复杂网络同步及其在水力发电系统中的应用

【摘要】：复杂网络同步现象存在于自然界和各种人工系统中，研究复杂网络的同步问题具有重要的理论意义和应用价值。电力网络是典型的复杂网络，将复杂网络同步理论应用到电网中同样具有深远的意义。本文对复杂网络同步问题及在电力网络中的应用进行了一些研究，主要研究成果如下： 一、考虑实际网络中普遍存在的时延因素，采用自适应控制策略，分别研究状态耦合和输出耦合时延复杂网络的自适应同步问题。设计自适应控制器，通过李雅普诺夫稳定性定理，给出时延复杂网络的同步准则。最后对典型网络进行数值仿真，验证本文方法的有效性。 二、在上述研究的基础上，将时延复杂网络自适应同步方案应用到水力发电系统中，以水轮机调速系统模型和同步发电机模型构成的四阶水力发电系统作为控制对象，用节点表示电网中的变电站、负荷和电厂，用边表示传输线路，用边权表示传输能力和电力输送的潮流约束，考虑时延因素，构造合理的数学模型，实现了复杂电网中各发电机转速的同步以及出力的平衡。 三、本文利用脉冲控制方法，研究复杂网络脉冲同步在水力发电系统中的应用。分别针对节点状态耦合和输出耦合复杂网络，以水力发电系统为控制对象，设计合理的脉冲控制器，给出了各发电机转速同步和出力平衡的充分条件。最后，通过数值仿真验证本文方法的有效性。 【关键词】：复杂网络 同步 时延 脉冲控制 自适应控制 水力发电系统
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TV734;O157.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目录6-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 研究背景与意义8-9
• 1.2 研究现状9-11
• 1.2.1 复杂动态网络同步的研究现状9-10
• 1.2.2 复杂网络理论在电力网络中应用的研究现状10-11
• 1.3 论文的主要工作与结构安排11-12
• 第二章 复杂动态网络与水力发电系统的预备知识12-23
• 2.1 引言12
• 2.2 基本概念12-14
• 2.2.1 平均路径长度12-13
• 2.2.2 聚类系数13
• 2.2.3 度与度分布13-14
• 2.3 复杂网络的拓扑模型14-19
• 2.3.1 规则网络15-16
• 2.3.2 小世界网络模型16-17
• 2.3.3 BA 无标度网络模型17-19
• 2.4 复杂网络的耦合模型19-20
• 2.4.1 节点状态耦合模型19-20
• 2.4.2 节点输出耦合模型20
• 2.5 水力发电系统的相关知识20-22
• 2.5.1 单级水轮机调速系统模型和发电机模型20-22
• 2.6 本章小结22-23
• 第三章 耦合时延复杂网络的自适应同步23-38
• 3.1 引言23
• 3.2 状态耦合时延复杂网络的自适应同步23-29
• 3.2.1 问题描述24-25
• 3.2.2 主要结论25-27
• 3.2.3 仿真实例27-29
• 3.3 输出耦合时延复杂网络的自适应同步29-37
• 3.3.1 问题描述29-30
• 3.3.2 主要结论30-32
• 3.3.3 仿真实例32-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第四章 耦合时延复杂网络自适应同步在水力发电系统中的应用38-46
• 4.1 引言38
• 4.2 被控对象的描述38-39
• 4.3 水力发电设备的复杂网络模型建立与控制器设计39-41
• 4.3.1 状态耦合时延网络模型39-40
• 4.3.2 输出耦合时延网络模型40-41
• 4.4 数值仿真41-45
• 4.4.1 被控节点的选取41-42
• 4.4.2 状态耦合网络模型下水力发电系统网络的自适应控制42-44
• 4.4.3 输出耦合网络模型下水力发电系统网络的自适应控制44-45
• 4.5 本章小结45-46
• 第五章 脉冲同步在水力发电系统网络中的应用46-62
• 5.1 引言46
• 5.2 基础知识和重要引理46-48
• 5.3 状态耦合网络模型下水力发电系统网络的脉冲同步48-55
• 5.3.1 问题描述48-49
• 5.3.2 主要结论49-50
• 5.3.3 仿真实例50-55
• 5.4 输出耦合网络模型下水力发电系统网络的脉冲同步55-61
• 5.4.1 问题描述55-57
• 5.4.2 主要结论57-58
• 5.4.3 仿真实例58-61
• 5.5 本章小节61-62
• 第六章 总结与展望62-64
• 6.1 总结62
• 6.2 展望62-64
• 参考文献64-67
• 附录1 程序清单67-69
• 致谢69

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