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

摘要

本发明公开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问题。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。

主权项

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，包括以下步骤：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；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V_c、三相串联变压器3的输出电流I_c、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V_f、逆变器5的输出电压I_f、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[V_{c_d}, V_{c_q}, I_{f_d}, I_{f_q}]^T，u是控制输入向量[V_{f_d}, V_{f_q}]^T，y是系统输出向量[V_{c_d}, V_{c_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。