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。

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第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 研究现状

1.3 论文的主要工作与结构安排

第二章 复杂动态网络与水力发电系统的预备知识

2.1 引言

2.2 基本概念

2.3 复杂网络的拓扑模型

2.4复杂网络的耦合模型

2.5 水力发电系统的相关知识

2.5 本章小结

第三章 耦合时延复杂网络的自适应同步

3.1 引言

3.2 状态耦合时延复杂网络的自适应同步

3.3输出耦合时延复杂网络的自适应同步

3.4 本章小结

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

4.1 引言

4.2 被控对象的描述

4.3 水力发电设备的复杂网络模型建立与控制器设计

4.4 数值仿真

4.5 本章小结

第五章 脉冲同步在水力发电系统网络中的应用

5.1 引言

5.2 基础知识和重要引理

5.3 状态耦合网络模型下水力发电系统网络的脉冲同步

5.4 输出耦合网络模型下水力发电系统网络的脉冲同步

5.5本章小节

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

附录1 程序清单

附录2 攻读硕士学位期间撰写的论文

致谢