本申请涉及电气技术领域，尤其涉及一种无源鲁棒控制方法。
背景技术：
近年来，由于全球电力需求的激增和化石燃料的储量限制及其对环境的有害影响，世界各国对可再生能源的需求日益增长。风能是一种绿色、无污染且自然界中储量巨大的能源，因此，风力发电在电力系统中所占比重越来越大。随着风电场的大规模并网，保障和增强电力系统的稳定性显得至关重要。
现有技术中用来增强电力系统稳定性的方法有很多。从控制角度来看，有反馈线性化控制、滑动模态自适应反推控制、模糊逻辑控制、基于李雅普诺夫函数的控制等；从硬件设备上来看，有先进的谐波补偿设备、无功补偿设备、电能质量检测设备以及应用了先进电力电子器件的换流器设备等。
然而，目前在含有双馈感应发电机的电力系统中，通常需要获得精确的双馈感应发电机模型之后，才能进行进一步的操作，以保证电力系统的稳定性，这样的过程既复杂又难以实现全局的一致性。
技术实现要素：
本申请提供了一种无源鲁棒控制方法，以解决目前在含有双馈感应发电机的电力系统中难以实现全局一致性的问题。
本申请提供了一种无源鲁棒控制方法，该方法包括：
获取电力系统中三种特性，所述三种特性包括：系统非线性a(x)、参数不确定性b(x)和风速随机性d(t)；
聚合所述三种特性，得到扰动ψ(x,u,t)；
引入虚拟状态xn+1表征所述扰动ψ(x,u,t)；
引入扰动观察器，实时估计所述表征后的扰动；
引入鲁棒无源控制器，补偿所述实时估计后的扰动，并且，控制所述电力系统中双馈感应发电机的有功功率与无功功率的输出。
可选的，所述聚合所述三种特性，得到扰动ψ(x,u,t)，包括：将所述三种特性的量值相加。
可选的，所述引入虚拟状态xn+1表征所述扰动ψ(x,u,t)，所述虚拟状态xn+1＝ψ(x,u,t)。
可选的，所述引入扰动观察器，实时估计所述表征后的扰动，包括：向所述扰动观察器中引入状态量x和控制输入量u，实时估计所述表征后的扰动。
可选的，所述引入鲁棒无源控制器，补偿所述实时估计后的扰动，包括：在所述鲁棒无源控制器中减去所述扰动实时估计后的值。补偿实时估计后的扰动，可以充分抑制电力系统的非线性、时变外部扰动、系统未建模状态和参数不确定性等对控制性能的不良影响，从而实现控制全局的一致性。
可选的，所述引入鲁棒无源控制器，补偿所述实时估计后的扰动，并且，控制所述电力系统中双馈感应发电机的有功功率与无功功率的输出之后，还包括：向所述电力系统中加入高阻尼。加入高阻尼，有利于提供电力系统的稳定性。
可选的，所述引入鲁棒无源控制器，补偿所述实时估计后的扰动，并且，控制所述电力系统中双馈感应发电机的有功功率与无功功率的输出之后，还包括：重塑所述电力系统中闭环系统的能量。重塑电力系统中闭环系统的能量，有利于改善发电机在各种工况下的动态响应。
由以上技术方案可知，本申请提供一种无源鲁棒控制方法，获取电力系统中三种特性，所述三种特性包括：系统非线性a(x)、参数不确定性b(x)和风速随机性d(t)；聚合所述三种特性，得到扰动ψ(x,u,t)；引入虚拟状态xn+1表征所述扰动ψ(x,u,t)；引入扰动观察器，实时估计所述表征后的扰动；引入鲁棒无源控制器，补偿所述实时估计后的扰动，并且，控制所述电力系统中双馈感应发电机的有功功率与无功功率的输出。本申请实施例提供的方法，应用在含有双馈感应发电机的电力系统中，当含有双馈感应发电机的电力系统受到干扰时，基于性扰动观察器的鲁棒无源控制立即动作，调整双馈感应发电机有功功率和无功功率的输出，来增强电力系统的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施案例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种无源鲁棒控制方法的流程图。
具体实施方式
参见图1，为本申请实施例提供的一种无源鲁棒控制方法的流程图。所述方法包括：
步骤100，获取电力系统中三种特性，所述三种特性包括：系统非线性a(x)、参数不确定性b(x)和风速随机性d(t)；
步骤200，聚合所述三种特性，得到扰动ψ(x,u,t)；
步骤300，引入虚拟状态xn+1表征所述扰动ψ(x,u,t)；
步骤400，引入扰动观察器，实时估计所述表征后的扰动；
步骤500，引入鲁棒无源控制器，补偿所述实时估计后的扰动，并且，控制所述电力系统中双馈感应发电机的有功功率与无功功率的输出，使得发电机在电压跌落过程中和电压跌落之后，保持不离网运行。
由以上技术方案可知，本申请提供一种无源鲁棒控制方法，获取电力系统中三种特性，所述三种特性包括：系统非线性a(x)、参数不确定性b(x)和风速随机性d(t)；聚合所述三种特性，得到扰动ψ(x,u,t)；引入虚拟状态xn+1表征所述扰动ψ(x,u,t)；引入扰动观察器，实时估计所述表征后的扰动；引入鲁棒无源控制器，补偿所述实时估计后的扰动，并且，控制所述电力系统中双馈感应发电机的有功功率与无功功率的输出。本申请实施例提供的方法，应用在含有双馈感应发电机的电力系统中，当含有双馈感应发电机的电力系统受到干扰时，基于性扰动观察器的鲁棒无源控制立即动作，调整双馈感应发电机有功功率和无功功率的输出，来增强电力系统的稳定性。
可选的，所述聚合所述三种特性，得到扰动ψ(x,u,t)，包括：将所述三种特性的量值相加。ψ(x，u，t)＝a(x)+(b(x)-b0)u+d(t)，b0是控制增益。
可选的，所述引入虚拟状态xn+1表征所述扰动ψ(x,u,t)，所述虚拟状态xn+1＝ψ(x,u,t)。
可选的，所述引入扰动观察器，实时估计所述表征后的扰动，包括：向所述扰动观察器中引入状态量x和控制输入量u，实时估计所述表征后的扰动。
可选的，所述引入鲁棒无源控制器，补偿所述实时估计后的扰动，包括：在所述鲁棒无源控制器中减去所述扰动实时估计后的值。补偿实时估计后的扰动，可以充分抑制电力系统的非线性、时变外部扰动、系统未建模状态和参数不确定性等对控制性能的不良影响，从而实现控制全局的一致性。
可选的，所述引入鲁棒无源控制器，补偿所述实时估计后的扰动，并且，控制所述电力系统中双馈感应发电机的有功功率与无功功率的输出之后，还包括：向所述电力系统中加入高阻尼。加入高阻尼，有利于提供电力系统的稳定性。
可选的，所述引入鲁棒无源控制器，补偿所述实时估计后的扰动，并且，控制所述电力系统中双馈感应发电机的有功功率与无功功率的输出之后，还包括：重塑所述电力系统中闭环系统的能量。重塑电力系统中闭环系统的能量，有利于改善发电机在各种工况下的动态响应。
考虑如下n阶标准被控系统：
其中，x＝[x1,x2,…xn]t∈rn表示系统状态矢量，u∈r和y∈r分别为系统输入和输出，
a.1控制增益b0满足|b(x)/b0-1|≤θ＜1，其中θ为一正常数。
a.2函数
其中，
使用状态和扰动估计值，针对n阶标准系统的鲁棒无源控制可设计如下：
其中，v是附加输入；φ(y)是对所有y≠0时同时满足φ(0)＝0和yφ(y)＞0两个条件的平滑函数，使得闭环系统可以转化为输出严格无源系统；反馈控制增益k＝[k1，k2，...，kn]，使矩阵a1＝a-bk满足hurwitzian条件。
选取有功功率和无功功率的追踪误差e＝[e1e2]t，作为系统输出
其中，pe*和
对上式求导直至控制输入vqr和vdr显式出现，可得：
其中，
矩阵b为控制增益矩阵。
由于，
故该矩阵可逆并且全局可线性化。
定义系统(5)的扰动ψ1(·)和ψ2(·)为：
其中定常数控制增益矩阵b0选取如下：
因此，系统(5)可等价于：
设计一个二阶滑动模态扰动观察器来估计ψ1(·)，可得：
其中，观察器增益k11,k12,α11,α12均为正常数。
类似地，设计一个二阶滑动模态扰动观察器来估计ψ2(·)，可得：
其中，观察器增益k21,k22,α21,α22均为正常数。
至此，双馈感应发电机的鲁棒无源控制可设计如下：
同时
其中，正常数增益k1和k2可确保闭环系统的稳定性。附加输入参数λ1和λ2的选取向闭环系统中注入合适的阻尼，从而实现满意的系统响应。
进一步地，本申请实施例所提供的控制方法，相比于现有的比例-积分-微分控制和反馈线性化控制，可以有效地抑制有功功率和无功功率的振荡，同时减少超调量，能显著增强电力系统的稳定性。
由以上技术方案可知，本申请提供一种无源鲁棒控制方法，获取电力系统中三种特性，所述三种特性包括：系统非线性a(x)、参数不确定性b(x)和风速随机性d(t)；聚合所述三种特性，得到扰动ψ(x,u,t)；引入虚拟状态xn+1表征所述扰动ψ(x,u,t)；引入扰动观察器，实时估计所述表征后的扰动；引入鲁棒无源控制器，补偿所述实时估计后的扰动，并且，控制所述电力系统中双馈感应发电机的有功功率与无功功率的输出。本申请实施例提供的方法，应用在含有双馈感应发电机的电力系统中，当含有双馈感应发电机的电力系统受到干扰时，基于性扰动观察器的鲁棒无源控制立即动作，调整双馈感应发电机有功功率和无功功率的输出，来增强电力系统的稳定性。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围由权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。