摘 要：随着用电需求的不断增加，变电站数量也随之上升。在变电站中性点直接接地系统中，铁磁谐振造成的故障非常常见，容易造成变压器烧毁、相邻设备损坏等问题，对电网的安全运行造成了一定的影响。随着混沌概念的提出，人们对其重要性越来越重视，对中性点直接接地系统铁磁谐振混沌控制及抑制进行研究有着非常重要的现实意义。
关键词：中性点直接接地系统；铁磁谐振；混沌抑制
中图分类号：TM645 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 24-0000-01
一、铁磁谐振的基本原理
铁磁谐振发生的最简单的回路如图1所示，其中R代表电阻，L代表铁芯电感，C代表电容。在电压运行保持正常的情况下，由谐振相关概念可知，感抗与容抗在满足条件的情况之下不会出现谐振情况。
在变压器中，由于其铁芯电感的磁饱和特性而导致了回路中的L的值并不是固定的，电感线圈中可能会由于两段电压升高而出现涌流的情况，导致了铁芯电感呈现出接近于饱和的状态，导致感抗出现减小的情况，最终形成串联谐振产生的条件。在回路中产生谐振时，会导致电感、电容中出现大于正常情况的电压，将这种电压称之为过电压，这就是所谓的铁磁谐振现象。在回路中，铁芯饱和的情况导致电感呈现出变化性，回路的自振频率也因此而不能固定。在相同的回路可能产生的铁磁谐振包括三种类型：（1）可能会产生基波振荡（谐振频率与电源频率相同）；（2）可能会产生高次谐波振荡（谐振频率为电源频率的三倍或五倍）；（3）可能会发生分频谐波振荡（谐振频率为电源频率的二分之一或三分之一）。
图1 铁磁谐振串联电路
二、铁磁谢忠过电压混沌抑制的方法
（一）延迟反馈控制法
美国科学家最早研究出了混沌控制方法，称之为参数扰动法（“OGY”方法）。该方法在离散动力系统中或能够用庞加莱映射描述的连续系统中较为适用。但是这种方法在应用的过程中需要确定系统的准确模型，而这种准确模型在求取的过程中较为困难。
为了解决参数扰动法在应用过程中遇到的难题，德国学者提出了延迟反馈控制法（DFC法）。与参数扰动法相比，延迟反馈控制法要相对简单很多，在应用的过程中只需要对受控系统的不稳定周期规定进行了解便可进行，不需要建立系统的相关参数与轨迹，在器材、实现方式、计算、实时性等方面都具有优越性，在离散混沌系统、连续混沌系统等系统的控制方面较为适用，是混沌控制的有效手段。在中性点直接接地系统铁磁谐振过电压的混沌控制中应用延迟反馈控制法具有良好的抑制效果，能够使系统逐渐从混沌轨道中稳定地过渡到周期轨道中，实现从混沌到有序的转变。
（二）反演法
反演法又可称之为回推法，在应用的过程中与Lyapunov自适应律相互结合，促使受控闭环系统能够实现预期的效果。Ioannis等人在1991年提出了反演法，在对线性系统进行控制的过程中具有非常好的效果，在某些非线性系统的控制过程中同样有着不可磨灭的贡献，主要的优势是能够在系统过渡的过程中实现系统性能的不断提高。
在中性点直接接地系统铁磁谐振过电压振荡回路中，铁芯电感的磁饱和特性导致了系统在局部的线性或者非线性特征表现出非常显著的混沌特征。在中性点直接接地系统铁磁谐振的混沌抑制中应用反演法有着非常显著的效果。利用反演法的相关原理设计反演控制器，在铁磁谐振过电压的抑制过程中进行使用，能够分别跟踪常数与周期轨道，实现对过电压非常快速并且有效的抑制。
（三）模糊控制法
控制对象的复杂性、滞后性、非线性等特征的不断增加会导致控制系统的清晰化程度随之增大，如果控制对象的复杂性与滞后性到达一定程度之后，那么控制对象的复杂性、滞后性将会与控制系统的清晰性产生一种互斥的效应。在这种情况之下，传统的控制方法在对系统控制的过程中很难确保其精确程度，由此而产生了模糊控制法。
与传统的控制方法相比，模糊控制的优点包括：（1）模糊控制在对复杂系统进行控制的过程中，并不需要系统的精确模型，在控制方面较为简单方便；（2）模糊控制比较容易被人们理解；（3）模糊控制能够在计算机软件中得到实现；（4）模糊控制的鲁棒性、适应性都具有优势。
当前，使用较为普遍的模糊控制器包括Mamdani型和Takagi-Sugeno（T-S）模糊控制器两种，其中Mamdani型模糊控制器所得到的推理结果为模糊量，在经过了清晰化的处理之后才能够对被控对象进行驱动，而且这种控制器在含有模糊量的系统中不能够进行数学分析；Takagi-Sugeno（T-S）模糊控制器特别适用于分段线性系统的模糊控制，在定量研究与数学分析方面具有优越性。
铁磁谐振混沌系统属于模糊性系统，很难对其系统模型进行较为清晰的构造。因此，Takagi-Sugeno（T-S）模糊控制器在铁磁谐振混沌系统中较为适用。复杂电力系统中的中性点直接接地非常容易导致铁磁谐振的产生，在铁磁谐振中产生的过电压会对电力系统造成一定的损坏，针对中性点直接接地系统铁磁谐振混沌最为有效的解决办法就是预防与控制。
三、结束语
铁磁谐振过电压的混沌控制方法主要包括延迟反馈控制法、反演法、模糊控制法。其中，延迟反馈控制法最为简单，混沌控制所需的设备仅为信号延迟装置与反馈放大电路，较为容易实现；反演法在混沌控制的过程中能够让系统在任何常数或者轨道中稳定运行，具有非常小的误差，在控制的过程中速度较快，但是在实施的过程中较为复杂；模糊控制法理论非常成熟，具有非常快捷的反应速度与显著的控制效果，属于非常有效的控制方法，同时也是当前应用的智能控制法之一。
参考文献：
[1]刘凡，司马文霞，孙才新.基于常值脉冲法的铁磁谐振过电压混沌抑制[J].电网技术，2011（43）：57-61.
[2]律方成，杜兴伟，刘云鹏.基于ATP-EMTP对中性点直接接地系统铁磁谐振的仿真和消谐措施研究[J].华北电力大学学报，2012（18）：1-4.