摘 要：研究电力系统在非线性模型下的控制方法，在控制器的作用下使系统能够稳定运行，有一定的抗扰能力；采用非线性理论中的微分几何方法，分析电力系统非线性模型的性质，设计能使系统稳定运行的控制律。电力系统加入控制器后，在扰动下，系统仍能够稳定运行，不会失稳；微分几何方法是非线性电力系统分析和控制器设计的有效方法。
关键词：非线性电力系统；微分几何；控制器
电力系统是人们生产生活离不开的人工大系统，随着系统规模的扩大和设备的增加，其非线性系统特征越来越明显。电力系统的安全稳定直接影响人们的生活质量和国民经济的发展，随着社会的发展，人们对电力系统的要求在不断提高，电力系统本身的复杂度也在增加，以往传统的线性分析方法已经不能满足要求，需要引进非线性分析和控制方法。微分几何方是目前常用的非线性理论和方法，其通过采用对非线性系统进行状态反馈，对分线性系统进行精确线性化，目前已取得了一定的成果。文献[1]和[2]利用不变最小分布理论与能控李代数等方法，分析电动机系统和电力系统的非线性。
论文采用微分几何方法对单机无穷大电力系统进行分析和控制器的设计，使系统能在扰动的作用下也能够稳定运行，甚至在周期扰动的作用下，也能工作在稳定运行点。
1 简单电力系统非线性模型及可能的运行状态
2 电力系统非线性模型的精确线性化
4 数值仿真
系统参数c1，c2，c3，c4和？茁分别取0.2、1.0、0.02、1.0和1.0，期望输出分别取单位阶跃信号ε（t）和正弦信号sin（t），进行实验，仿真结果如图1和图2所示，其中横坐标为时间t，纵坐标为系统状态变量。
由仿真结果可以看出，在加入控制器之前，系统在扰动的影响下，开始出现了失稳状态，数值在不断增加。在第25秒加入控制器，图1是期望输出是单位阶跃信号ε（t）的仿真结果，图2是期望输出是单位阶跃信号sin（t）的仿真结果。由仿真结果可以看出，加入控制器后，在控制过程中改变期望输出信号，控制系统的实际输出仍能够较好的跟踪期望信号，实现渐进跟踪，并且期望输出可以使我们希望的任意信号。
5 结束语
本论文采用微分几何非线性方法对电力系统非线性模型进行了精确线性化，在此基础上设计出渐进跟踪控制器，在此控制器的作用下，不仅能使系统稳定运行，还可以使系统运行按人们预期的轨道上运行，达到了控制电力系统的目的。仿真结果表明该方法是有效的。
参考文献
[1]卢强，孙元章.电力系统非线性控制[M].北京：科学出版社，1993.
[2]张强，王宝华.基于变量反馈的电力系统混沌振荡控制[J].电力自动化设备，2002，22（10）.
[3]胡跃明，非线性控制系统理论与应用[M].北京：国防工业出版社，2002.