摘要：为了抑制变电站中由电压互感器引起的铁磁混沌振荡问题，提出了一种异结构同步的非线性反馈控制方法设计控制器。该方法构造了一个正定的李雅普诺夫函数，使其随时间的导数定负，并将基于李雅普诺夫函数构造的控制器外加在状态方程中，选择状态变量磁链为输出信号，并使该输出信号追踪正弦参考信号，要求误差信号趋于零值。为使控制信号在实际中易于提取，在控制器中用电流替换磁链进行改进。数值仿真结果表明，加入控制器后，系统输出磁链（标幺值）由5降到近似I，电压（标幺值）由17的非周期过电压降到近似1的正弦稳态值。改进控制器后的系统输出电压也由非周期过电压过渡为周期性正弦电压，且电压幅值大大降低，研究结果证明了该控制方法的有效性。
关键词：铁磁混沌；非线性；混沌控制
中图分类号：TM132 文献标志码：A 文章编号：0253-987X（2015）04-0018-06
铁磁谐振是电力系统中的一种非线性电气现象，人们对铁磁谐振研究始于20世纪初，数十年来，人们对铁磁谐振从理论分析、实验以及计算机仿真等方面进行了大量的研究。有学者发现，在由变压器或者互感器等非线性电感元件饱和引起的谐振中出现分频信号，该分频信号用线性理论无法解释，只能通过非线性动力学中的分岔理论解释。Kieny于1991年首先在铁磁谐振中观察到混沌现象，之后学者们进行了相关探索。近年来，应用混沌理论分析铁磁谐振中的分形和混沌现象是比较热门的研究内容，但就电力系统中铁磁混沌抑制的工作还需广泛开展。
铁磁混沌是铁磁谐振的一种，呈现非周期振荡特性。在中性点不接地的配网变电站中含有电磁式电压互感器（PT），PT的励磁电感在某些操作中受到冲击会饱和，饱和的励磁电感与母线对地电容参数匹配可能形成非线性谐振系统，该局部非线性系统就可能会产生分岔和混沌振荡。铁磁混沌振荡会产生比周期性振荡更高的过电压，可能会烧毁互感器等设备，或导致设备外绝缘闪络、爆炸等严重事故的发生。近年来，由于PT引起的变电站铁磁谐振时有发生，温州巨溪变电站35 kV母线因电压互感器发生铁磁振荡。某发电厂厂用变电站6kV系统因铁磁谐振造成PT烧毁导致厂用电停电事故，浙江部分变电站35 kV侧因电压互感器发生铁磁谐振烧坏高压熔丝等。
为了减少铁磁混沌过电压所带来的危害，对电力系统中PT饱和所产生的铁磁混沌的抑制工作显得较为迫切。近年来，国内学者对铁磁混沌的抑制已进行了很多相关研究，文献考虑时滞因素对铁磁谐振的影响，设计了一种脉冲时滞同步抑制铁磁谐振的方法；文献采用改进的径向基函数神经网络对中性点直接接地系统的铁磁混沌控制进行研究；文献基于常值脉冲法研究了铁磁混沌的抑制，并证实了其有效性。
以上对铁磁混沌的研究大多集中在中性点直接接地系统上，本文对中性点非直接接地系统的铁磁混沌电路进行仿真，并提出一种基于李雅普诺夫函数的异结构同步非线性反馈混沌控制方法，控制本文提出模型中的铁磁混沌，以期为实际铁磁混沌的抑制提供理论指导。
