CN107612049B - 交直流电网系统控制方法及其应用控制模型 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种交直流电网系统控制方法以及用于该方法的控制模型，属于供配电网系统技术领域。该方法通过简化换流器及其交流侧的等效电路，建立推导换流器交流侧电压电流的时域关系的动态方程，并在运行点线性化，分别建立锁相环线性模型、电流内环线性模型、电压外环线性模型并进行整合成完整的控制模型；最后利用该模型采用PWM调制调整实现该交直流电网系统的电压稳定输出。

Description

交直流电网系统控制方法及其应用控制模型

技术领域

本发明涉及一种交直流电网系统控制方法及其应用的控制模型，属于供配电网系统技术领域。

背景技术

传统交流系统已经无法很好的适应将来电网的发展，无论是限于传输容量还是为了适应直流电源、负荷或者高频电源和负荷，传统交流系统必须进行一次革新，以应对将来的发展。研究发现直流电网能够很好的弥补传统交流电网的缺点，自然而然，直流电网成为了研究的热点，并有望在不久的将来完全取代交流电网。作为中间过程，交直流电网的研究和应用成为迫在眉睫的技术难点。

由于交直流转换是一个复杂的过程，因此针对交直流系统的稳定输出控制策略需要考虑这一复杂过程的模型，以便设计出更加精确稳定的控制策略，保证系统安全稳定。

而且，交直流配网的研究尚处在初步阶段，设备成熟度不足，必然导致系统初步运行时电压，功率等的波动，因此系统的稳态模型对于实际应用缺乏一定的参考价值。

有鉴于此，有必要针对交直流电网系统各个部分的动态特性，建立专门的交直流系统的控制方法及其模型，作为实现交直流电网系统电压稳定运行的依据。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提出一种实现交直流电网系统电压稳定运行的控制方法及其应用的控制模型。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案之一是：提出一种交直流电网系统控制方法，在交直流电网系统的交流侧和直流侧之间设有换流器,所述换流器与所述交流侧接触有公共连接点，其特征在于包括以下步骤：

S1，简化所述换流器及其交流侧的等效电路，将所述换流器等效为理想桥式电路、等效损耗电阻和滤波器电感的组合，将所述公共连接点的交流侧电路等效为电压源与阻抗的串联；分别设立实际同步坐标系和控制模型同步坐标系，所述同步坐标系由abc三相坐标系经过Park变换得到；

S2，建立用于反映所述实际同步坐标系和控制模型同步坐标系之间相角差的锁相环线性模型；

S3，推导所述公共连接点处的有功功率、电压幅值的表达式，并在运行点线性化，所述运行点设定为所述交直流电网系统的正常运行状态，在控制模型同步坐标系下建立功率电压外环线性模型；

S4，推导换流器交流侧电压电流的时域关系，并在运行点线性化，在所述控制模型同步坐标系下建立电流内环线性模型；

S5，将S1至S4步骤中建立的各线性模型进行整合，所述整合是：

S51将所述交流侧的电压电流输入至所述锁相环线性模型，所述锁相环线性模型输出在所述控制模型同步坐标系下的电压电流作为所述功率电压外环线性模型的输入电压电流；

S52，所述功率电压外环线性模型输出在所述控制模型同步坐标系下的电压和功率，并经两个比例积分控制器后输出电流作为所述电流内环线性模型的输入电流；

S53，所述电流内环线性模型输出在所述控制模型同步坐标系下的电压作为所述换流器的桥式电路的端口电压；

S6，根据所述端口电压，采用脉冲宽度调制(PWM，Pulse Width Modulation)控制消除换流器端口处电压波动，实现平抑所述交直流电网系统的交流测电压波动。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案之二是：提供一种应用于上述交直流电网系统控制方法的控制模型，该模型由锁相环线性模型、功率电压外环线性模型和电流内环线性模型整合而成；所述锁相环线性模型用于修正实际系统同步坐标系和控制模型同步坐标系的相角差；所述功率电压外环线性模型用于将交流侧电压功率值转换为从公共连接点到换流器之间的电流值；所述电流内环线性模型用于将所述功率电压外环线性模型控制输出的电流值转换为所述换流器的桥式电路的端口电压值；所述整合是：所述交流侧的电压电流输入至所述锁相环线性模型，在所述控制模型同步坐标系下所述锁相环线性模型控制输出的电压电流作为所述功率电压外环线性模型控制输入的电压电流，所述功率电压外环线性模型控制输出的电压和功率经两个比例积分控制器后输出的电流作为所述电流内环线性模型的输入电流，所述电流内环线性模型控制输出的电压作为所述换流器的桥式电路的端口电压。

本发明的方法及其模型，通过简化交直流电网系统等效电路，建立换流器交流侧的动态方程，并将其线性化，然后建立其控制模型，将换流器交流侧电压的变化通过传递函数，转化为换流器桥式电路出口处的电压变化，再通过PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制消除这一变化，从而实现交直流电网系统的电压稳定。所有建立的线性模型涵盖了锁相环，交流侧电压环，功率环，电流环，使建立的各控制模型能够全方面体现整个系统的特征并增加了控制模型的精确性。

上述技术方案的完善一是：所述锁相环线性模型的表达式如下：

式中，Δe_θ为所述交直流电网系统在所述实际同步坐标系和控制模型同步坐标系之间的相角差；

为所述公共连接点的电压q轴分量在所述运行点处的电压值，Δu^d是所述公共连接点处电压d轴电压的微增量；k₁和k₂分别是常系数；s为拉普拉斯变换后的复变量。运行点设定为交直流电网系统的正常运行状态，交直流电网系统在运行点处的值即是此时电压电流的大小。

上述技术方案的完善二是：所述功率电压外环线性模型的表达式如下：

式中，ΔP_u是所述交直流电网系统流向所述公共连接点的有功功率微增量；ΔU是所述公共连接点处的电压幅值微增量；

分别是在所述控制模型同步坐标系下所述交直流电网系统流向所述公共连接点的q轴和d轴的电流微增量；

分别是在所述控制模型同步坐标系下所述交直流电网系统流向所述公共连接点的q轴和d轴的电流在运行点处的值；Δu^qc和Δu^dc分别是在所述控制模型同步坐标系下所述公共连接点处的q轴和d轴的电压微增量；

分别是在所述控制模型同步坐标系下所述公共连接点处的q轴和d轴的电压在运行点处的电压值。

上述技术方案的完善三是：所述电流内环线性模型的表达式是

Δy_lc＝C_lcΔx_lc+D_lcΔu_lc，其建立过程如下：

1)建立所述交流侧电压电流的微分方程

式中，x_lc是所述交流侧的电压电流，包括所述公共连接点处的电压、所述公共连接点流向所述换流器的电流和所述交流测流向所述公共连接点处的电流，A_lc和B_lc是常数项，u_lc是所述换流器出口处电压和所述交流测等效电压源电压，A_lc和B_lc的表达式分别如下：

B_lc的表达式如下：

式中，L_c是所述滤波器的电感，R_c是所述换流器有功损耗等效电阻，ω是所述交直流电网系统频率对应的角速度，C_f是所述滤波器电容，L_g是所述交流侧等效电路的电抗，R_g是所述交流侧等效电路的电阻，x_lc和u_lc的表达式如下：

u_lc＝(v^q,v^d,e^q,e^d)；

式中

分别是经所述park变换后从所述公共连接点流向所述换流器的q轴和d轴的电流，

分别是经所述park变换后从所述交流侧流向所述公共连接点的q轴和d轴的电流，u^q、u^d分别是经所述park变换后所述公共连接点处的q轴和d轴的电压，v^q、v^d分别是经所述park变换后所述换流器端口处电压，e^q、e^d分别是经所述park变换后所述交流侧的q轴和d轴的等效电压；

2)对上述微分方程在所述运行点处线性化，得电流内环线性模型的表达式如下：

Δy_lc＝C_lcΔx_lc+D_lcΔu_lc；

式中，Δy_lc是所述交直流电网系统中电压电流和功率的微增量，Δx_lc是x_lc的微增量，Δu_lc是u_lc的微增量，C_lc和D_lc是常数项，C_lc和D_lc的表达式分别如下：

式中，下标为0的各变量表示所述等效电路中上述各变量在所述运行点处的值；

3)线性化后Δx_lc、Δu_lc和Δy_lc表达式分别如下：

Δu_lc＝(Δv^q,Δv^d,Δe^q,Δe^d)；

式中，ΔU是所述公共接入点处电压幅值微增量，ΔP_u是流向所述换流器交流侧的有功功率微增量，ΔP是所述滤波器支路上流动的有功功率微增量，

、Δu^q、Δu^d、

分别是i_c、u、i_g在所述控制模型同步坐标系下的q轴和d轴分量的微增量；i_c是经所述park变换前从所述公共连接点流向所述换流器的电流，i_g是经所述park变换前从所述交流侧流向所述公共连接点的电流，u是经所述park变换前所述公共连接点处的电压；Δv^q、Δv^d、Δe^q、Δe^d分别是所述桥式电路的端口电压和所述电压源的电压在所述控制模型同步坐标系下的q轴分量和d轴分量的微增量。

上述技术方案的补充一是：所述运行点线性化是在所述交直流电网系统在运行点点值附近进行线性化处理，所述运行点点值是所述交直流电网系统在运行点时的电压电流大小。

上述技术方案的补充二是：所述q轴分量是电压电流经Partk变换后的交轴分量，所述d轴分量是电压电流经Partk变换后的直轴分量。

上述技术方案的补充三是：所述实际同步坐标系和控制模型同步坐标系下的电压电流变量设为x^qd和x^qdc，其关系式如下：

Δx^qdc＝T_c ^qd(Δx^q,Δx^d，Δe_θ)^T，

式中，Δx^qdc为控制模型同步坐标系下的电压电流的微增量；Δx^qΔx^d分别为实际坐标系下电压电流q、d轴分量的微增量；T_c ^qd为转换矩阵，其表达式为：

式中，

和

分别是所述运行点处实际同步坐标系的相角、电压电流在运行点处的q轴分量和d轴分量；所述q轴分量是电压经Partk变换后的交轴分量，所述d轴分量是电压经Partk变换后的直轴分量。

附图说明

下面结合附图对本发明的作进一步说明。

图1是本发明交直流电网系统中换流器及交流侧的简化等效电路原理图。

图2是本发明交直流电网系统的整个控制模型的框图。

具体实施方式

实施例

本实施例涉及的交直流电网系统控制方法，包括以下步骤：

S1，在交直流电网系统的交流侧与直流侧之间设有换流器，换流器与交流侧接触有公共连接点，围绕交直流电网系统中的换流器，简化换流器及其交流侧的等效电路如图1所示。在换流器VSC交流侧设有滤波器，将换流器等效为理想桥式电路、等效损耗电阻和滤波器电感的组合，等效电路考虑换流器VSC等效损耗电阻和滤波器电感参数(L_c、R_c)，将与公共连接点PCC连接的交流侧电路等效为电压源与阻抗(L_g、R_g)的串联；同时分别设立实际同步坐标系和控制模型同步坐标系，两个同步坐标系由常规的abc三相坐标系经过Park变换得到。图1中,上标为abc的变量

为实际的三相变量，它们经过Park变换后，转化为同步旋转坐标系下的值，上标用d、q代替。

S2，建立锁相环线性模型

为了反应实际系统同步坐标系和控制模型同步坐标系之间的相角差，输入为交流侧电压微增量，输出为两个锁相环之间的相角差。锁相环的线性模型表达式如下式：

式(1)中Δe_θ为实际系统同步坐标系和控制模型同步坐标系之间的相角差；

为公共连接点PCC电压q轴分量在运行点处的值，Δu^d是公共连接点PCC处电压d轴分量的微增量，运行点设定为上述交直流电网系统的正常运行状态，交直流电网系统在运行点处的值即是此时电压电流的大小。q轴分量指的是电压电流经Partk变换后的交轴分量；d轴分量指的是电压电流经Partk变换后的直轴分量；k₁和k₂分别为其中的常系数；s为拉普拉斯变换后的复变量。

由于实际系统同步坐标系和控制模型同步坐标系相角存在差别，因此分别定义在两个同步坐标系下的电压电流变量值x^qd(包括x^q、x^d)和x^qdc，其中x^qd为实际系统同步坐标系下的电压电流，x^qdc为控制模型同步坐标系下的电压电流，它们之间的转化关系由下式(2)表达。在下文中所有变量若是在同步坐标系下则用上标q或d表示，即同步坐标系下的d轴分量用上标d表示，同步坐标系下的q轴分量用上标q表示。

Δx^qdc＝T_c ^qd(Δx^q,Δx^d,Δe_θ)^T (2)

式(2)中，Δx^qdc为控制模型同步坐标系下的电压电流的微增量；Δx^qΔx^d分别为实际坐标系下电压电流q、d轴分量的微增量；T_c ^qd为转换矩阵，其表达式为：

式(3)中，

和

分别为运行点处实际系统同步坐标系的相角、电压电流运行点处的q轴分量和d轴分量。

S3,推导公共连接点PCC处的有功功率、电压幅值的表达式，并在控制模型同步坐标系下在运行点线性化，运行点设定为交直流电网系统的正常运行状态，在运行点线性化是指交直流电网系统在运行点处的某变量值(也称运行点值)附近进行线性化处理，该变量值是指交直流电网系统在运行点(即正常状态)时的电压电流大小。其线性化表达式即为功率电压外环线性模型,表达式如下:

式(4)、(5)中，ΔP_u为交流系统流向公共连接点PCC的有功功率微增量；ΔU为公共连接点PCC处的电压幅值微增量；

分别为在控制模型同步坐标系下交流电网流向公共连接点PCC的q轴和d轴的电流微增量；

分别是在控制模型同步坐标系下交流电网流向公共连接点PCC的q轴和d轴的电流在运行点处的值；Δu^qc、Δu^dc分别是在控制模型同步坐标系下公共连接点PCC的q轴和d轴的电压微增量；

分别是在控制模型同步坐标系下公共连接点PCC处的q轴和d轴的电压在运行点处的电压值。

将式(4)和式(5)输出的ΔP_u和ΔU分别输入两个比例积分控制器，得出电流参考值并作为电流内环的输入，比例积分控制器采用传统的基于向量控制的现有电流环比例积分器。

S4，建立电流内环线性模型

电流内环模型由交流侧电压电流关系表达式组成，其换流器VSC和交流侧电网等效电路如图1所示。推导换流器VSC交流侧电压电流的时域关系，并在控制模型同步坐标系下在运行点线性化，具体建立过程如下：

1)按照图1所示，建立交流侧电压电流的微分方程

式(6)中，x_lc是交流侧电压电流，包括公共连接点PCC处的电压、公共连接点PCC流向换流器VSC的电流和交流测流向公共连接点PCC处的电流，A_lc和B_lc是常数项，u_lc是换流器VSC出口处电压和交流测等效电压源电压，A_lc和B_lc的表达式分别如下：

B_lc的表达式如下：

式(7)、(8)中，L_c是滤波器的电感，R_c是换流器VSC有功损耗等效电阻，ω是电网系统频率对应的角速度，C_f是滤波器电容，L_g是交流侧等效电路的电抗，R_g是交流侧等效电路的电阻，x_lc和u_lc的表达式如下：

u_lc＝(v^q,v^d,e^q,e^d) (10)

式(9)、(10)中

分别是经park变换后从公共连接点PCC流向换流器VSC的q轴和d轴的电流，

分别是经park变换后从交流侧流向公共连接点PCC的q轴和d轴的电流，u^q、u^d分别是经park变换后公共连接点PCC处的q轴和d轴的电压，v^q、v^d分别是经park变换后换流器VSC桥式电路端口处的q轴和d轴的电压，e^q、e^d分别是经park变换后交流侧的q轴和d轴的等效电压。

2)对上述微分方程在运行点处线性化，得表达式如下：

Δy_lc＝C_lcΔx_lc+D_lcΔu_lc (11)

式(11)中，Δy_lc是所述系统中电压电流和功率的微增量，Δx_lc是x_lc的微增量，Δu_lc为u_lc的微增量，C_lc和D_lc是常数项，C_lc和D_lc的表达式分别如下：

式(12)、(13)中，下标为0的各变量表示等效电路中上述各变量(u、v、i和U)在运行点处的值。

3)线性化后变量Δx_lc、Δu_lc和Δy_lc表达式如下：

Δu_lc＝(Δv^q,Δv^d,Δe^q,Δe^d) (15)

式(14)、(15)和(16)中，ΔU是公共接入点PCC处电压幅值微增量，ΔP_u是流向换流器VSC交流侧的有功功率微增量，ΔP为滤波器支路上流动的有功功率微增量，

Δu^q、Δu^d、

分别是i_c、u、i_g在控制模型同步坐标系下的q、d轴分量的微增量；i_c是经park变换前从公共连接点PCC流向换流器VSC的电流，i_g是经park变换前从交流侧流向公共连接点PCC的电流，u是经park变换前公共连接点PCC处的电压；Δv^q、Δv^d、Δe^q、Δe^d分别是桥式电路的端口电压和交流侧等效电压源的电压在控制模型同步坐标系下的q轴分量和d轴分量的微增量。

式(11)即为电流内环模型的表达式。

S5，将S1至S4步骤中建立的各线性模型进行整合，具体整合过程是：

S51将交直流电网系统的交流侧电压电流输入至锁相环线性模型，锁相环线性模型在控制模型同步坐标系下输出电压电流作为功率电压外环线性模型控制输入的电压电流；

S52，在控制模型同步坐标系下，功率电压外环线性模型控制输出的电压和功率经两个比例积分控制器(对应图2中的G_P(S)和G_U(S))后输出的电流作为电流内环线性模型输入的电流；

S53，在控制模型同步坐标系下，电流内环线性模型控制输出的电压作为换流器VSC的桥式电路的端口电压；

S6，根据S53步骤中的端口电压，采用PWM控制消除换流器端口处电压波动，从而实现整个交直流电网系统的交流侧电压的稳定。

将上述S1至S6步骤建立的各子模型整合为本实施例的交直流系统控制模型，其对应的控制框图如图2所示，图2中1标示的虚线框内表示的是电流环，2标示的虚线框内表示的是功率电压外环。

如图2所示，整合后的交直流电网系统控制模型包括有:围绕换流器VSC建立有锁相环线性模型、功率电压外环线性模型和电流内环线性模型；其中锁相环线性模型用于修正实际系统同步坐标系和控制模型同步坐标系的相角差，功率电压外环线性模型用于将交流侧电压功率值转换为从公共连接点PCC到换流器VSC之间的电流值，电流内环线性模型用于将功率电压外环线性模型控制输出的电流值转换为换流器VSC桥式电路端口的电压值，最后当交流测电压波动时，换流器VSC通过脉冲宽度调制(PWM--Pulse Width Modulation)来控制消除换流器端口处电压波动，从而实现平抑整个交直流电网系统交流测的电压波动。

上述锁相环线性模型的表达式如前述的式(1)，其含义也如前所述，在此不再赘述。

上述功率电压外环线性模型的表达式如前述的式(4)和(5)，其含义也如前所述，在此不再赘述。

上述电流内环线性模型如前述的式(11)，其含义及建立过程也如前所述，在此不再赘述。

上述各子模型的整合过程如前述的S5步骤，在此不再赘述。

发明的不局限于上述实施例所述的具体技术方案，凡采用等同替换形成的技术方案均为本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种交直流电网系统控制方法，所述交直流电网系统的交流侧和直流侧之间设有换流器,所述换流器与所述交流侧接触有公共连接点，其特征在于包括以下步骤：

S1，简化所述换流器及其交流侧的等效电路，将所述换流器等效为桥式电路、等效损耗电阻和滤波器电感的组合，将所述公共连接点的交流侧电路等效为电压源与阻抗的串联；分别设立实际同步坐标系和控制模型同步坐标系，所述实际同步坐标系由abc三相坐标系经过Park变换得到；

S2，建立用于反映所述实际同步坐标系和控制模型同步坐标系之间相角差的锁相环线性模型；

S3，推导所述公共连接点处的有功功率、电压幅值的表达式，并在运行点线性化，所述运行点设定为所述交直流电网系统的正常运行状态，在控制模型同步坐标系下建立功率电压外环线性模型；

S4，推导换流器交流侧电压电流的时域关系，并在运行点线性化，在所述控制模型同步坐标系下建立电流内环线性模型；

S5，将S1至S4步骤中建立的各线性模型进行如下整合：

S51将所述交流侧的电压电流输入至所述锁相环线性模型，所述锁相环线性模型输出在所述控制模型同步坐标系下的电压电流作为所述功率电压外环线性模型的输入电压电流；

S52，所述功率电压外环线性模型输出在所述控制模型同步坐标系下的电压和功率，并经两个比例积分控制器后输出电流作为所述电流内环线性模型的输入电流；

S53，所述电流内环线性模型输出在所述控制模型同步坐标系下的电压作为所述换流器的桥式电路的端口电压；

S6，根据所述端口电压，采用脉冲宽度调制控制消除换流器端口处电压波动，实现平抑所述交直流电网系统的交流测电压波动。

2.根据权利要求1所述交直流电网系统控制方法，其特征在于所述锁相环线性模型的表达式如下：

式中，Δe_θ为所述交直流电网系统在所述实际同步坐标系和控制模型同步坐标系之间的相角差；

为所述公共连接点的电压q轴分量在所述运行点处的电压值，Δu^d是所述公共连接点处电压d轴分量的微增量；k₁和k₂分别是常系数；s为拉普拉斯变换后的复变量。

3.根据权利要求1所述交直流电网系统控制方法，其特征在于所述功率电压外环线性模型的表达式如下：

式中，ΔP_u是所述交直流电网系统流向所述公共连接点的有功功率微增量；ΔU是所述公共连接点处的电压幅值微增量；

分别是在所述控制模型同步坐标系下所述交直流电网系统流向所述公共连接点的q轴和d轴的电流微增量；

分别是在所述控制模型同步坐标系下所述交直流电网系统流向所述公共连接点的q轴和d轴的电流在运行点处的值；Δu^qc和Δu^dc分别是在所述控制模型同步坐标系下所述公共连接点处的q轴和d轴的电压微增量；

分别是在所述控制模型同步坐标系下所述公共连接点处的q轴和d轴的电压在运行点处的电压值。

4.根据权利要求1所述交直流电网系统控制方法，其特征在于所述电流内环线性模型的表达式是Δy_lc＝C_lcΔx_lc+D_lcΔu_lc，其建立过程如下：

1)建立所述交流侧电压电流的微分方程

式中，x_lc是所述交流侧的电压电流，包括所述公共连接点处的电压、所述公共连接点流向所述换流器的电流和所述交流测流向所述公共连接点处的电流，A_lc和B_lc是常数项，u_lc是所述换流器出口处电压和所述交流测等效电压源电压，A_lc和B_lc的表达式分别如下：

B_lc的表达式如下：

式中，L_c是所述滤波器的电感，R_c是所述换流器有功损耗等效电阻，ω是所述交直流电网系统频率对应的角速度，C_f是所述滤波器电容，L_g是所述交流侧等效电路的电抗，R_g是所述交流侧等效电路的电阻，x_lc和u_lc的表达式如下：

u_lc＝(v^q,v^d,e^q,e^d)；

式中

分别是经所述park变换后从所述公共连接点流向所述换流器的q轴和d轴的电流，

分别是经所述park变换后从所述交流侧流向所述公共连接点的q轴和d轴的电流，u^q、u^d分别是经所述park变换后所述公共连接点处的q轴和d轴的电压，v^q、v^d分别是经所述park变换后所述换流器端口处电压，e^q、e^d分别是经所述park变换后所述交流侧的q轴和d轴的等效电压；

2)对上述微分方程在所述运行点处线性化，得所述电流内环线性模型的表达式如下：

Δy_lc＝C_lcΔx_lc+D_lcΔu_lc；

式中，Δy_lc是所述交直流电网系统中电压电流和功率的微增量，Δx_lc是x_lc的微增量，Δu_lc是u_lc的微增量，C_lc和D_lc是常数项，C_lc和D_lc的表达式分别如下：

式中，下标为0的各变量表示所述等效电路中上述各变量在所述运行点处的值；

3)线性化后Δx_lc、Δu_lc和Δy_lc表达式分别如下：

Δu_lc＝(Δv^q,Δv^d,Δe^q,Δe^d)；

式中，ΔU是所述公共接入点处电压幅值微增量，ΔP_u是流向所述换流器交流侧的有功功率微增量，ΔP是所述滤波器支路上流动的有功功率微增量，

Δu^q、Δu^d、

分别是i_c、u、i_g在所述控制模型同步坐标系下的q轴和d轴分量的微增量，i_c是经所述park变换前从所述公共连接点流向所述换流器的电流，i_g是经所述park变换前从所述交流侧流向所述公共连接点的电流，u是经所述park变换前所述公共连接点处的电压；Δv^q、Δv^d、Δe^q、Δe^d分别是所述桥式电路的端口电压和所述电压源的电压在所述控制模型同步坐标系下的q轴分量和d轴分量的微增量。

5.根据权利要求1所述交直流电网系统控制方法，其特征在于：所述运行点线性化是在所述交直流电网系统在运行点点值附近进行线性化处理，所述运行点点值是所述交直流电网系统在运行点时的电压电流大小。

6.根据权利要求2或4所述交直流电网系统控制方法，其特征在于：所述公共连接点的电压q轴分量和所述控制模型同步坐标系下的q轴分量是电压电流经Partk变换后的交轴分量，所述公共连接点的电压d轴分量和所述控制模型同步坐标系下的d轴分量是电压电流经Partk变换后的直轴分量。

7.根据权利要求2所述交直流电网系统控制方法，其特征在于：所述实际同步坐标系和控制模型同步坐标系下的电压电流变量设为x^qd和x^qdc，其关系式如下：

式中，Δx^qdc为控制模型同步坐标系下的电压电流的微增量；Δx^qΔx^d分别为实际坐标系下电压电流q、d轴分量的微增量；T_c ^qd为转换矩阵，其表达式为：

式中，

和

分别是所述运行点处实际同步坐标系的相角、电压电流在运行点处的q轴分量和d轴分量；所述q轴分量是电压经Partk变换后的交轴分量，所述d轴分量是电压经Partk变换后的直轴分量。

8.一种用于权利要求1所述交直流电网系统控制方法的控制模型，其特征在于由锁相环线性模型、功率电压外环线性模型和电流内环线性模型整合而成；

所述锁相环线性模型用于修正实际系统同步坐标系和控制模型同步坐标系的相角差；

所述功率电压外环线性模型用于将交流侧电压功率值转换为从公共连接点到换流器之间的电流值；

所述电流内环线性模型用于将所述功率电压外环线性模型控制输出的电流值转换为所述换流器的桥式电路的端口电压值；

所述整合是：所述交流侧的电压电流输入至所述锁相环线性模型，在所述控制模型同步坐标系下所述锁相环线性模型控制输出的电压电流作为所述功率电压外环线性模型控制输入的电压电流，所述功率电压外环线性模型控制输出的电压和功率经两个比例积分控制器后输出的电流作为所述电流内环线性模型的输入电流，所述电流内环线性模型控制输出的电压作为所述换流器的桥式电路的端口电压。

9.根据权利要求8所述控制模型，其特征在于：

所述锁相环线性模型的表达式是:

式中，Δe_θ为所述交直流电网系统在所述实际同步坐标系和控制模型同步坐标系之间的相角差；

为所述公共连接点的电压q轴分量在所述运行点处的电压值，Δu^d是所述公共连接点处电压d轴分量的微增量；k₁和k₂分别是常系数；s为拉普拉斯变换后的复变量；

所述功率电压外环线性模型的表达式是：

式中，ΔP_u是所述交直流电网系统流向所述公共连接点的有功功率微增量；ΔU是所述公共连接点处的电压幅值微增量；

分别是在所述控制模型同步坐标系下所述交直流电网系统流向所述公共连接点的q轴和d轴的电流微增量；

分别是在所述控制模型同步坐标系下所述交直流电网系统流向所述公共连接点的q轴和d轴的电流在运行点处的值；Δu^qc和Δu^dc分别是在所述控制模型同步坐标系下所述公共连接点处的q轴和d轴的电压微增量；

分别是在所述控制模型同步坐标系下所述公共连接点处的q轴和d轴的电压在运行点处的电压值；

所述电流内环线性模型的表达式是：

Δy_lc＝C_lcΔx_lc+D_lcΔu_lc；

式中，Δy_lc是所述交直流电网系统中电压电流和功率的微增量，Δx_lc是x_lc的微增量，Δu_lc是u_lc的微增量，C_lc和D_lc是常数项。

10.根据权利要求9所述控制模型，其特征在于：所述C_lc和D_lc的表达式分别如下：

式中，下标为0的各变量表示所述等效电路中上述各变量在所述运行点处的值。

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