中性點直接地系統(tǒng)鐵磁諧振過電壓的混沌特性與控制及檢測方法研究.pdf

1、鐵磁諧振是電力系統(tǒng)中一種內(nèi)部過電壓現(xiàn)象，它對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行有著巨大威脅。特別是我國輸電網(wǎng)絡(luò)的空前發(fā)展，對電網(wǎng)的安全性和可靠性有著更加嚴(yán)格的要求。相對于中性點非直接接地系統(tǒng)而言，發(fā)生在中性點直接接地系統(tǒng)中的鐵磁諧振過電壓有著許多新的特點，而且對它的研究相對較少。為了保障電力系統(tǒng)中輸變電設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)安全運行的可靠性和穩(wěn)定性，充分認(rèn)知鐵磁諧振過電壓產(chǎn)生的機(jī)理，形成成熟系統(tǒng)的鐵磁諧振過電壓控制基礎(chǔ)理論顯得尤為的重要。本文綜合運用多種數(shù)學(xué)工

2、具，對中性點直接接地系統(tǒng)鐵磁諧振過電壓的混沌特性與控制及其檢測方法進(jìn)行系統(tǒng)的研究。 在對中性點直接接地電力系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振時系統(tǒng)所具有的混沌特性深入研究的基礎(chǔ)上，通過對異宿、同宿軌道的計算，運用Melnikov方法計算出了該系統(tǒng)的混沌閾值，即鐵磁諧振過電壓振蕩發(fā)生的參數(shù)區(qū)域及混沌產(chǎn)生的條件，并應(yīng)用泛函理論證明了鐵磁諧振過電壓混沌系統(tǒng)的周期解存在性，為有效控制和消除過電壓，抑制過電壓中的混沌現(xiàn)象提供了理論依據(jù)。 在針對三相

3、中性點接地系統(tǒng)所建立的時變數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，提出了應(yīng)用穩(wěn)定性數(shù)學(xué)理論來分析該系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法，其中：對零序電阻和相間電容在鐵磁諧振中所產(chǎn)生的重要影響進(jìn)行了深入研究，同時計算出了在該種情況下消除鐵磁諧振并使系統(tǒng)穩(wěn)定運行的參數(shù)條件。 提出了運用常值脈沖法對中性點接地系統(tǒng)所發(fā)生的鐵磁諧振混沌狀態(tài)進(jìn)行抑制的原理及方法，其中：采用針對控制目標(biāo)的常值脈沖量的計算方法有效控制了鐵磁諧振過電壓的混沌狀態(tài)，實現(xiàn)了系統(tǒng)狀態(tài)在混沌和有序之間的轉(zhuǎn)換；該方

4、法不要求對系統(tǒng)有深入認(rèn)知，直接通過系統(tǒng)反饋來實施控制，控制消耗能量少，控制目標(biāo)多樣。 在徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，提出了一種以極大熵學(xué)習(xí)算法對中性點直接接地系統(tǒng)鐵磁諧振的混沌系統(tǒng)實施控制的方法，該方法通過最優(yōu)化一個目標(biāo)函數(shù)導(dǎo)出中心向量的學(xué)習(xí)規(guī)則，充分利用網(wǎng)絡(luò)隱層的聚類功能，極大改善了網(wǎng)絡(luò)的回歸和學(xué)習(xí)能力；將其應(yīng)用于混沌控制中，不僅輸出狀態(tài)穩(wěn)定和控制過程迅速，跟蹤誤差小、控制效果好，而且可以實現(xiàn)多種控制目標(biāo)。 在系統(tǒng)分析

5、多重分形譜的小波局部極大模計算方法基礎(chǔ)上，提出了多重分形譜對鐵磁諧振過電壓信號診斷的方法，并運用多重分形譜對中性點直接接地系統(tǒng)中常見的幾種鐵磁諧振過電壓信號進(jìn)行了實例分析，結(jié)果表明多重分形譜可以很好的甄別鐵磁諧振過電壓信號的幾何結(jié)構(gòu)特征和奇異性。 通過對基于關(guān)聯(lián)積分的廣義維數(shù)譜的定量計算方法的深入研究，提出了中性點接地系統(tǒng)中鐵磁諧振過電壓信號的多重分形特征，并對其特征即廣義維數(shù)譜進(jìn)行了分析；在小波變換分析既能反應(yīng)信號在變換域特性

6、又保留其時域信息的特點的基礎(chǔ)上，提出了基于小波變換的子空間能量及主要能量集中子空間時域信息的特征提取方法，并通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識系統(tǒng)對鐵磁諧振過電壓信號的廣義維數(shù)譜、子空間能量和時域信息的組合特征進(jìn)行了驗證，計算實例顯示能夠有效地對鐵磁諧振過電壓的類型進(jìn)行辨識。 在對互相關(guān)理論和混沌理論的深入研究基礎(chǔ)上，提出了將互相關(guān)檢測和混沌理論結(jié)合對過電壓信號監(jiān)測中系統(tǒng)電壓的頻率跟蹤方法。其中：用于檢測相對于中心頻率極小的微弱信號時，可以保持對