[发明专利]一种基于双馈风力发电机的混沌系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于双馈风力发电机的混沌系统，属于电力电子及非线性控制领域。

背景技术

由于非线性动力学系统的运动状态失稳而出现分岔甚至混沌现象。混沌行为表现为对初值的敏感性、遍历性、貌似随机性，并具有非常复杂的分形和自相似结构。在对混沌行为逐步深入地研究过程中，揭示出了混沌行为是隐藏在表面混乱后面的有序现。

自然界存在着许多混沌现象，如物理学、化学、生命科学等系统都发现了混沌现象。研究表明，连接在一起的两台双馈风力发电机系统，由于电流和磁场间的相互作用关系，在某种运行工况下也可能产生混沌现象。但目前对此系统的混沌分岔及参数特性进行深入细致分析的报道还不多，因此对双馈风力发电机系统的非线性动力学行为，尤其是系统分岔过程和控制参数的影响分析将有助于认识该复杂非线性动力学系统的内在运动规律，并对该系统进行有效地混沌控制提供理论依据。

双馈风力发电机是时下应用比较广泛的风机，它的特殊之处在于其定子绕组和转子绕组都直接或间接地与电网相连，定子侧绕组产生的工频交流电直接馈入电网，转子侧的功率通过整流逆变装置与电网相连。与一般的同步发电机相比，双馈风机允许发电机转速在一定范围内波动，因为转子侧（相当于励磁绕组）中电流的大小和频率可以通过整流逆变装置进行调节，从而在转速发生变化的情况下，维持定子侧输出功率频率的恒定。本发明就双馈风力发电机系统模型，分别从Lyapunov 指数谱、相轨迹图、Poincaré 截面图等几个方面深入系统地分析了该系统参数空间的分岔结构以及二维参数空间的物理特性，发现形成的混沌吸引子不但具有复杂的结构，同时具有其特有的性态。概括分析了系统的双参数对混沌动力学行为的影响规律。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于双馈风力发电机的混沌系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于双馈风力发电机的混沌系统，其特征包括：本发明给出双馈风力发电机系统模型，分别从Lyapunov 指数谱、相轨迹图、Poincaré 截面图等几个方面深入系统地分析了该系统参数空间的分岔结构以及二维参数空间的物理特性，发现形成的混沌吸引子不但具有复杂的结构，同时具有其特有的性态。概括分析了系统的双参数对混沌动力学行为的影响规律。

可以进一步采取相应的措施优化系统参数，提高系统的稳定性。

所述一维离散混沌映射为：

                                                                                                                                                  (1)

其中，为参数。

然后根据此系统模型，分别从Lyapunov 指数谱、相轨迹图等几个方面深入系统地分析了其在参数空间的分岔结构、稳态现象以及二维参数空间的物理特性，发现形成的混沌吸引子不但具有复杂的结构，同时具有其特有的性态，概括分析了系统的双参数对混沌动力学行为的影响规律。

本发明的效果及作用

(1) 本发明实现了提供一种基于双馈风力发电机的混沌系统。

(2) 采用本发明的基于双馈风力发电机的混沌系统，通过分析分岔图、Lyapunov指数及参数空间分岔的角度分析了该系统的动力学行为，该系统会出现分岔和阵发混沌现象等丰富现象，最后讨论了系统在双参数空间的状态变化这些结果可能有助于了解双馈风力发电机系统的参数优化及其提高其稳定性。

(3) 通过以上对双馈风力发电机系统的非线性动力学行为控制、设备选型与匹配具有一定参考价值。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1为双馈风力发电机组系统框图。

图2为当参数e=3，k=30时系统(1)的典型混沌吸引子(a)x,y (b) x,z (c) x,w (d) y,z (e) y,w (f) z,w。

图3为系统(1)庞加莱取不同截面时所对应的映射图(a) 截面y=0, (b) 截面z=0, (c) 截面=0。

图4为系统(1)随e变化的分岔图。

图5为系统(1)随e变化的Lyapunov指数谱。