶閘管控制串聯電容器（TCSC）等柔性輸配電設備接入系統，采用先進的控制策略，調整系統參數特性，改變運行狀態，達到抑制和消除此種分岔和混沌現象的目的。
對電網混沌行為進行分析，研究參數估計和控制問題，既可以進一步豐富混沌研究的內容，又可以防止電力系統運行中發生混沌振蕩，危及系統的安全運行，提高電網的穩定性。綜上所述，電網混沌參數估計和控制研究，具有重要的理論意義和實際意義。
在此背景下，作者查閱國內外相關文獻，對該領域的研究現狀和現有的成果進行研究，對現有的所有混沌估計及控制方法進行分析、歸納和總結，得到各方法的優點和缺點及其適用條件。圍繞電力系統中電網二階混沌振蕩系統、四階混沌振蕩系統以及混沌鐵磁諧振系統的建模與機理分析，對高效混沌參數估計方法與先進滑模變結構混沌控制方法進行學術探索和科技攻關。旨在進一步總結研究成果，歸納梳理、承前啟后；分析電力系統混沌行為的科學機理，探索混沌系統參數估計的解決方案，討論電力系統混沌行為的控制策略。
本專著分為六章，循序漸進地介紹電力系統混沌行為參數估計與控制方法。整體研究內容框架如圖1所示。
最后借此機會感謝項目研究與本書編著過程中熱心幫助我的機構和個人。衷心感謝中國礦業大學信息與電氣工程學院電氣安全與智能電器研究所在項目研究經費上的無私幫助，感謝中國礦業大學計算機學院在我研究期間工作安排上的大力支持。

1 緒論
1.1 研究背景與概述
1.2 混沌及混沌控制研究
1.3 混沌系統參數估計研究
1.4 混沌系統的滑模變結構控制研究
1.5 T-S模糊理論在滑模變結構控制中的研究
1.6 小結

2 電力系統混沌行為的非線性動力學分析
2.1 引言
2.2 混沌鐵磁諧振系統的非線性動力學行為分析
2.2.1 混沌鐵磁諧振系統的數學模型
2.2.2 混沌鐵磁諧振模型非線性動力學分析
2.3 混沌電網二階模型的非線性動力學分析
2.3.1 電網二階混沌系統的數學模型
2.3.2 混沌電網二階模型的非線性動力學分析
2.4 混沌電網四階模型非線性動力學分析
2.4.1 電網四階混沌系統的數學模型
2.4.2 混沌電網四階模型的非線性動力學分析
2.5 小結

3 基于自適應免疫遺傳算法的變焦距電力系統混沌系統同步的參數估計研究
3.1 引言
3.2 基于自適應免疫遺傳算法的變焦距電力系統混沌系統同步的參數估計方法
3.2.1 自適應免疫遺傳算法
3.2.2 基于自適應免疫遺傳算法的變焦距電力系統混沌系統同步的參數估計新方法
3.3 混沌鐵磁諧振系統參數估計方法仿真
3.3.1 基于同步參數觀測器的混沌鐵磁諧振模型的參數估計仿真
3.3.2 基于自適應免疫遺傳的變焦距混沌鐵磁諧振模型的參數估計仿真
3.4 電網二階混沌系統的參數估計方法
3.4.1 基于同步參數觀測器的電網二階混沌模型的參數估計仿真
3.4.2 基于自適應免疫遺傳的變焦距電網二階混沌模型的參數估計仿真研究
3.5 電網四階混沌系統的參數估計方法
3.5.1 基于同步參數觀測器的電網四階混沌模型的參數估計仿真研究
3.5.2 基于自適應免疫遺傳的變焦距電網四階混沌模型的參數估計仿真
3.6 小結

4電力系統混沌行為滑模變結構控制研究
4.1 引言
4.2 線性滑模變結構控制
4.2.1 滑模變結構控制原理
4.2.2 滑模變結構控制系統魯棒性分析
4.2.3 滑模變結構控制器設計
4.2.4 電力系統混沌行為滑模變結構控制器設計
4.3 非奇異終端滑模變結構控制
4.3.1 終端滑模控制
4.3.2 非奇異終端滑摸控制
4.3.3 電力系統混沌行為非奇異終端滑模變結構控制器設計
4.4 電力系統混沌行為滑模變結構控制仿真
4.4.1 混沌鐵磁諧振系統滑模變結構控制數值仿真
4.4.2 電網二階混沌系統滑模變結構控制數值仿真
4.4.3 電網四階混沌系統滑模變結構控制數值仿真
4.5 小結
……
5 電力系統混沌行為改進非奇異終端滑模變結構控制
6 基于T-S模糊模型的電力系統混沌滑模變結構控制
參考文獻