第1章 绪论 1
1.1 电力系统非线性控制研究进展 1
1.2 电力系统结构要求和控制特点 4
1.3 非线性控制在电力系统中的应用 8
第2章 预备知识 18
2.1 隐函数定理、微分流形、子流形及代数流形 18
2.1.1 隐函数定理 18
2.1.2 微分流形 19
2.1.3 代数流形 20
2.2 分岔、极限集和稳定性 21
2.2.1 奇点分岔 21
2.2.2 Poincaré分岔 21
2.2.3 Hamilton系统的扰动与弱Hilbert第16问题 23
2.2.4 流与极限集 23
2.3 线性微分代数系统的奇异性及分岔 28
2.4 微分代数系统的一些基本定义 29
第3章 线性微分代数控制系统的基本概念 31
3.1 线性微分代数控制系统的能控性 31
3.1.1 线性定常微分代数连续系统能控性定义 31
3.1.2 线性定常微分代数控制系统能控性判据 31
3.2 线性微分代数控制系统的能观测性 33
3.2.1 线性定常微分代数控制系统能观测性定义 33
3.2.2 线性定常微分代数连续系统能观性判据 33
3.3 线性微分代数控制系统的鲁棒性 35
第4章 微分代数系统的分岔与分类 40
4.1 可行域的基本概念和定义 40
4.1.1 线性微分代数系统可行域 40
4.1.2 非线性微分代数系统可行域 42
4.2 奇异性诱导分岔分析 43
4.2.1 奇异诱导分岔 43
4.2.2 鞍节点分岔 44
4.2.3 Hopf分岔 45
4.2.4 中心流形 45
4.3 微分代数系统分岔在电力系统中的物理意义 47
4.4 一般微分代数系统特征值的灵敏度 48
4.5 结构保持电力系统的分岔定性分析 49
4.5.1 结构保持多机系统平衡点结构 49
4.5.2 一类多机电力系统的稳定性分析 54
4.6 多机电力系统振荡周期解的存在性 59
4.6.1 经典多机系统振荡周期解的存在性分析 59
4.6.2 结构保持多机系统振荡周期解的存在性分析 65
第5章 非线性微分代数系统的几何线性化 78
5.1 微分代数系统解的存在唯一性 79
5.2 M导数、M括号、M对合性及M关系度 82
5.2.1 M导数与M括号 82
5.2.2 向量场集合的M对合性 84
5.2.3 微分代数系统的M关系度 84
5.3 线性化标准型 85
5.3.1 M关系度r＜n的线性化标准型 85
5.3.2 单输入单输出非线性微分代数系统的控制设计 85
5.3.3 多输入多输出非线性微分代数系统的控制设计 90
5.4 零动态设计原理 95
5.5 参数自适应控制理论与方法 97
第6章 结构保持电力系统的FACTS与励磁控制 101
6.1 电力系统与非线性负荷模型 101
6.1.1 基本负荷特性的描述 102
6.1.2 同步发电机模型的建立 103
6.1.3 具有结构保持的电力系统数学描述 106
6.2 结构保持电力系统SVC与发电机励磁协调控制 109
6.2.1 不含FACTS装置的一般结构保持电力系统励磁控制设计 109
6.2.2 提高多机系统暂态稳定的励磁与SVC协调控制 115
6.2.3 仿真实例研究 124
6.3 结构保持电力系统参数自适应控制 126
6.3.1 结构保持电力系统参数自适应控制设计 126
6.3.2 仿真研究 132
第7章 结构保持电力系统的交直流系统非线性控制 134
7.1 AC/DC并联系统的非线性微分代数系统模型 134
7.2 单机无穷大交直流并联系统非线性控制设计 135
7.2.1 单机无穷大交直流并联系统非线性控制器设计 135
7.2.2 单机无穷大交直流并联系统仿真分析 139
7.3 多机电力系统交直流并联系统非线性控制设计 143
7.3.1 两机交直流并联系统非线性控制器设计 143
7.3.2 两机交直流并联系统仿真分析 147
7.4 交直流联合输电系统的鲁棒稳定控制器设计 149
7.4.1 基于交直流动态特性的控制模型 150
7.4.2 线性鲁棒控制器设计 154
7.4.3 仿真结果分析 156
7.5 结构保持的交直流联合输电系统的鲁棒稳定控制器设计 159
7.5.1 交直流联合输电系统微分代数模型 160
7.5.2 AC/DC系统模型线性化与控制器设计 163
7.5.3 仿真结果分析 166
第8章 结构保持电力系统的广义Hamilton实现与控制 169
8.1 电力系统的能量函数表示 170
8.1.1 发电机模型 170
8.1.2 能量函数 172
8.2 广义Poisson括号与广义Hamilton系统 175
8.2.1 辛结构与传统Hamilton系统 175
8.2.2 广义Poisson括号 176
8.2.3 受控耗散Hamilton系统 178
8.3 微分代数系统的广义Hamilton实现与控制 179
8.3.1 广义Hamilton实现的概念及简单性质 180
8.3.2 微分代数系统的模型及性质 181
8.3.3 微分代数系统的广义Hamilton实现（一） 182
8.3.4 微分代数系统的广义Hamilton实现（二） 184
8.4 控制律对系统渐近稳定域的影响 186
8.4.1 渐近稳定域的基本概念 186
8.4.2 控制策略对系统渐近稳定域的影响 187
8.4.3 算例分析 188
8.5 不考虑转移电导的结构保持多机电力系统非线性励磁控制器设计 190
8.5.1 电力系统结构保持模型 191
8.5.2 广义Hamilton实现（一） 194
8.5.3 广义Hamilton实现（二） 197
8.5.4 仿真分析 200
第9章 基于广义Hamilton能量的随机网络结构保持多机电力系统鲁棒控制 204
9.1 复杂网络理论在电力系统中的应用 205
9.1.1 复杂网络理论概述 205
9.1.2 电力系统的复杂网络特性 207
9.2 基于广义Hamilton能量的随机网络拓扑结构的多机电力系统控制设计 208
9.2.1 问题描述及基本性质 208
9.2.2 不考虑网络随机变化的多机电力系统非线性励磁控制器的设计 211
9.2.3 考虑网络随机变化的多机电力系统非线性励磁控制器的设计 217
9.3 考虑自导纳和互电纳的结构保持多机系统非线性励磁控制器设计 221
9.3.1 系统模型的建立 222
9.3.2 构造考虑自导纳系统模型的Hamilton能量函数 223
9.3.3 结构保持多机系统的非线性励磁控制器设计 225
9.3.4 仿真分析 227
9.4 基于广义Hamilton能量理论的随机网络结构保持多机系统鲁棒控制设计 229
9.4.1 问题描述及基本性质 230
9.4.2 不考虑网络随机变化的结构保持电力系统非线性励磁控制器的设计 233
9.5 广义Hamilton能量理论的随机网络结构保持多机系统鲁棒控制设计 239
9.5.1 随机网络模型 240
9.5.2 考虑网络随机变化的多机电力系统非线性励磁控制器的设计 240
参考文献 245
附录 258