CN104393809A - 适用于scr静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法 - Google Patents

Abstract

适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法。本发明涉及一种适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法。现有的低速阶段位置检测方法无法在抽水蓄能机组机端电压幅值低采样电压谐波含量大的情况下准确计算出转子的位置。一种适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法，通过对抽水蓄能机组定子三相绕组机端电压检测判断何时启动；待启动后将AD转换器采样的三相电压变换到两相静止坐标系下电压；经过改进型磁链观测器求出两相静止坐标系下第k时刻的定子绕组磁链值；再利用反正切求出转子位置角度。本发明应用于抽水蓄能机组低速位置检测。

Description

适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法

技术领域

本发明涉及一种SCR静止变频器无机械传感器位置检测方法，具体涉及一种适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法。

背景技术

SCR静止变频器作为抽水蓄能电站大型同步电机的变频启动的关键设备，越来越受到社会的重视，传统抽水蓄能机组在采用SCR静止变频器启动时大部分采用的是机械位置检测转子位置的方式，该方式虽然能够准确地得到电机的转子位置，但是传统方式需要在电机主轴上安装检测装置，这无疑给整套设备增加了成本，而且机械检测装置需要定期维护，无形中给电站带来了不便和额外的开支。

目前低速阶段采用无机械传感器位置检测方式进行转子位置检测仍属于技术难点。转子的位置信息包含在同步电动机的机端电压中，而低速阶段机端电压幅值很小，而且由于采样误差及谐波的存在，给转子位置计算带来了困难。低速阶段无机械传感器位置检测的手段主要包括高频注入法及自适应磁链观测器法，但是这两种方法均存在一定缺陷。高频注入法需要增加额外的设备来产生高频脉冲，增加了设备的制造成本，同时由于抽水蓄能机组容量大，通过高频注入进行转子位置检测无疑需要相当多的能量。自适应磁链法能够依靠设计的自适应规律准确的检测低速下转子的位置，专利“抽水蓄能电站静止变频启动电机转子初始位置检测方法200910264094.2”，采用的就是自适应磁链法，但是该算法自身属于高阶强耦合的系统，系统参数难以设计，同时该系统的抗扰动能力差，即使外界存在较小的扰动，系统也极易失稳。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的低速阶段位置检测方法无法在抽水蓄能机组机端电压幅值低采样电压谐波含量大的情况下准确计算出转子的位置的问题，而提出一种适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法。

一种适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法，所述抽水蓄能机组低速位置检测方法通过以下步骤实现：

步骤一、判断抽水蓄能机组定子通电电压值：

利用AD转换器对抽水蓄能机组机端电压幅值连续采样，得N组机端电压值数据，将N组机端电压值数据等分成两组，分别对两组机端电压值数据求取平均值，将两组机端电压值数据的平均值进行对比，将较高的机端电压值数据的平均值确定为机端电压峰值，当机端电压峰值大于或等于2％的额定电压峰值时，进行第二步的PARK变换，否则继续进行机端电压幅值连续采样；其中，k为获取电压值的时刻；

步骤二、对AD转换器获得的N组机端电压值数据进行PARK变换：

将机组定子三相相电压的电压e_a(k)、电压e_b(k)及电压e_c(k)利用公式：

$\left[\begin{array}{c}{e}_{\mathrm{\α}}\left(k\right)\\ e_{\mathrm{\β}}\left(k\right)\end{array}\right]=\sqrt{\frac{2}{3}}\left[\begin{array}{ccc}1& -1/2& -1/2\\ 0& \sqrt{3}/2& -\sqrt{3}/2\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{e}_A\left(k\right)\\ e_B\left(k\right)\\ e_C\left(k\right)\end{array}\right]---\left(1\right)$

转换成为α、β两相坐标系下电压e_α(k)、e_β(k)；其中，k为获取电压值的时刻；

步骤三、对步骤二获得的两相坐标系下电压e_α(k)、e_β(k)滤除高频谐波：

根据公式： $e_{\mathrm{\α}}^{\′}\left(k\right)=\frac{{\mathrm{\ω}}_{c1}}{s+{\mathrm{\ω}}_{c1}}{e}_{\mathrm{\α}}\left(k\right)---\left(2\right)$

和 $e_{\mathrm{\β}}^{\′}\left(k\right)=\frac{{\mathrm{\ω}}_{c1}}{s+{\mathrm{\ω}}_{c1}}{e}_{\mathrm{\β}}\left(k\right)---\left(3\right)$ 形成的改进型磁链观测器分别计算出各个时刻下机组定子三相绕组在α、β两相坐标系下的磁链值ψ_α(k)和ψ_β(k)；式中，e'_α(k)为两相坐标系下电压e_α(k)经过低通滤波器后的电压值，e'_β(k)为两相坐标系下电压e_β(k)经过低通滤波器后的电压值，s为拉普拉斯算子，ω_c1为前级低通滤波器的截止频率；

步骤四、对步骤三得到的低通滤波器后的电压值e'_α(k)和e'_β(k)进行电压补偿：

利用公式： $e_{\mathrm{\α}}^{\′\′}\left(k\right)=e_{\mathrm{\α}}^{\′}\left(k\right)+\frac{{\mathrm{\ω}}_{c2}}{{\mathrm{\ω}}_e(k-1)}{e}_{\mathrm{\β}}^{\′}\left(k\right)---\left(4\right)$

和 $e_{\mathrm{\β}}^{\′\′}\left(k\right)=e_{\mathrm{\β}}^{\′}\left(k\right)+\frac{{\mathrm{\ω}}_{c2}}{{\mathrm{\ω}}_e(k-1)}{e}_{\mathrm{\α}}^{\′}\left(k\right)---\left(5\right)$ 来求取补偿电压值；式中：e″_α(k)为经过补偿环节后获取的电压值，e″_β(k)为经过补偿环节后获取的电压值，ω_c2为后级低通滤波器的截止频率，ω_e为前一时刻的机组定子机组角频率；

步骤五、对步骤四获得的补偿环节后的电压值e″_α(k)和e″_β(k)，利用公式：

${\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\α}}\left(k\right)=\frac{1}{s+{\mathrm{\ω}}_{c2}}{e}_{\mathrm{\α}}^{\′\′}\left(k\right)---\left(6\right)$

和 ${\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\β}}\left(k\right)=\frac{1}{s+{\mathrm{\ω}}_{c2}}{e}_{\mathrm{\β}}^{\′\′}\left(k\right)---\left(7\right)$

求取第k时刻机组定子在静止坐标系下的磁链；

步骤六、对步骤五获得的磁链值通过反正切方法，即利用公式：

${\mathrm{\θ}}_e\left(k\right)=\mathrm{arc}\tan \left(\frac{{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\β}}\left(k\right)}{{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\α}}\left(k\right)}\right)---\left(8\right)$

来求取第k时刻转子位置角度θ_e(k)；

步骤七、通过步骤六获得转子位置角度θ_e(k)通过公式：

${\mathrm{\ω}}_e\left(k\right)=\frac{d{\mathrm{\θ}}_e\left(k\right)}{\mathrm{dt}}=\frac{{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\α}}\left(k\right)e_{\mathrm{\β}}\left(k\right)-{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\β}}\left(k\right)e_{\mathrm{\α}}\left(k\right)}{{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\α}}^2\left(k\right)+{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\β}}^2\left(k\right)}---\left(9\right)$

进一步获得求取第k时刻低速转子转速，即求取第k时刻机组角频率ω_e(k)。

本发明的有益效果为：

本发明首先通过设定合理的AD转换器连续采样范围值10-20组，准确判定机组的运行状态，为转子位置检测算法的适时启动提供了可靠依据。然后利用由纯积分算法获得改进型磁链观测器，再通过改进型低通磁链观测器求取的定子磁链能够消除谐波成分、积分初值及采样通道直流偏置的影响，将滤波效果提高40％左右，能够实时、快速、精确地计算出转子的位置。另外，本发明方法是通过一台设备实现计算出转子过程，具有降低设备制造成本的好处。且通过Matlab/simulink仿真软件以及模拟实物物理仿真平台对上述抽水蓄能机组低速位置检测方法进行验证可知，本发明方法能够提高转子位置的计算精度达85-95％。

附图说明

图1为本发明的控制流程图；

图2为本发明的原理图，图中，1为幅值和相位补偿器，2为低通滤波器；

图3为本发明步骤三中涉及的计算磁链值时利用的改进型低通滤波磁链观测器的结构原理框图；

图4为实施例1中利用Mtalab/simulink仿真软件时设定的低频畸变电压波形示意图；图中，横坐标表示时间t，单位为秒(s)；纵坐标表示给定的畸变电压值U，单位为伏特(V)；

图5为本发明在低频畸变电压条件下计算的电压角度与给定电压角度的角度对比曲线示意图(图中表示二者的曲线重合)；图中，横坐标表示时间t，单位为秒(s)；纵坐标表示电压角度值θ，单位为伏特(deg)；

图6为本发明在低频畸变电压条件下获取的电压角度的角度误差值示意图；图中，横坐标表示时间t，单位为秒(s)；纵坐标表示电压角度值θ，单位为伏特(deg)；

图7为实施例1中利用实物物理仿真时电机定子绕组通电1Hz时传统算法与本发明方法获取的转子角度对比结果示意图；图中，横坐标表示时间；纵坐标表示转子角度值；U_α表示点击定子绕组通电电压；

图8为实施例1中利用实物物理仿真时电机定子绕组通电2Hz时本发明算法与机械位置检测方式下获取的转子角度对比结果示意图；图中，横坐标表示时间；纵坐标表示转子角度值；U_α表示点击定子绕组通电电压；

图9为实施例1中利用实物物理仿真时电机定子绕组通电3Hz时本发明算法与机械位置检测方式下获取的转子角度对比结果示意图；图中，横坐标表示时间；纵坐标表示转子角度值；U_α表示点击定子绕组通电电压；

具体实施方式

具体实施方式一：

本实施方式的适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法，结合图1、图2所示，所述抽水蓄能机组低速位置检测方法通过以下步骤实现：

启动控制流程，准确的进行机端电压检测判断出机组的运行状态是保证转子位置检测方法成功启动的关键，

步骤一、判断抽水蓄能机组定子通电电压值：

利用AD转换器对抽水蓄能机组机端电压幅值连续采样，得N组机端电压值数据，将N组机端电压值数据等分成两组，分别对两组机端电压值数据求取平均值，将两组机端电压值数据的平均值进行对比，将较高的机端电压值数据的平均值确定为机端电压峰值，当机端电压峰值大于或等于2％的额定电压峰值时，进行第二步的PARK变换，否则继续进行机端电压幅值连续采样；

步骤二、对AD转换器获得的N组机端电压值数据进行PARK变换：

将机组定子三相相电压的电压e_a(k)、电压e_b(k)及电压e_c(k)利用公式：

$\left[\begin{array}{c}{e}_{\mathrm{\α}}\left(k\right)\\ e_{\mathrm{\β}}\left(k\right)\end{array}\right]=\sqrt{\frac{2}{3}}\left[\begin{array}{ccc}1& -1/2& -1/2\\ 0& \sqrt{3}/2& -\sqrt{3}/2\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{e}_A\left(k\right)\\ e_B\left(k\right)\\ e_C\left(k\right)\end{array}\right]---\left(1\right)$

转换成为α、β两相坐标系下电压e_α(k)、e_β(k)；其中，k为获取电压值的时刻；

步骤三、结合图3所示，对步骤二获得的两相坐标系下电压e_α(k)、e_β(k)滤除高频谐波：

根据公式： $e_{\mathrm{\α}}^{\′}\left(k\right)=\frac{{\mathrm{\ω}}_{c1}}{s+{\mathrm{\ω}}_{c1}}{e}_{\mathrm{\α}}\left(k\right)---\left(2\right)$

和 $e_{\mathrm{\β}}^{\′}\left(k\right)=\frac{{\mathrm{\ω}}_{c1}}{s+{\mathrm{\ω}}_{c1}}{e}_{\mathrm{\β}}\left(k\right)---\left(3\right)$

形成的改进型磁链观测器分别计算出各个时刻下机组定子三相绕组在α、β两相坐标系下的磁链值ψ_α(k)和ψ_β(k)；式中，e'_α(k)为两相坐标系下电压e_α(k)经过低通滤波器后的电压值，e'_β(k)为两相坐标系下电压e_β(k)经过低通滤波器后的电压值，s为拉普拉斯算子，ω_c1为前级低通滤波器的截止频率；所述改进型磁链观测器的低通滤波算法具有算法结构简单、参数设计容易的特点；

步骤四、对步骤三得到的低通滤波器后的电压值e'_α(k)和e'_β(k)进行电压补偿：

利用公式： $e_{\mathrm{\α}}^{\′\′}\left(k\right)=e_{\mathrm{\α}}^{\′}\left(k\right)+\frac{{\mathrm{\ω}}_{c2}}{{\mathrm{\ω}}_e(k-1)}{e}_{\mathrm{\β}}^{\′}\left(k\right)---\left(4\right)$

和 $e_{\mathrm{\β}}^{\′\′}\left(k\right)=e_{\mathrm{\β}}^{\′}\left(k\right)-\frac{{\mathrm{\ω}}_{c2}}{{\mathrm{\ω}}_e(k-1)}{e}_{\mathrm{\α}}^{\′}\left(k\right)---\left(5\right)$

来求取补偿电压值；式中：e″_α(k)为经过补偿环节后获取的电压值，e″_β(k)为经过补偿环节后获取的电压值，ω_c2为后级低通滤波器的截止频率，ω_e为前一时刻的机组定子机组角频率；

步骤五、对步骤四获得的补偿环节后的电压值e″_α(k)和e″_β(k)，利用公式：

${\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\α}}\left(k\right)=\frac{1}{s+{\mathrm{\ω}}_{c2}}{e}_{\mathrm{\α}}^{\′\′}\left(k\right)---\left(6\right)$

和 ${\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\β}}\left(k\right)=\frac{1}{s+{\mathrm{\ω}}_{c2}}{e}_{\mathrm{\β}}^{\′\′}\left(k\right)---\left(7\right)$

求取第k时刻机组定子在静止坐标系下的磁链；

步骤六、对步骤五获得的磁链值通过反正切方法，即利用公式：

${\mathrm{\θ}}_e\left(k\right)=\mathrm{arc}\tan \left(\frac{{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\β}}\left(k\right)}{{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\α}}\left(k\right)}\right)---\left(8\right)$

来求取第k时刻转子位置角度θ_e(k)；

步骤七、通过步骤六获得一组低速转子位置角度，再利用转子位置角度θ_e(k)通过公式： ${\mathrm{\ω}}_e\left(k\right)=\frac{d{\mathrm{\θ}}_e\left(k\right)}{\mathrm{dt}}=\frac{{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\α}}\left(k\right)e_{\mathrm{\β}}\left(k\right)-{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\β}}\left(k\right)e_{\mathrm{\α}}\left(k\right)}{{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\α}}^2\left(k\right)+{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\β}}^2\left(k\right)}---\left(9\right)$ 进一步获得求取第k时刻低速转子转速，即求取第k时刻机组角频率ω_e(k)。

具体实施方式二：

与具体实施方式一不同的是，本实施方式的适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法，步骤一所述机端电压值数据的组数N的范围为10～20组。

具体实施方式三：

与具体实施方式一不同的是，本实施方式的适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法，步骤二所述对AD转换器获得的N组机端电压值数据进行PARK变换，当AD转换器获得的N组机端电压值数据为定子绕组线电压时，利用公式：

$\left[\begin{array}{c}{e}_{\mathrm{\α}}\left(k\right)\\ e_{\mathrm{\β}}\left(k\right)\end{array}\right]=\sqrt{\frac{2}{3}}\left[\begin{array}{ccc}1/2& 0& -1/2\\ 0& \sqrt{3}/2& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{e}_{\mathrm{AB}}\left(k\right)\\ e_{\mathrm{BC}}\left(k\right)\\ e_{\mathrm{CA}}\left(k\right)\end{array}\right]---\left(10\right)$

求取两相静止坐标系下的电压；式中，e_AB(k)、e_BC(k)及e_CA(k)分别为当前时刻下机组线电压值。

PARK变换即为派克变换，是park转换，也称派克变换，英文为Park transformation,为现在占主流地位的交流电机分析计算时的基本变换。在电力系统分析和计算中，park转换具有重要的理论和实际意义。

从数学意义上讲，park变换只是一个坐标变换而已，从abc坐标变换到dq0坐标，ua,ub,uc,ia,ib,ic,磁链a,磁链b,磁链c这些量都变换到dq0坐标中，并可以逆变换回来。

具体实施方式四：

与具体实施方式一、二或三不同的是，本实施方式的适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法，步骤三所述前级低通滤波器的截止频率ω_c1取值为50～100Hz。

具体实施方式五：

与具体实施方式四不同的是，本实施方式的适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法，步骤四中公式 $e_{\mathrm{\α}}^{\′\′}\left(k\right)=e_{\mathrm{\α}}^{\′}\left(k\right)+\frac{{\mathrm{\ω}}_{c2}}{{\mathrm{\ω}}_e(k-1)}{e}_{\mathrm{\β}}^{\′}\left(k\right)---\left(4\right)$

和 $e_{\mathrm{\β}}^{\′\′}\left(k\right)=e_{\mathrm{\β}}^{\′}\left(k\right)-\frac{{\mathrm{\ω}}_{c2}}{{\mathrm{\ω}}_e(k-1)}{e}_{\mathrm{\α}}^{\′}\left(k\right)---\left(5\right)$

中所述前一时刻的机组定子机组角频率ω_e为前一时刻的角频率，初始启动时需要人为设定一个值来保证系统正常启动，ω_e取值范围为1～5Hz。

具体实施方式六：

与具体实施方式一、二、三或五不同的是，本实施方式的适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法，步骤四中公式 $e_{\mathrm{\α}}^{\′\′}\left(k\right)=e_{\mathrm{\α}}^{\′}\left(k\right)+\frac{{\mathrm{\ω}}_{c2}}{{\mathrm{\ω}}_e(k-1)}{e}_{\mathrm{\β}}^{\′}\left(k\right)---\left(4\right)$

和 $e_{\mathrm{\β}}^{\′\′}\left(k\right)=e_{\mathrm{\β}}^{\′}\left(k\right)-\frac{{\mathrm{\ω}}_{c2}}{{\mathrm{\ω}}_e(k-1)}{e}_{\mathrm{\α}}^{\′}\left(k\right)---\left(5\right)$

中所述后级低通滤波器的截止频率ω_c2是通过公式：ω_c2＝xω_e(x-1)   (11)

来求取；式中，x为截止频率选取系数，其取值范围为0.2～0.4。

实施例1：

将连续采样的20组机端电压值数据平均分成两组，对第1～10组机端电压数据求取平均值放入寄存器A中，将第11～20组机端电压数据求取平均值放入寄存器B中，然后将寄存器A与寄存器B中的平均值进行对比，当寄存器A中的平均值大于或等于寄存器B中的平均值时，则此时电压已经达到峰值，将寄存器A中的平均值确定为电压峰值。

对AD转换器获得的N组机端电压值数据进行PARK变换，将机组定子三相相电压的电压e_a(k)、电压e_b(k)及电压e_c(k)利用公式： $\left[\begin{array}{c}{e}_{\mathrm{\α}}\left(k\right)\\ e_{\mathrm{\β}}\left(k\right)\end{array}\right]=\sqrt{\frac{2}{3}}\left[\begin{array}{ccc}1& -1/2& -1/2\\ 0& \sqrt{3}/2& -\sqrt{3}/2\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{e}_A\left(k\right)\\ e_B\left(k\right)\\ e_C\left(k\right)\end{array}\right]$ 转换成为α、β两相坐标系下电压e_α(k)、e_β(k)；当采样机端电压数据为定子绕组线电压时，利用公式： $\left[\begin{array}{c}{e}_{\mathrm{\α}}\left(k\right)\\ e_{\mathrm{\β}}\left(k\right)\end{array}\right]=\sqrt{\frac{2}{3}}\left[\begin{array}{ccc}1/2& 0& -1/2\\ 0& \sqrt{3}/2& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{e}_{\mathrm{AB}}\left(k\right)\\ e_{\mathrm{BC}}\left(k\right)\\ e_{\mathrm{CA}}\left(k\right)\end{array}\right]$ 求取两相静止坐标系下的电压，式中，e_AB(k)、e_BC(k)及e_CA(k)分别为当前时刻下机组线电压值。

根据公式 $e_{\mathrm{\α}}^{\′}\left(k\right)=\frac{{\mathrm{\ω}}_{c1}}{s+{\mathrm{\ω}}_{c1}}{e}_{\mathrm{\α}}\left(k\right)$ 和 $e_{\mathrm{\β}}^{\′}\left(k\right)=\frac{{\mathrm{\ω}}_{c1}}{s+{\mathrm{\ω}}_{c1}}{e}_{\mathrm{\β}}\left(k\right)$ 计算各个时刻机组定子三相绕组在α、β两相坐标系下的磁链值ψ_α(k)和磁链值ψ_β(k)，由于低速阶段为机组定子通电1Hz～5Hz，所以前级低通滤波器的截止频率ω_c1的当前定子绕组的角频率取值为50～100Hz。

公式 $e_{\mathrm{\α}}^{\′\′}\left(k\right)=e_{\mathrm{\α}}^{\′}\left(k\right)+\frac{{\mathrm{\ω}}_{c2}}{{\mathrm{\ω}}_e(k-1)}{e}_{\mathrm{\β}}^{\′}\left(k\right)$ 和 $e_{\mathrm{\β}}^{\′\′}\left(k\right)=e_{\mathrm{\β}}^{\′}\left(k\right)-\frac{{\mathrm{\ω}}_{c2}}{{\mathrm{\ω}}_e(k-1)}{e}_{\mathrm{\α}}^{\′}\left(k\right)$ 中所用ω_e为前一时刻的定子电压角频率，初始启动时需要人为设定一个值来保证系统正常启动，ω_e取值范围为1～5Hz。后级低通滤波器的截止频率ω_c2按照公式ω_c＝xω_e(x-1)来求取；式中，x为截止频率选取系数，取值范围为0.2～0.4。

然后分别利用Matlab/simulink仿真软件以及模拟实物物理仿真平台对上述抽水蓄能机组低速位置检测方法进行验证，两种测试方法所得的图4-图8表明，本发明的适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法具有能够实时、快速、精确地计算出转子的位置，是正确可行的。

Claims (6)

1.一种适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法，其特征在于：所述抽水蓄能机组低速位置检测方法通过以下步骤实现：

步骤一、判断抽水蓄能机组定子通电电压值：

利用AD转换器对抽水蓄能机组机端电压幅值连续采样，得N组机端电压值数据，将N组机端电压值数据等分成两组，分别对两组机端电压值数据求取平均值，将两组机端电压值数据的平均值进行对比，将较高的机端电压值数据的平均值确定为机端电压峰值，当机端电压峰值大于或等于2％的额定电压峰值时，进行第二步的PARK变换，否则继续进行机端电压幅值连续采样；

步骤二、对AD转换器获得的N组机端电压值数据进行PARK变换：

将机组定子三相相电压的电压e_a(k)、电压e_b(k)及电压e_c(k)利用公式：

$\left[\begin{array}{c}{e}_{\mathrm{\α}}\left(k\right)\\ e_{\mathrm{\β}}\left(k\right)\end{array}\right]=\sqrt{\frac{2}{3}}\left[\begin{array}{ccc}1& -1/2& -1/2\\ 0& \sqrt{3}/2& -\sqrt{3}/2\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{e}_A\left(k\right)\\ e_B\left(k\right)\\ e_C\left(k\right)\end{array}\right]\·\·\·\left(1\right)$

转换成为α、β两相坐标系下电压e_α(k)、e_β(k)；其中，k为获取电压值的时刻；

步骤三、对步骤二获得的两相坐标系下电压e_α(k)、e_β(k)滤除高频谐波：

利用由公式： $e_{\mathrm{\α}}^{\text{'}}\left(k\right)=\frac{{\mathrm{\ω}}_{c1}}{s+{\mathrm{\ω}}_{c1}}{e}_{\mathrm{\α}}\left(k\right)\·\·\·\left(2\right)$

和 $e_{\mathrm{\β}}^{\text{'}}\left(k\right)=\frac{{\mathrm{\ω}}_{c1}}{s+{\mathrm{\ω}}_{c1}}{e}_{\mathrm{\β}}\left(k\right)\·\·\·\left(3\right)$

形成的改进型磁链观测器分别计算出各个时刻下机组定子三相绕组在α、β两相坐标系下的磁链值ψ_α(k)和ψ_β(k)；式中，e'_α(k)为两相坐标系下电压e_α(k)经过低通滤波器后的电压值，e'_β(k)为两相坐标系下电压e_β(k)经过低通滤波器后的电压值，s为拉普拉斯算子，ω_c1为前级低通滤波器的截止频率；

步骤四、对步骤三得到的低通滤波器后的电压值e'_α(k)和e'_β(k)进行电压补偿：

利用公式： $e_{\mathrm{\α}}^{\′\′}\left(k\right)=e_{\mathrm{\α}}^{\′}\left(k\right)+\frac{{\mathrm{\ω}}_{c2}}{{\mathrm{\ω}}_e(k-1)}{e}_{\mathrm{\β}}^{\′}\left(k\right)\·\·\·\left(4\right)$

和 $e_{\mathrm{\β}}^{\′\′}\left(k\right)=e_{\mathrm{\β}}^{\′}\left(k\right)+\frac{{\mathrm{\ω}}_{c2}}{{\mathrm{\ω}}_e(k-1)}{e}_{\mathrm{\α}}^{\′}\left(k\right)\·\·\·\left(5\right)$

来求取补偿电压值；式中：为经过补偿环节后获取的电压值，为经过补偿环节后获取的电压值，ω_c2为后级低通滤波器的截止频率，ω_e为前一时刻的机组定子机组角频率；

步骤五、对步骤四获得的补偿环节后的电压值和利用公式：

${\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{\α}}\left(k\right)=\frac{1}{s+{\mathrm{\ω}}_{c2}}{e}_{\mathrm{\α}}^{\′\′}\left(k\right)\·\·\·\left(6\right)$

和 ${\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{\β}}\left(k\right)=\frac{1}{s+{\mathrm{\ω}}_{c2}}{e}_{\mathrm{\β}}^{\′\′}\left(k\right)\·\·\·\left(7\right)$

求取第k时刻机组定子在静止坐标系下的磁链；

步骤六、对步骤五获得的磁链值通过反正切方法，即利用公式：

${\mathrm{\θ}}_e\left(k\right)=\arctan \left(\frac{{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\β}}\left(k\right)}{{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\α}}\left(k\right)}\right)\·\·\·\left(8\right)$

求取第k时刻转子位置角度θ_e(k)；

步骤七、通过步骤六获得转子位置角度θ_e(k)通过公式：

${\mathrm{\ω}}_e\left(k\right)=\frac{{\mathrm{d\θ}}_e\left(k\right)}{\mathrm{dt}}=\frac{{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\α}}\left(k\right)e_{\mathrm{\β}}\left(k\right)-{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\β}}\left(k\right)e_{\mathrm{\α}}\left(k\right)}{{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\α}}^2\left(k\right)+{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\β}}^2\left(k\right)}\·\·\·\left(9\right)$ 进一步获得求取第k时刻低速转子转速，即求取第k时刻机组角频率ω_e(k)。

2.根据权利要求1所述的适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法，其特征在于，步骤一所述机端电压值数据的组数N的范围为10～20组。

3.根据权利要求1所述的适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法，其特征在于，步骤二所述对AD转换器获得的N组机端电压值数据进行PARK变换，当AD转换器获得的N组机端电压值数据为定子绕组线电压时，利用公式：

$\left[\begin{array}{c}{e}_{\mathrm{\α}}\left(k\right)\\ e_{\mathrm{\β}}\left(k\right)\end{array}\right]=\sqrt{\frac{2}{3}}\left[\begin{array}{ccc}1/2& 0& -1/2\\ 0& \sqrt{3}/2& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{e}_{\mathrm{AB}}\left(k\right)\\ e_{\mathrm{BC}}\left(k\right)\\ e_{\mathrm{CA}}\left(k\right)\end{array}\right]\·\·\·\left(10\right)$

求取两相静止坐标系下的电压；式中，e_AB(k)、e_BC(k)及e_CA(k)分别为当前时刻下机组线电压值。

4.根据权利要求1、2或3所述的适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法，其特征在于，步骤三所述前级低通滤波器的截止频率ω_c1取值为50～100Hz。

5.根据权利要求4所述的适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法，其特征在于，步骤四中公式 $e_{\mathrm{\α}}^{\′\′}\left(k\right)=e_{\mathrm{\α}}^{\′}\left(k\right)+\frac{{\mathrm{\ω}}_{c2}}{{\mathrm{\ω}}_e(k-1)}{e}_{\mathrm{\β}}^{\′}\left(k\right)\·\·\·\left(4\right)$

和 $e_{\mathrm{\β}}^{\′\′}\left(k\right)=e_{\mathrm{\β}}^{\′}\left(k\right)+\frac{{\mathrm{\ω}}_{c2}}{{\mathrm{\ω}}_e(k-1)}{e}_{\mathrm{\α}}^{\′}\left(k\right)\·\·\·\left(5\right)$

中所述前一时刻的机组定子机组角频率ω_e取值范围为1～5Hz。

6.根据权利要求1、2、3或5所述的适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法，其特征在于，步骤四中公式 $e_{\mathrm{\α}}^{\′\′}\left(k\right)=e_{\mathrm{\α}}^{\′}\left(k\right)+\frac{{\mathrm{\ω}}_{c2}}{{\mathrm{\ω}}_e(k-1)}{e}_{\mathrm{\β}}^{\′}\left(k\right)\·\·\·\left(4\right)$

和 $e_{\mathrm{\β}}^{\′\′}\left(k\right)=e_{\mathrm{\β}}^{\′}\left(k\right)+\frac{{\mathrm{\ω}}_{c2}}{{\mathrm{\ω}}_e(k-1)}{e}_{\mathrm{\α}}^{\′}\left(k\right)\·\·\·\left(5\right)$

中所述后级低通滤波器的截止频率ω_c2是通过公式：ω_c2＝xω_e(x-1)  (11)

来求取；式中，x为截止频率选取系数，其取值范围为0.2～0.4。