CN103399202B - 可变速抽水蓄能机组控制系统的锁相方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可变速抽水蓄能机组控制系统的锁相方法，即电网电压矢量的旋转角度θ和电网频率f的检测技术。本发明首先检测三相电网电压，利用二阶广义积分器产生的两个正交的信号，将三相电压分解为两相电压，再利用MSOGI‑FLL系统滤除电网中的谐波成分，MSOGI系统可以跟踪电网电压的基波成分，最后根据正负序信号计算模块计算得到基波的正序分量，由此得出电网电压矢量的旋转角度θ，与此同时FLL系统可以准确检测出电网电压的频率f。将电网电压矢量的旋转角度θ和电网频率f的计算结果送入控制器，进行闭环控制。

Description

可变速抽水蓄能机组控制系统的锁相方法

技术领域

本发明涉及一种可变速抽水蓄能机组的控制方法，特别涉及到电网电压矢量的旋转角度和电网频率的检测技术。

背景技术

为电力系统的可持续发展，配合西电东送，提高电网及联网系统的安全稳定能力，需要建设可变速抽水蓄能机组。为了提高电网频率调节的精度，解决大规模风力发电并网带来的频率不稳定问题及其提高系统暂态稳定性，需要建设可变速抽水蓄能机组。

为了提高可变速抽水蓄能机组的效率，需要进行闭环控制，其中涉及到电网电压矢量的旋转角度和电网电压频率检测技术。当电网电压谐波污染和频率突变时，控制器需要能够准确及时地检测到电网电压矢量的旋转角度和电网频率，以便快速地进行闭环控制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有锁相环方法的不足，提供一种可以滤除电网谐波影响，准确计算得出电网电压矢量的旋转角度和电网频率的检测技术。

根据本发明的一个方面，提供一种可变速抽水蓄能机组控制系统的锁相方法，包括如下步骤：

步骤1：三相电网电压v_a，v_b，v_c转化为v_α，v_β然后执行步骤2；其中，v_α，v_β分别为两相坐标系下α轴、β轴分量；

步骤2：将步骤1中得到的v_α和v_β，分别送入MSOGI-FLL系统，然后同时执行步骤3和步骤4；其中，MSOGI-FLL系统主要由锁频环FLL、以及n个单独的二阶广义积分正交信号发生器SOGI-QSG使用交叉反馈网络协作构成，每个SOGI-QSG能够调节基频的倍数频率，FLL的输入由第一个SOGI-QSG提供，其后的第二个到第n个SOGI-QSG系统的输入是由FLL检测的基频乘以一个系数构成，该系数决定了FLL的输出分配到不同的SOGI-QSG的次序；而且，每个SOGI-QSG的增益由该系数区分开，以便使中心频率和SOGI-QSG的带宽保持恒定的关系，每个SOGI-QSG的输入信号是由原始输入信号v减去其余所有SOGI-QSG的输出信号；所述n个单独的二阶广义积分正交信号发生器SOGI-QSG构成MSOGI系统；在这种方式下，经过短暂的计算过渡过程，来清理掉每个SOGI-QSG的输入信号中由其余SOGI-QSG检测出的谐波成分，以减少输出信号中谐波的扰动。

步骤3：v_α和v_β通过MSOGI系统消除指定谐波的影响，分别产生正交的两个分量v′_α，qv′_α和v′_β，qv′_β。，其中，v′_α为两相坐标系下α轴分量，v′_β为两相坐标系下β轴分量，q为正交算子；

步骤4：利用MSOGI-FLL系统中的FLL模块，求得旋转角频率ω′，然后执行步骤5；

步骤5：利用步骤3中得到的v′_α，qv′_α和v′_β，qv′_β，计算得到两相坐标系下α轴、β轴正序分量，然后执行步骤6；

步骤6：利用步骤5得到的两相坐标系下α轴、β轴正序分量，反正切得到角度θ。

优选地，所述步骤1，具体为：根据公式 $\left[\begin{array}{c}{v}_{\mathrm{\α}}\\ v_{\mathrm{\β}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}\frac{2}{3}& -\frac{1}{3}& -\frac{1}{3}\\ 0& \frac{1}{\sqrt{3}}& -\frac{1}{\sqrt{3}}\end{array}\right]\·\left[\begin{array}{c}{v}_a\\ v_b\\ v_c\end{array}\right]$ 将输入三相电网电压v_a，v_b，v_c转化为v_α，v_β。

优选地，所述步骤3，具体为：输入信号v和SOGI-QSG的输出信号v′做差后，得到偏差信号ε_v，该偏差信号ε_v经过放大器后，得到放大信号kε_v，k为放大倍数，该放大信号kε_v与信号qv′做差，得到的信号输入到乘法器，乘法器将该信号与锁相角频率ω′相乘，得到的信号经过积分环节后，得到输出信号v′；该输出信号v′经过积分环节后，得到的信号输入到乘法器，乘法器将该信号与锁相角频率ω′通过乘法器相乘，得到的信号qv′。

优选地，所述步骤4，具体为：输入信号v和SOGI-QSG的输出信号v′做差后，得到偏差信号ε_v，乘法器将偏差信号ε_v和输出信号qv′相乘，得到信号ε_v，该信号ε_f经过放大器后，得到的信号通过积分环节后可以得到锁相角频率ω′，根据角速度计算公式ω＝2πf，可以反求得到电网的频率。

优选地，所述步骤5，具体为：将步骤3中得到的v′_α，qv′α和v′_β，qv_′β，利用正负序信号计算模块(PNSC，Positive-/Negative-Sequence Calculator)求解得到计算得到两相坐标系下α轴、β轴正序分量，计算公式为 $\left\{\begin{array}{c}{v}_{\mathrm{\α}}^{+\′}=v_{\mathrm{\α}}^{\′}-q{v}_{\mathrm{\β}}^{\′}\\ v_{\mathrm{\β}}^{+\′}=q{v}_{\mathrm{\α}}^{\′}+v_{\mathrm{\β}}^{\′}\end{array}\right..$

优选地，所述步骤6，具体为：根据步骤5得到的两相坐标系下α轴、β轴正序分量，利用公式反正切得到角度θ。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1，当电网三相电压出现不平衡和电网电压含有谐波含量时，采用MSOGI系统可以有效滤除电网谐波的影响，准确计算出其基波正序分量，进而准确求得电网电压矢量的旋转角度。

2，当电网频率出现突变时，采用FLL系统可以快速跟踪电网频率，即使电网三相电压含有谐波时，也可以滤除谐波的影响，准确地检测出电网频率，提高了频率检测的准确性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是正序/负序电压的计算结构框图；

图2是基于SOGI的自适应滤波器；

图3是基于SOGI-FLL的系统框图；

图4是基于DSOGI-FLL的正序/负序分量计算；

图5是基于MSOGI-FLL的系统框图；图5中，e表示误差信号；

图6是基于MSOGI-FLL的频率跟踪波形；

图7是基于MSOGI-FLL计算结果波形；

图8是本发明的系统框图。

图中：

1为主变压器；

2为励磁变压器；

3为发电机；

4为水轮机。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

三相电网电压，可以分解为正序、负序和零序电压，零序电压通过Clark变换后相互抵消为零，从而抑制了零序电压的影响。若和分别代表正序电压矢量和负序电压矢量，那么，电压矢量V_abc＝[v_a v_b v_c]^T可以由式(1)得到：

$V_{\mathrm{abc}}^{+}={\left[\begin{array}{ccc}{v}_a^{+}& v_b^{+}& v_c^{+}\end{array}\right]}^T=\left[T_{+}\right]V_{\mathrm{abc}}$ 式(1)

$V_{\mathrm{abc}}^{-}={\left[\begin{array}{ccc}{v}_a^{-}& v_b^{-}& v_c^{-}\end{array}\right]}^T=\left[T_{-}\right]V_{\mathrm{abc}}$

其中，v_a、v_b、v_c分别为三相电网电压，分别为电网三相正序电压，、、分别为电网三相负序电压，[T₊]和[T_-]为：

$\left[T_{+}\right]=\frac{1}{3}\left[\begin{array}{ccc}1& a& a^2\\ a^2& 1& a\\ a& a^2& 1\end{array}\right];$ $\left[T_{-}\right]=\frac{1}{3}\left[\begin{array}{ccc}1& a^2& a\\ a& 1& a^2\\ a^2& a& 1\end{array}\right]$ 式(2)

其中参数，其中，j为虚轴。只考虑正序电压和负序电压，由式(3)，通过Clark变换将电压矢量从三相坐标系转换到两相坐标系。

$V_{\mathrm{\α\β}}=\left[T_{\mathrm{\α\β}}\right]V_{\mathrm{abc}};\left[T_{\mathrm{\α\β}}\right]=\sqrt{\frac{2}{3}}\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\end{array}\right]$ 式(3)

其中，V_αβ为两相坐标系下的电压矢量。

所以，α-β坐标系下瞬时正序电压与负序电压分别为：

$V_{\mathrm{\α\β}}^{+}=\left[T_{\mathrm{\α\β}}\right]V_{\mathrm{abc}}^{+}=\left[T_{\mathrm{\α\β}}\right]\left[T_{+}\right]V_{\mathrm{abc}}$

$=\left[T_{\mathrm{\α\β}}\right]\left[T_{+}\right]{{\left[T_{\mathrm{\α\β}}\right]}^{T}V}_{\mathrm{\α\β}}=\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cc}1& -q\\ q& 1\end{array}\right]V_{\mathrm{\α\β}}$ 式(4)

$V_{\mathrm{\α\β}}^{-}=\left[T_{\mathrm{\α\β}}\right]V_{\mathrm{abc}}^{-}=\left[T_{\mathrm{\α\β}}\right]\left[T_{-}\right]V_{\mathrm{abc}}$

$=\left[T_{\mathrm{\α\β}}\right]\left[T_{-}\right]{{\left[T_{\mathrm{\α\β}}\right]}^{T}V}_{\mathrm{\α\β}}=\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cc}1& q\\ -q& 1\end{array}\right]V_{\mathrm{\α\β}}$

其中，参数q＝-j运算可以得到正交信号，其中，j为虚轴。图1描述了正交信号产生模块(QSG，Quadrature-Signals Generator)与正负序信号计算模块(PNSC，Positive-/Negative-Sequence Calculator)。

为了获得两个正交信号，需要采用二阶广义积分器(SOGI，Second OrderGeneralized Integrator)。图2表示SOGI-QSG系统，其中SOGI的传递函数是：

$\mathrm{SOGI}\left(s\right)=\frac{v^{\′}}{{\mathrm{k\ϵ}}_v}\left(s\right)=-\frac{{\mathrm{\ω}}^{\′}s}{s^2+{\mathrm{\ω}}^{\′2}}$ 式(5)

传递函数式(5)证明当输入频率f是以ω′为频率的正弦信号时，SOGI是一个增益无穷的积分器。此外，SOGI-QSG系统可以用来跟踪输入信号v，系统的传递函数是：

$D\left(s\right)=\frac{v^{\′}}{v}\left(s\right)=\frac{{\mathrm{k\ω}}^{\′}s}{s^2+{\mathrm{k\ω}}^{\′}s+{\mathrm{\ω}}^{\′2}}$

式(6)

$Q\left(s\right)=\frac{q{v}^{\′}}{v}\left(s\right)=\frac{\mathrm{k\ω}{\′}^2}{s^2+k{\mathrm{\ω}}^{\′}s+{\mathrm{\ω}}^{\′2}}$

其中ω′和k分别是谐振频率和阻尼系数。如果v是频率为ω的正弦信号，则SOGI-QSG输出信号qv′一直落后v′90°，并且与v、ω′和k的取值无关。因此，该系统可用于产生两个正交的信号。v′和qv′是两个正交的信号，SOGI-QSG系统对输出信号v′和qv′具有带通和低通滤波特性，其中k值越小，越有更良好的滤波特性，但稳定时间要更长。典型阻尼响应是取，此时，系统有良好的幅频响应。

当输入信号和SOGI谐振频率相同时，SOGI-QSG的两个输出信号具有相同的幅值。因此，为了获得具有相同幅值的两个正交输出信号，SOGI-QSG的中心频率应调节到与输入信号的频率相同。本发明采用锁频环(Frequency-Locked Loop，FLL)实现SOGI-QSG中心频率自适应，含有FLL的SOGI-FLL系统如图3所示，该系统可以用来检测输入信号的频率。

正交信号qv′和误差信号ε_v可以体现FLL的性能。输入信号v与误差信号ε_v的传递函数E(s)为：

$E\left(s\right)=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_v}{v}\left(s\right)=\frac{s^2+{\mathrm{\ω}}^{\′2}}{s^2+{\mathrm{k\ω}}^{\′}s+{\mathrm{\ω}}^{\′2}}$ 式(7)

当输入信号频率小于SOGI谐振频率(ω＜ω′)时，qv′和ε_v同相位；当输入信号频率大于SOGI谐振频率(ω＞ω′)时，qv′和ε_v反相位。因此，qv′和ε_v的乘积可以定义为变化的误差信号ε_f，为误差信号平均值。当ω＜ω′时，为正；′当ω＝ω′时，为零；当ω＞ω′时，为负。因此，比例系数为-γ的积分器可以调节误差信号为0，直至SOGI谐振频率与输入频率相同。

如果SOGI-QSG输入正弦信号v＝Vsin(ωt+φ)，则输出信号为：

$v^{\text{\′}}=-\frac{V}{\mathrm{\λ}}\sin \left(\mathrm{\λ\ωt}\right)\·e^{-\frac{{\mathrm{k\ω}}^{\′}}{2}t}+V\sin \left(\mathrm{\ωt}\right)$

式(8)

${\mathrm{qv}}^{\′}=V[\cos \left(\mathrm{\λ\ωt}\right)+\frac{k}{2\mathrm{\λ}}\·\sin \left(\mathrm{\λ\ωt}\right)]e^{-\frac{{\mathrm{k\ω}}^{\′}}{2}t}-V\cos \left(\mathrm{\ωt}\right)$

其中，参数且k＜2，V为正弦信号幅值，ω为正弦信号角频率，t为时间变量，ω′为SOGI谐振频率。为了综合考虑调节时间、超调量和谐波抑制效果，SOGI-QSG的增益设置为。通过式(9)可以将γ进行标幺化，

$\mathrm{\γ}=\frac{{\mathrm{k\ω}}^{\′}}{V^2}\mathrm{\Γ}$ 式(9)

因此，调节时间t_s(FLL)取决参数Γ，近似等于：

$t_{s\left(\mathrm{FLL}\right)\≈}\frac{5}{\mathrm{\Γ}}$ 式(10)

通过反馈电网运行状态信号及时调整FLL的增益，以便确保调节时间为恒值而不取决于输入信号的特性。如果设置Γ＝50则可得出t_s(FLL)≈100ms，系统可以在100ms内准确跟踪电网的频率，即系统具有良好的快速性。

如图4所示，两个SOGI-QSG和一个FLL构成DSOGI-FLL(Dual SOGI-FLL)系统，DSOGI-FLL的输出信号是α-β坐标系下PNSC的输入信号。DSOGI-FLL系统简单，在正常电网运行条件下，能够鉴别正序电压和负序电压。当频率为ω的v_αβ为正序平衡正弦电压时，其α-β分量v_α、v_β有式(11)的关系：

$v_{\mathrm{\β}}\left(s\right)=-\frac{s}{\mathrm{\ω}}{v}_{\mathrm{\α}}\left(s\right)$ 式(11)

考虑到

$v_{\mathrm{\α}}^{+\′}\left(s\right)=\frac{1}{2}(v_{\mathrm{\α}}^{\′}\left(s\right)-{\mathrm{qv}}_{\mathrm{\β}}^{\′}\left(s\right))=\frac{1}{2}(D\left(s\right)+\frac{s}{\mathrm{\ω}}Q\left(s\right))v_{\mathrm{\α}}\left(s\right)$ 式(12)

其中，为两相坐标系下α轴正序分量，v′_α为两相坐标系下α轴分量，v′_β为两相坐标系下β轴分量。

基于DSOGI-QSG的PNSC的传递函数P(jω)由式(13)得：

$P\left(\mathrm{j\ω}\right)=\frac{v_{\mathrm{\α}}^{+\′}}{v_{\mathrm{\α}}}\left(\mathrm{j\ω}\right)=\frac{1}{2}\frac{{\mathrm{k\ω}}^{\′}(\mathrm{\ω}+{\mathrm{\ω}}^{\′})}{{\mathrm{k\ω}}^{\′}\mathrm{\ω}+j({\mathrm{\ω}}^2-{\mathrm{\ω}}^{\′2})}$ 式(13)

ω′由稳态下FLL得到。同理，可得到β轴信号，两相坐标系下β轴和α轴正序分量与幅值相同，但落后90°。当v_αβ是负序向量时，只需要将ω替换成-ω代入式(13)就可以得到两相坐标系下负序分量。同理，若定义为含有n次谐波的电压矢量，可由式(14)得到PNSC的幅频特性为：

$v_{\mathrm{\α}}^{+}={\mathrm{Pv}}_{\mathrm{\α}}^n\left\{\begin{array}{c}\left|P^n\right|=\frac{{\mathrm{k\ω}}^{\′}}{2}\sqrt{\frac{(\mathrm{n\ω}+{\mathrm{\ω}}^{\′}{)}^2}{({\mathrm{kn\ω\ω}}^{\′}{)}^2+(n^2{\mathrm{\ω}}^2-{\mathrm{\ω}}^{\′2}{)}^2}}\\ \∠P^n=\mathrm{sgn}\left(n\right){\tan }^{-1}\left(\frac{{\mathrm{\ω}}^{\′2}-n^2{\mathrm{\ω}}^2}{{\mathrm{kn\ω\ω}}^{\′}}\right)-\frac{\mathrm{\π}}{2}(1-\mathrm{sgn}(n^2\mathrm{\ω}+{\mathrm{n\ω}}^{\′}))\end{array}\right.$ 式(14)

$v_{\mathrm{\β}}^{+}|=|v_{\mathrm{\α}}^{+}|;\∠v_{\mathrm{\β}}^{+}=\∠v_{\mathrm{\α}}^{+}-\mathrm{sgn}\left(n\right)\frac{\mathrm{\π}}{2}$

其中，P为PNSC的传递函数，n为谐波次数。

稳态下只检测正序电压时，DSOGI-FLL对于正序电压表现出低通滤波特性，对于负序电压表现出陷波特性。而且，k值越小，系统的频率选择性越好，越利于消除电网谐波。频率选择性越好，稳态响应振荡越大，稳态时间越长。频率选择性能与响应速度相互制约。此外，该系统对高次谐波也有一定的削弱作用。

电网电压存在的典型谐波有3次、5次、7次、11次、13次等，为了抑制电网谐波对锁相环的影响并提供一个纯净的输出，需要对DSOGI-FLL进行改进。本发明采用一个由多个SOGI-QSG构成的可以调节不同频率的交叉反馈网络，即使在电网扰动很大的情况下，该网络也能够精确地检测出电网电压的正负序分量。该系统如图5所示，为MSOGI-FLL(MultipleSOGI-FLL)系统。

MSOGI-FLL由n个单独的SOGI-QSG使用交叉反馈网络协作构成，每个SOGI-QSG能够调节基频的倍数频率。FLL的输入由SOGI-QSG-1提供，可以调节基频。其后的SOGI-QSG(从2到n)的输入是由FLL检测的基频乘以一个系数构成，该系数决定了FLL的输出分配到不同的SOGI-QSG的次序。而且，每个SOGI-QSG的增益由该系数区分开，以便使中心频率和SOGI-QSG的带宽保持恒定的关系。使用交叉反馈网络的MSOGI-FLL具有可滤除谐波的特性，如图5所示，每个SOGI-QSG的输入信号是由原始输入信号v减去其余所有SOGI-QSG的输出信号。在这种方式下，经过短暂的计算过渡过程，可以清理掉每个SOGI-QSG的输入信号中由其余SOGI-QSG检测出的谐波成分，这样就减少了输出信号中谐波的扰动。

因此，在有n元素的MOSGI-FLL中，第i个SOGI-QSG的输出信号v′_i为：

$v_i^{\′}=D_i\left(s\right)(v-\underset{j\≠i}{\overset{n}{\underset{j=1}{\mathrm{\Σ}}}}{v}_j^{\′})$ 式(15)

其中，D_i(s)是单独的SOGI-QSG的传递函数，v′_i为第j个SOGI-QSG的输出信号，中心频率设为i·ω′，基频ω′由FLL检测得到。从式(15)可以推导出系统中第i个SOGI-QSG的传递函数：

${v_i}^{\′}=\left[D_i\left(s\right)\underset{j\≠i}{\overset{n}{\underset{j=1}{\mathrm{\Π}}}}\left(\frac{1-D_j\left(s\right)}{1-D_i\left(s\right)D_j\left(s\right)}\right)\right]v$ 式(16)

其中，D_j(s)为第j个SOGI-QSG的传递函数。

该图的MOSGI-FLL系统中含有四个SOGI-QSG，其中每个SOGI-QSG分别可以调节2次、4次、5次和7次谐波。该系统能对指定次谐波具有陷波特生。因此，即使在输入电压含有大量谐波时，也可以通过提高每个SOGI-QSG的滤波选择特性，提高系统总的输出响应。

与DSOGI-FLL系统相同，把图5所示的系统应用于α-β坐标系下，可以得到三相MSOGI-FLL系统，SOGI-QSG-1的输出作为FLL的输入，通过PNSC计算，便可以得出电网电压的基波正序分量，进而可以得到电网电压矢量同步旋转角度。

当理想电网电压在时间为0.2s时，电网在不平衡的基础上又注入谐波，其中有10％的5次谐波、5％的7次谐波、3.3％的11次谐波。此时，使用MSOGI-FLL测量得到的频率如图6所示，频率检测波形平滑，清除了电网电压中的谐波，减小了频率检测的波动，提高了频率检测的准确性。此外，设置Γ＝50则可得出t_s(FLL)≈100ms，系统可以在100ms内准确跟踪电网的频率，即系统具有良好的快速性。

图7是电网含谐波时MSOGI-FLL计算得到的三相电压V_abc、三相正序电压V⁺、三相负序电压V、正负序电压矢量幅值|V|和旋转角度θ的波形。当电网含有谐波、电网电压不平衡等电网污染严重时，MSOGI-FLL仍可以滤掉5次、7次和11次谐波正确检测出的正负序电压及其旋转角度。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种可变速抽水蓄能机组控制系统的锁相方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：三相电网电压v_a,v_b,v_c转化为v_α,v_β然后执行步骤2；其中，v_α,v_β分别为两相坐标系下α轴、β轴分量；

步骤2：将步骤1中得到的v_α和v_β,分别送入MSOGI-FLL系统,然后同时执行步骤3和步骤4；其中，MSOGI-FLL系统主要由锁频环FLL、以及n个单独的二阶广义积分正交信号发生器SOGI-QSG使用交叉反馈网络协作构成，每个SOGI-QSG能够调节基频的倍数频率，FLL的输入由第一个SOGI-QSG提供，其后的第二个到第n个SOGI-QSG系统的输入是由FLL检测的基频乘以一个系数构成，该系数决定了FLL的输出分配到不同的SOGI-QSG的次序；而且，每个SOGI-QSG的增益由该系数区分开，以便使中心频率和SOGI-QSG的带宽保持恒定的关系，每个SOGI-QSG的输入信号是由原始输入信号v减去其余所有SOGI-QSG的输出信号；所述n个单独的二阶广义积分正交信号发生器SOGI-QSG构成MSOGI系统；在这种方式下，经过短暂的计算过渡过程，来清理掉每个SOGI-QSG的输入信号中由其余SOGI-QSG检测出的谐波成分，以减少输出信号中谐波的扰动；

步骤3：v_α和v_β通过MSOGI系统消除指定谐波的影响，分别产生正交的两个分量v'_α,qv'_α和v'_β,qv'_β，其中，v'_α为两相坐标系下α轴分量，v'_β为两相坐标系下β轴分量，q为正交算子；

步骤4：利用MSOGI-FLL系统中的FLL模块，求得旋转角频率ω'，然后执行步骤5；

步骤5：利用步骤3中得到的v'_α,qv'_α和v'_β,qv'_β，计算得到两相坐标系下α轴、β轴正序分量然后执行步骤6；

步骤6：利用步骤5得到的两相坐标系下α轴、β轴正序分量反正切得到角度θ。

2.根据权利要求1所述的可变速抽水蓄能机组控制系统的锁相方法，其特征在于，所述步骤1，具体为：根据公式将输入三相电网电压v_a,v_b,v_c转化为v_α,v_β。

3.根据权利要求1所述的可变速抽水蓄能机组控制系统的锁相方法，其特征在于，所述步骤3，具体为：输入信号v和SOGI-QSG的输出信号v'做差后，得到偏差信号ε_v，该偏差信号ε_v经过放大器后，得到放大信号kε_v，k为放大倍数，该放大信号kε_v与信号qv'做差，得到的信号输入到乘法器，乘法器将该信号与旋转角频率ω'相乘，得到的信号经过积分环节后，得到输出信号v'；该输出信号v'经过积分环节后，得到的信号输入到乘法器，乘法器将该信号与旋转角频率ω'通过乘法器相乘，得到信号qv'。

4.根据权利要求1所述的可变速抽水蓄能机组控制系统的锁相方法，其特征在于，所述步骤4，具体为：输入信号v和SOGI-QSG的输出信号v'做差后，得到偏差信号ε_v，乘法器将偏差信号ε_v和输出信号qv'相乘，得到信号ε_f，该信号ε_f经过放大器后，得到的信号通过积分环节后可以得到旋转角频率ω'，根据角速度计算公式ω＝2πf，可以反求得到电网的频率。

5.根据权利要求1所述的可变速抽水蓄能机组控制系统的锁相方法，其特征在于，所述步骤5，具体为：将步骤3中得到的v'_α,qv'_α和v'_β,qv'_β，利用正负序信号计算模块求解得到两相坐标系下α轴、β轴正序分量计算公式为

6.根据权利要求1所述的可变速抽水蓄能机组控制系统的锁相方法，其特征在于，所述步骤6，具体为：根据步骤5得到的两相坐标系下α轴、β轴正序分量利用公式反正切得到角度θ。