The invention discloses a fixed-time sliding mode suppression method for ferroresonance over-voltage chaos, which includes: (1) establishing a mathematical model of ferroresonance system; (2) designing an integral sliding mode surface based on the fixed-time stability theory; (3) deriving a nonlinear control law and an adaptive law of uncertain parameters through theoretical derivation; (4) deriving a relevant lemma based on the fixed-time stability theory and Lyapunov. The upper bound of stability time range is determined by stability analysis of F function; (5) The control effect is verified by numerical simulation. The ferroresonance overvoltage suppression method disclosed by the invention can not only stabilize the system in a limited time without depending on the initial value, but also obtain the upper bound of the stability time by calculation, which has stronger robustness and anti-interference ability. Under any initial condition, the system can achieve global uniform asymptotic stability in a predetermined time, and restrain the iron of power system more effectively. Overvoltage of magnetic resonance improves the stability of power system.
【技术实现步骤摘要】
一种铁磁谐振过电压混沌的固定时间滑模的抑制方法
本专利技术属于电气工程领域,特别涉及一种铁磁谐振过电压混沌的固定时间滑模的抑制方法。
技术介绍
电力系统中既存在许多铁芯电感元件,如变压器、电压互感器、发电机、消弧线圈、电抗器等;也存在着许多电容元件,如导线的对地及相间电容、补偿电容器、高压设备的杂散电容等,他们组成复杂的振荡回路,如果电力系统内有大的扰动或者操作,就有可能在振荡回路中激发持续时间较长的铁磁谐振过电压。目前,伴随着各地电网改造和扩建工程的大量进行,致使电网结构更加复杂。复杂的电力系统也增加了铁磁谐振发生的几率。在110kV以下的中性点不接地系统和110kV以上的中性点直接接地系统中均频繁地发生铁磁谐振。谐振时不仅产生过电压,还将引起过电流,而且持续时间较长,甚至可以稳定存在,将造成绝缘闪络、避雷管爆炸、设备损坏,严重时可造成停电事故,对电网的安全运行产生严重威胁。在中性点接地系统中,由系统电源经断路器均压电容与电磁式电压互感器构成的电路也可能引发铁磁谐振。国家电网提出的坚强智能电网战略中所包含的“自愈”功能要求把电网中有问题的元件从系统中隔离出来并在很少或不用人为干预的情况下可以使系统迅速恢复到正常运行状态,从而几乎不中断对用户的供电服务。因此,加强对铁磁谐振过电压早期抑制的研究具有十分重要的意义。近年来,许多专家和学者在理论上深入分析了中性点接地系统在发生铁磁谐振现象时的混沌状态及其表征,并对电力系统中铁磁谐振过电压引发的混沌状态进行了理论分析和抑制。在铁磁谐振过电压抑制方面,也已提出常值脉冲、基于最大熵值神经网络等混沌控制方法,但这些方法 ...
【技术保护点】
1.一种铁磁谐振过电压混沌的固定时间滑模的抑制方法,其特征在于,包括:(1)建立铁磁谐振系统的数学模型;(2)根据固定时间稳定性理论设计积分滑模面;(3)通过理论推导得出非线性控制律及不确定参数的自适应律;(4)根据固定时间稳定性理论相关引理和李雅普诺夫函数稳定性分析确定稳定时间范围上界;(5)通过数值仿真验证其控制效果。
【技术特征摘要】
1.一种铁磁谐振过电压混沌的固定时间滑模的抑制方法,其特征在于,包括:(1)建立铁磁谐振系统的数学模型;(2)根据固定时间稳定性理论设计积分滑模面;(3)通过理论推导得出非线性控制律及不确定参数的自适应律;(4)根据固定时间稳定性理论相关引理和李雅普诺夫函数稳定性分析确定稳定时间范围上界;(5)通过数值仿真验证其控制效果。2.根据权利要求1所述的铁磁谐振过电压混沌的固定时间滑模的抑制方法,其特征在于,步骤(1)中的电力系统铁磁谐振的数学模型,其方程为:式中:R为TV的铁芯损耗;Em为电源幅值;C=C1+C2为等效电路中的等效电容;为非线性电感中的磁通;U为铁心两端的电压有效值;ω为系统频率;为非线性电感磁化特性关系;u为控制输入。3.根据权利要求1所述的铁磁谐振过电压混沌的固定时间滑模的抑制方法,其特征在于,步骤(2)中的积分滑模面的设计方法为:首先设计切换函数,系统输出跟踪目标为Ud,定义受控量的误差如下:为了将系统的鲁棒性扩展到整个系统并消除稳态误差,在线性滑模面里加入积分项,构造如下的积分滑模面:求导得:4.根据权利要求1所述的铁磁谐振过电压混沌的固定时间滑模的抑制方法,其特征在于,步骤(3)中的非线性控制率及不确定参数适应律的设计方法为:根据式(1)、(3)、(4),可以设计出铁磁谐振过电压的混沌抑制的非线性控制律:其中k为不确定参数,其自适应律为:其中,0<α<1,β>1,g...
【专利技术属性】
技术研发人员:马草原,张勇,赵东艳,刘伟韬,刘鹏娟,李志杰,
申请(专利权)人:中国矿业大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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