本发明属于电气工程技术领域，涉及大规模风电场低电压故障穿越能力的提升方法，具体涉及一种采用非线性自适应控制的动态电压恢复器。
背景技术：
随着风电并网装机容量的不断增大，风电占电网总装机容量的比例逐年上升，风力发电对电网的影响越来越大。对于风电比例较高的电网系统，风电机组从电网中故障脱网，会造成电网电压和频率的大幅波动，严重时会引起电网电压和频率的崩溃。提高大规模风电场在电网故障下的低电压穿越运行能力，可有效避免电网电压和频率的崩溃。目前，主要有两种技术方式来提高风电场的低电压故障穿越能力。第一种是采用修改内部控制策略的方式，如，修改传统桨距角控制、换流器控制等；第二种是采用新增外部设备的方式，如，新增储能、卸荷电阻、静止无功补偿器（SVC）、静止同步补偿器（STATCOM）、动态电压恢复器（DVR）等。其中，采用DVR相较其他方法而言，具有其独特的优势，因为其可以快速地纠正电网系统电压，极大地维持风电场端电压的稳定性，使风电场内部的保护控制系统可极大简化。DVR特别适合于那些已经投入运行的，且低电压故障穿越能力较弱的风电场。现有的反馈线性化控制方法（FLC），具备了较好的非线性控制能力，但其对模型精度要求较高，而且需要全部状态量反馈，这在实际系统中，通常很难实现。
技术实现要素：
本发明提供了一种采用非线性自适应控制的动态电压恢复器及控制策略，解决了现有反馈线性化控制方法对模型精度要求高且需要全部状态量反馈的技术问题。
本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：
一种采用非线性自适应控制的动态电压恢复器及控制策略，在动态电压恢复器（DVR）数学物理模型基础上，经过输入-输出线性化计算，推导得到动态电压恢复器（DVR）的原始输入-输出方程；然后，通过定义扰动项，并设计高增益观测器，估计动态电压恢复器（DVR）中存在的所有不确定性和时变动态；接着，利用估计得到的扰动项，来补偿实际动态电压恢复器（DVR）中的非线性部分，从而得到新的动态电压恢复器（DVR）输入-输出方程；最后，设计线性控制率，从而实现自适应的反馈线性化控制。具体地，该方法包括以下几个步骤：
第一步、建立动态电压恢复器（DVR）的数学物理模型，经过Park变换，推导动态电压恢复器（DVR）的非线性状态方程；
第二步、动态电压恢复器（DVR）的非线性状态方程经过输入-输出线性化变换，得到动态电压恢复器（DVR）的原始输入-输出方程；
第三步、在动态电压恢复器（DVR）原始输入-输出方程的基础上，通过定义扰动项，并设计高增益观测器，估计动态电压恢复器（DVR）中存在的所有不确定性和时变动态；
第四步、利用估计得到的扰动项，来补偿动态电压恢复器（DVR）中的非线性部分，从而得到动态电压恢复器（DVR）新的输入-输出方程；
第五步、最后，设计线性控制率，使得动态电压恢复器（DVR）输出按照期望的动态特性进行响应，从而实现自适应的反馈线性化控制。
本发明的有益效果是，所提出的动态电压恢复器（DVR）的非线性自适应控制解决方案，只需要基于标称的系统参数，和测量控制输入和系统输出，极大地简化了常规反馈线性化控制的复杂度，因为其不需要详细的系统模型和全部的状态变量反馈。并且，非线性自适应控制方案可以提供更好的鲁棒性，尤其考虑到存在参数不确定性和测量误差的情况。
附图说明
图1是本发明的动态电压恢复器（DVR）的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
第一步、建立动态电压恢复器（DVR）的数学物理模型，经过Park变换，推导动态电压恢复器（DVR）的非线性状态方程；
一种采用非线性自适应控制的动态电压恢复器，包括在电网1与风电场2之间设置有三相串联变压器3，在三相串联变压器3的输出端连接有三相滤波器4，在三相滤波器4的输出端通过逆变器5与储能装置6连接在一起；根据三相串联变压器3的输出电压Vc、三相串联变压器3的输出电流Ic、三相滤波器4的单相电感值L、三相滤波器4的单相电容值C、逆变器5的输出电压Vf、逆变器5的输出电压If、建立动态电压恢复器的数学物理模型：
；
考虑对称电压运行，通过Park变换，得到动态电压恢复器的非线性状态方程为：
；
其中，x是状态向量[Vc_d, Vc_q, If_d, If_q]T，u是控制输入向量[Vf_d, Vf_q]T，y是系统输出向量[Vc_d, Vc_q]T，f(x)、g(x)和h(x)是平滑向量场；
第二步、动态电压恢复器（DVR）的非线性状态方程经过输入-输出线性化变换，得到动态电压恢复器（DVR）的原始输入-输出方程；
第三步、在动态电压恢复器（DVR）原始输入-输出方程的基础上，通过定义扰动项，并设计高增益观测器，估计动态电压恢复器（DVR）中存在的所有不确定性和时变动态；
第四步、利用估计得到的扰动项，来补偿动态电压恢复器（DVR）中的非线性部分，从而得到动态电压恢复器（DVR）新的输入-输出方程；
第五步、最后，设计线性控制率，使得动态电压恢复器（DVR）输出按照期望的动态特性进行响应，从而实现自适应的反馈线性化控制。