电力系统是一个大规模的非线性系统,其中包含了各种子系统,子系统与子系统之间存在复杂的动态联系。切换系统是一种由有限个连续(或离散)子系统组成,按照某种切换规则进行切换的系统。由于该系统可以对多模态或者多控制器的系统进行建模,所以可以将切换系统引入到电力系统稳定性研究中去。其根本思想是当电力系统在发生故障或受到较大外部干扰时,通过设计控制器和切换律使电力系统可以平稳的过渡到一个新的平衡状态,从而提高和改善电力系统的供电安全和质量。本文将建立切换三机电力系统模型,根据同步发电机故障和检修时的实际状况将切换模型分为7个子系统。首先基于backstepping方法和Lyapunov方法为每个子系统设计控制器,其次应用多Lyapunov函数方法设计切换律,从而保证任何两个子系统之间发生切换是稳定的。研究成果包括以下几个部分:首先,建立切换三机电力系统模型,根据实际情况,在发电机损坏或者需要检修退出电力系统时,将切换三机电力系统分为了7个不同的子系统。其次,根据建立的切换三机电力系统模型,运用backstepping方法为每个子系统建立了励磁控制器。接着运用多Lyapunov函数方法设计了切换律,保证三机电力系统可以在切换律的作用下保持稳定。最后通过仿真,验证了所设计控制器的有效性。最后,考虑同步发电机阻尼系数的不确定性,建立参数不确定的切换三机电力系统模型。为了加快功角收敛速度,引入了K类函数,采用改进backstepping方法设计控制器,之后引入like-Lyapunov函数对切换过程中的稳定性进行分析,设计切换律保证了切换过程的稳定性。