电力系统混沌振荡的动态滑模控制策略：功率扰动下的稳定与抑制

随着中国电力行业的快速发展，电力系统的稳定问题愈发受到关注，因为混沌振荡现象一旦发生，可能会导致严重的系统故障和安全性降低。本文探讨了如何通过理论分析与控制策略来应对这一挑战。研究者们基于四阶电力系统模型，引入了功率扰动项，这是一种实际运行中常见的非线性因素，其对电力系统动态行为有着显著影响。 首先，通过对Lyapunov指数的分析，研究者们评估了混沌振荡的敏感性和复杂性。Lyapunov指数是衡量系统稳定性的重要工具，它能揭示系统是否易受微小初始条件变化的放大，从而预测混沌行为的可能性。当Lyapunov指数大于零时，系统表现出混沌特性，这在电力系统中意味着可能的不稳定状态。 接下来，作者利用分岔图来深入理解电力系统参数变化对混沌振荡的影响。分岔图展示了系统参数随时间或空间的变化过程中，动力学行为如何从一个稳定状态过渡到混沌状态，或者是混沌状态之间的转变。这种图形有助于识别系统可能的临界点和混沌区域，以便采取控制措施。 文章的核心贡献在于提出了一种动态面滑模控制器的设计。这种控制器借鉴了继电特性的切换函数，能够在系统面临混沌振荡时提供有效的实时响应。动态面滑模控制是一种有效的非线性控制策略，它通过构造一个滑模面，使系统状态尽可能快地收敛到该面，从而抑制混沌振荡。此外，该控制器还具备防止抖振的能力，确保控制过程的平稳性，避免进一步的系统不稳定。 通过仿真结果验证，这种动态滑模控制器展现了出色的性能，不仅快速而平滑地抑制了混沌振荡，而且表现出良好的抗扰动能力和鲁棒性。这使得该控制方法在实际电力系统中具有很高的实用价值，尤其是在面对功率扰动等不确定性因素时，能够保持电力系统的稳定运行。 这篇论文结合了电力系统建模、动力学分析和控制理论，针对含功率扰动的混沌振荡问题提出了一种创新的解决方案。这对于电力系统的设计、运行和故障预防具有重要的指导意义，也为未来混沌控制领域的研究提供了新的视角和实践依据。