CN111969620A - 直驱风电机组变流器参与电网次超同步振荡抑制的方法 - Google Patents

直驱风电机组变流器参与电网次超同步振荡抑制的方法 Download PDF

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Abstract

一种直驱风电机组变流器参与电网次超同步振荡抑制的方法，在基础矢量控制策略环节基础上，通过增加次超同步频率检测环节、次超同步频率电流获取环节和次超同步频率电流控制环节实现。次超同步频率检测环节根据三相电网电压Ugabc输出次超同步振荡频率fss、次超同步第一振荡角度θss1和次超同步第二振荡角度θss2；次超同步频率电流获取环节根据输入的dq轴参考电流Igdref、Igqref和dq轴实际电流Igd、Igq，在基于次超同步第一振荡角度θss1、次超同步第二振荡角度θss2的同步旋转坐标系下求取第一振荡频率dq轴电流Igdss1、Igqss1和第二振荡频率dq轴电流Igdss2、Igqss2；次超同步频率电流控制环节对第一振荡频率dq轴电流Igdss1、Igqss1和第二振荡频率dq轴电流Igdss2、Igqss2进行闭环控制，输出次超同步频率αβ轴控制电压Ugcαss、Ugcβss。

Description

直驱风电机组变流器参与电网次超同步振荡抑制的方法
技术领域
本发明涉及一种直驱风电机组变流器参与电网次超同步振荡抑制的方法。
背景技术
随着风力发电等新能源并网容量的增加，大功率电力电子技术的广泛采用，以多源多变换复杂交直流系统为组成架构的新能源电力系统逐渐形成。风力发电机组包含双馈和直驱两种主要机型，其中直驱风电机组一般采用电压源逆变器(Voltage SourceConverter，VSC)并入并网，电压源逆变器大规模并网时可能存在因次同步控制相互作用(Sub-Synchronous Control Interaction，SSCI)诱发的电网在特定频率的持续振荡现象，这种振荡现象称为电网次超同步振荡。在电网出现次超同步振荡时，并网设备不仅存在次超同步振荡频率fss的电流，在基波频率fbase对称分布的另外一侧，同时存在的2fbase-fss频率的电流。
针对目前出现的新能源发电并网可能诱发的电网次超同步振荡问题，专利CN201510351331.4“一种基于锁相环误差的次同步振荡抑制装置及方法”采用在发电机端并联三相逆变器方式，根据信号检测模块获得的锁相误差信号通过无功电流的控制，进而调节电气阻尼大小，以实现抑制系统次同步振荡，主要应用在发电机定子直接并网场景。专利CN201710378737.0“基于虚拟阻抗控制的双馈风机次同步振荡抑制方法”，从转子控制器结构出发，研究转子电流和转子控制器输出电压的关系，得到虚拟电阻值和虚拟电感值，通过控制在转子回路引入一个虚拟阻抗，进而起到增大次同步振荡阻尼以实现抑制次同步振荡的作用，只是针对双馈风机及变流器应用。专利CN201410653094.2“一种基于SVG抑制风机并网引起的次同步振荡方法”，通过FFT测量电网次同步振荡频率，设计带通滤波器BPF，在DQ旋转坐标系下得到无功电流指令，通过无功电流闭环控制实现次同步振荡抑制。上述方法均未考虑直驱风电机组并网场景的应用，仅考虑到检测到的电网次超同步频率fss振荡的抑制，未考虑在基波频率fbase另一侧对称分布的2fbase-fss频率的电流抑制作用。
发明内容
本发明为克服以上技术缺点，基于现有电网侧变流器基础矢量控制策略，提出一种直驱风电机组变流器参与电网次超同步振荡抑制的方法。所述的抑制方法在基础矢量控制策略的基础上，通过增加次超同步频率检测环节、次超同步频率电流获取环节和次超同步频率电流控制环节实现。在次超同步频率检测环节中，采用同步旋转坐标系锁相环获取次超同步振荡频率和振荡角度，同时辅助反正切计算的频率前馈加快锁相环PI收敛的速度；在次超同步频率电流获取环节中，基于次超同步第一振荡角度θss1和次超同步第二振荡角度θss2的同步旋转坐标变换，获取次超同步频率的电流；在次超同步频率电流控制环节中，对检测到的电网次超同步频率fss的电流和在基波频率fbase另一侧对称分布的2fbase-fss频率的电流进行控制；
基础矢量控制策略环节输入无功功率指令Qref，采集直流母线电压Udc、三相电网电压Ugabc、三相电网电流Igabc；输出α轴控制电压Ugcα和β轴控制电压Ugcβ；同时输出电网电压频率fbase、电网电压角度θbase、d轴参考电流Igdref、q轴参考电流Igqref、d轴实际电流Igd、q轴实际电流Igq，供本发明的次超同步振荡抑制方法使用。
次超同步频率检测环节采集三相电网电压Ugabc，输入基础矢量控制策略环节输出的电网电压频率fbase和电网电压角度θbase；输出次超同步振荡频率fss、次超同步第一振荡角度θss1和次超同步第二振荡角度θss2；
次超同步频率电流获取环节输入基础矢量控制策略环节输出的d轴参考电流Igdref、q轴参考电流Igqref、d轴实际电流Igd、q轴实际电流Igq，输入次超同步频率检测环节输出的次超同步第一振荡角度θss1、次超同步第二振荡角度θss2；输出第一振荡频率d轴电流Igdss1、第一振荡频率q轴电流Igqss1、第二振荡频率d轴电流Igdss2、第二振荡频率q轴电流Igqss2；
次超同步频率电流控制环节输入次超同步频率检测环节输出的次超同步第一振荡角度θss1、次超同步第二振荡角度θss2，输入次超同步频率电流获取环节输出的第一振荡频率d轴电流Igdss1、第一振荡频率q轴电流Igqss1、第二振荡频率d轴电流Igdss2、第二振荡频率q轴电流Igqss2；输出次超同步频率α轴控制电压Ugcαss、次超同步频率β轴控制电压Ugcβss。
电网侧变流器采用基于电网电压定向的矢量控制方法，在基础矢量控制策略环节中，采集的三相电网电压Ugabc进入锁相环，得到电网电压频率fbase和电网电压角度θbase，得到电网d轴电压Ugd和电网q轴电压Ugq；采集的三相电网电流Igabc经过基于电网电压角度θbase的3s2r坐标变换，得到d轴实际电流Igd和q轴实际电流Igq。基础矢量控制策略环节包含电压外环和电流内环两部分，电压外环对采集的直流母线电压Udc进行闭环控制，输出d轴参考电流Igdref；输入的无功功率指令Qref除以电网d轴电压Ugd得到q轴参考电流Igqref。电流内环对dq轴电流进行闭环控制，得到dq轴控制电压Ugcd、Ugcq；dq轴控制电压Ugcd、Ugcq经过基于电网电压角度θbase的2r2s坐标变换得到α轴控制电压Ugcα和β轴控制电压Ugcβ。
次超同步频率检测环节采集三相电网电压Ugabc，输入电网电压频率fbase和电网电压角度θbase，经过以电网电压频率fbase为中心的带阻滤波器BSF后得到次超同步频率电压Ugabcss，所述的带阻滤波器BSF在中心频率处衰减能力大于-40dB；次超同步频率电压Ugabcss经3s2s坐标变换，得到次超同步频率α轴电压Ugαss和次超同步频率β轴电压Ugβss；对次超同步频率α轴电压Ugαss和次超同步频率β轴电压Ugβss进行反正切运算，得到次超同步频率反正切角度θatss；对次超同步频率反正切角度θatss进行微分运算得到次超同步频率前馈值fssforv,通过反正切计算的频率前馈加快锁相环PI收敛的速度；次超同步频率α轴电压Ugαss和次超同步频率β轴电压Ugβss经过基于次超同步频率振荡角度θss的2s2r坐标变换，得到次超同步频率d轴电压Ugdss和次超同步频率q轴电压Ugqss；次超同步频率q轴电压Ugqss进入PI调节器进行闭环控制，得到次超同步频率误差值fssσ；次超同步频率前馈值fssforv加上次超同步频率误差值fssσ得到次超同步频率fss；次超同步频率fss经积分运算后得到次超同步频率振荡角度θss；次超同步频率振荡角度θss减去电网电压角度θbase得到次超同步第一振荡角度θss1，电网电压角度θbase减去次超同步频率振荡角度θss得到次超同步第二振荡角度θss2。
次超同步频率电流获取环节输入d轴参考电流Igdref、q轴参考电流Igqref、d轴实际电流Igd、q轴实际电流Igq、次超同步第一振荡角度θss1、次超同步第二振荡角度θss2，在基于次超同步第一振荡角度θss1和次超同步第二振荡角度θss2的同步旋转坐标系上完成次超同步频率电流检测；d轴实际电流Igd减去d轴参考电流Igdref得到d轴电流误差Igderr，q轴实际电流Igq减去q轴参考电流Igqref得到q轴电流误差Igqerr，d轴电流误差Igderr和q轴电流误差Igqerr经过基于次超同步第一振荡角度θss1的2s2r坐标变换，得到第一振荡频率d轴电流Igdss1和第一振荡频率q轴电流Igqss1；d轴电流误差Igderr和q轴电流误差Igqerr经过基于次超同步第二振荡角度θss2的2s2r坐标变换，得到第二振荡频率d轴电流Igdss2和第二振荡频率q轴电流Igqss2。
次超同步频率电流控制环节输入次超同步第一振荡角度θss1、次超同步第二振荡角度θss2、第一振荡频率d轴电流Igdss1、第一振荡频率q轴电流Igqss1、第二振荡频率d轴电流Igdss2、第二振荡频率q轴电流Igqss2，不仅考虑了检测的次超同步频率fss电流的控制，还考虑了在基波频率fbase另一侧对称分布的2fbase-fss频率的电流控制；第一振荡频率d轴电流Igdss1进入PI调节器控制，得到第一振荡频率d轴控制电压Ugcdss1，第一振荡频率q轴电流Igqss1进入PI调节器控制，得到第一振荡频率q轴控制电压Ugcqss1，第二振荡频率d轴电流Igdss2进入PI调节器控制，得到第二振荡频率d轴控制电压Ugcdss2，第二振荡频率q轴电流Igqss2进入PI调节器控制，得到第二振荡频率q轴控制电压Ugcqss2；第一振荡频率d轴控制电压Ugcdss1和第一振荡频率q轴控制电压Ugcqss1经过基于次超同步第一振荡角度θss1的2r2s坐标变换，得到第一振荡频率α轴控制电压Ugcαss1和第一振荡频率β轴控制电压Ugcβss1，第二振荡频率d轴控制电压Ugcdss2和第二振荡频率q轴控制电压Ugcqss2经过基于次超同步第二振荡角度θss2的2r2s坐标变换，得到第二振荡频率α轴控制电压Ugcαss2和第二振荡频率β轴控制电压Ugcβss2；第一振荡频率α轴控制电压Ugcαss1加上第二振荡频率α轴控制电压Ugcαss2得到次超同步频率α轴控制电压Ugcαss，第一振荡频率β轴控制电压Ugcβss1加上第二振荡频率β轴控制电压Ugcβss2得到次超同步频率β轴控制电压Ugcβss。
基础矢量控制策略环节输出的α轴控制电压Ugcα加上次超同步频率电流控制环节输出的次超同步频率α轴控制电压Ugcαss，得到α轴总控制电压UgcαAll；基础矢量控制策略环节输出的β轴控制电压Ugcβ加上次超同步频率电流控制环节输出的次超同步频率β轴控制电压Ugcβss，得到β轴总控制电压UgcβAll；α轴总控制电压UgcαAll和β轴总控制电压UgcβAll进入PWM调制环节生成PWM信号SPWM。PWM信号SPWM输出到电网侧变流器主回路，用于控制电网侧变流器的电力电子器件开通关断，实现直驱风电机组变流器参与电网次超同步振荡抑制功能。
本发明的优点在于，通过直驱风电机组变流器控制实现电网次超同步振荡抑制功能，无需增加额外设备；在次超同步频率检测环节中，采用同步旋转坐标系锁相环获取次超同步振荡频率和振荡角度，同时辅助反正切计算的频率前馈加快锁相环PI收敛的速度；在次超同步频率电流获取环节中，基于次超同步第一振荡角度θss1和次超同步第二振荡角度θss2的同步旋转坐标变换，获取次超同步频率的电流；在次超同步频率电流控制环节中，对检测到的电网次超同步频率fss的电流和在基波频率fbase另一侧对称分布的2fbase-fss频率的电流进行控制；不仅可以对检测到的次同步振荡频率fss进行抑制，还考虑了对称分布在电网电压基波频率fbase另一侧的2fbase-fss频率的电流抑制，进一步增加对电网次超同步振荡抑制的主动阻尼作用。
附图说明
图1直驱风电机组及其变流器电气原理图；
图2电网侧变流器主回路和控制单元原理图；
图3次超同步振荡抑制方法各环节信号传递框图；
图4次超同步频率检测方法流程图；
图5次超同步频率电流获取方法流程图；
图6次超同步频率电流控制方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。
如图1所示，直驱风电机组包含发电机(PMSG)、直驱风电机组变流器和电网三部分，其中直驱风电机组变流器分为电网侧变流器110和电机侧变流器130两部分。电网侧变流器110的交流侧连接电网100，电机侧变流器130的交流侧连接发电机140的定子，电网侧变流器110和电机侧变流器130通过直流母线120连接在一起，实现发电机140和电网100的柔性连接。
图1所示的电网侧变流器110电气原理如图2所示。电网侧变流器110包含主回路200和控制单元210两部分。主回路200包含滤波电容C1，滤波电感L1，三相逆变桥电力电子器件S1、S2、S3、S4、S5、S6；滤波电感L1与电网201连接，如图2中202；三相逆变桥正母线P和负母线N连接到直流母线电容C2，如图2中204。本发明所述的抑制方法在控制单元210中实现，控制单元210采集三相电网电压Ugabc，如图2中202、220，采集三相电网电流Igabc，如图2中203、221，采集直流母线电压Udc，如图2中222。控制单元210输出PWM调制信号SPWM到主回路，用于控制主回路中三相逆变桥S1、S2、S3、S4、S5、S6六个电力电子器件的开通与关断。
如图3所示，本发明所述的次超同步振荡抑制方法在基础矢量控制策略环节300的基础上，通过添加次超同步频率检测环节310、次超同步频率电流获取环节320、次超同步频率电流控制环节330实现次超同步振荡抑制。在次超同步频率检测环节310中，采用同步旋转坐标系锁相环获取次超同步振荡频率和振荡角度，同时辅助反正切计算的频率前馈加快锁相环PI收敛的速度；在次超同步频率电流获取环节320中，基于次超同步第一振荡角度θss1和次超同步第二振荡角度θss2的同步旋转坐标变换，获取次超同步频率的电流；在次超同步频率电流控制环节330中，对检测到的电网次超同步频率fss的电流和在基波频率fbase另一侧对称分布的2fbase-fss频率的电流进行控制。
本发明抑制方法包含以下步骤：
步骤1：图3中的基础矢量控制策略环节300输入无功功率指令Qref，采集直流母线电压Udc、三相电网电压Ugabc、三相电网电流Igabc；采集的三相电网电压Ugabc进入锁相环，得到电网电压频率fbase和电网电压角度θbase，得到电网d轴电压Ugd和电网q轴电压Ugq；采集的三相电网电流Igabc经过基于电网电压角度θbase的3s2r坐标变换，得到d轴实际电流Igd和q轴实际电流Igq；基础矢量控制策略环节包含电压外环和电流内环两部分，电压外环对采集的直流母线电压Udc进行闭环控制，输出d轴参考电流Igdref；输入的无功功率指令Qref除以电网d轴电压Ugd得到q轴参考电流Igqref。电流内环对dq轴电流进行闭环控制，得到dq轴控制电压Ugcd和Ugcq；dq轴控制电压Ugcd和Ugcq经过基于电网电压角度θbase的2r2s坐标变换得到α轴控制电压Ugcα和β轴控制电压Ugcβ。
步骤2：图3中的次超同步频率检测环节310采集三相电网电压Ugabc，如图4中401，经过以电网电压频率fbase为中心的带阻滤波器BSF后得到次超同步频率电压Ugabcss，如图4中400、402，所述的带阻滤波器BSF在中心频率处衰减能力大于-40dB，如图4中403所示；次超同步频率电压Ugabcss经3s2s坐标变换，得到次超同步频率α轴电压Ugαss和次超同步频率β轴电压Ugβss，如图4中410；对次超同步频率α轴电压Ugαss和次超同步频率β轴电压Ugβss进行反正切运算，得到次超同步频率反正切角度θatss，如图4中411；对次超同步频率反正切角度θatss进行微分运算得到次超同步频率前馈值fssforv，如图4中412，通过反正切计算的频率前馈加快锁相环PI收敛的速度；次超同步频率α轴电压Ugαss和次超同步频率β轴电压Ugβss经基于次超同步频率振荡角度θss的2s2r坐标变换，得到次超同步频率d轴电压Ugdss和次超同步频率q轴电压Ugqss，如图4中420；次超同步频率q轴电压Ugqss进入PI调节器进行闭环控制，得到次超同步频率误差值fssσ，如图4中421；次超同步频率前馈值fssforv加上次超同步频率误差值fssσ得到次超同步频率fss，如图4中422、423；次超同步频率fss经积分运算后得到次超同步频率振荡角度θss，如图4中424；次超同步频率振荡角度θss减去电网电压角度θbase得到次超同步第一振荡角度θss1，如图4中430、431，电网电压角度θbase减去次超同步频率振荡角度θss得到次超同步第二振荡角度θss2，如图4中432、433。
步骤3：图3中的次超同步频率电流获取环节320输入d轴参考电流Igdref、q轴参考电流Igqref、d轴实际电流Igd、q轴实际电流Igq、次超同步第一振荡角度θss1、次超同步第二振荡角度θss2，在基于次超同步第一振荡角度θss1和次超同步第二振荡角度θss2的同步旋转坐标系上完成次超同步频率电流检测；d轴实际电流Igd减去d轴参考电流Igdref得到d轴电流误差Igderr，如图5中500；q轴实际电流Igq减去q轴参考电流Igqref得到q轴电流误差Igqerr，如图5中501；d轴电流误差Igderr和q轴电流误差Igqerr经过基于次超同步第一振荡角度θss1的2s2r坐标变换，如图5中510，得到第一振荡频率d轴电流Igdss1和第一振荡频率q轴电流Igqss1，如图5中511、512；d轴电流误差Igderr和q轴电流误差Igqerr经过基于次超同步第二振荡角度θss2的2s2r坐标变换，如图5中520，得到第二振荡频率d轴电流Igdss2和第二振荡频率q轴电流Igqss2，如图5中521、522；
步骤4：图3中的次超同步频率电流控制环节330输入次超同步第一振荡角度θss1、次超同步第二振荡角度θss2、第一振荡频率d轴电流Igdss1、第一振荡频率q轴电流Igqss1、第二振荡频率d轴电流Igdss2、第二振荡频率q轴电流Igqss2，不仅考虑检测的次超同步频率fss电流的控制，还考虑了在基波频率fbase另一侧对称分布的2fbase-fss频率的电流控制；第一振荡频率d轴电流Igdss1进入PI调节器控制，得到第一振荡频率d轴控制电压Ugcdss1，如图6中600；第一振荡频率q轴电流Igqss1进入PI调节器控制，得到第一振荡频率q轴控制电压Ugcqss1，如图6中601，第二振荡频率d轴电流Igdss2进入PI调节器控制，得到第二振荡频率d轴控制电压Ugcdss2，如图6中610，第二振荡频率q轴电流Igqss2进入PI调节器控制，得到第二振荡频率q轴控制电压Ugcqss2，如图6中611；第一振荡频率d轴控制电压Ugcdss1和第一振荡频率q轴控制电压Ugcqss1经过基于次超同步第一振荡角度θss1的2r2s坐标变换，得到第一振荡频率α轴控制电压Ugcαss1和第一振荡频率β轴控制电压Ugcβss1，如图6中602；第二振荡频率d轴控制电压Ugcdss2和第二振荡频率q轴控制电压Ugcqss2经过基于次超同步第二振荡角度θss2的2r2s坐标变换，得到第二振荡频率α轴控制电压Ugcαss2和第二振荡频率β轴控制电压Ugcβss2如图6中612；第一振荡频率α轴控制电压Ugcαss1加上第二振荡频率α轴控制电压Ugcαss2得到次超同步频率α轴控制电压Ugcαss，如图6中620、621；第一振荡频率β轴控制电压Ugcβss1加上第二振荡频率β轴控制电压Ugcβss2得到次超同步频率β轴控制电压Ugcβss，如图6中622、623；
步骤5：图3中基础矢量控制策略环节300输出的α轴控制电压Ugcα加上次超同步频率电流控制环节输出的次超同步频率α轴控制电压Ugcαss，得到α轴总控制电压UgcαAll，如图3中340；基础矢量控制策略环节输出的β轴控制电压Ugcβ加上次超同步频率电流控制环节输出的次超同步频率β轴控制电压Ugcβss，得到β轴总控制电压UgcβAll，如图3中341；α轴总控制电压UgcαAll和β轴总控制电压UgcβAll进入PWM调制环节生成PWM信号SPWM，如图3中342；PWM信号SPWM输出到电网侧变流器主回路，如图3中343，用于控制电网侧变流器的电力电子器件开通关断，实现直驱风电机组变流器参与电网次超同步振荡抑制功能。

Claims (4)

1.一种直驱风电机组变流器参与电网次超同步振荡抑制的方法，其特征在于：所述的抑制方法在基础矢量控制策略的基础上，通过增加次超同步频率检测环节、次超同步频率电流获取环节和次超同步频率电流控制环节实现；在次超同步频率检测环节中，采用同步旋转坐标系锁相环获取次超同步振荡频率和振荡角度，同时辅助反正切计算的频率前馈加快锁相环PI收敛的速度；在次超同步频率电流获取环节中，基于次超同步第一振荡角度θss1和次超同步第二振荡角度θss2的同步旋转坐标变换，获取次超同步频率的电流；在次超同步频率电流控制环节中，对检测到的电网次超同步频率fss的电流和在基波频率fbase另一侧对称分布的2fbase-fss频率的电流进行控制；
所述的基础矢量控制策略环节输入无功功率指令Qref，采集直流母线电压Udc、三相电网电压Ugabc、三相电网电流Igabc，输出α轴控制电压Ugcα和β轴控制电压Ugcβ；同时输出电网电压频率fbase、电网电压角度θbase、d轴参考电流Igdref、q轴参考电流Igqref、d轴实际电流Igd、q轴实际电流Igq，供所述的次超同步振荡抑制方法使用；
所述的次超同步频率检测环节采集三相电网电压Ugabc，输入基础矢量控制策略环节输出的电网电压频率fbase和电网电压角度θbase；输出次超同步振荡频率fss、次超同步第一振荡角度θss1和次超同步第二振荡角度θss2；
所述的次超同步频率电流获取环节输入基础矢量控制策略环节输出的d轴参考电流Igdref、q轴参考电流Igqref、d轴实际电流Igd、q轴实际电流Igq，输入次超同步频率检测环节输出的次超同步第一振荡角度θss1、次超同步第二振荡角度θss2；输出第一振荡频率d轴电流Igdss1、第一振荡频率q轴电流Igqss1、第二振荡频率d轴电流Igdss2、第二振荡频率q轴电流Igqss2；
所述的次超同步频率电流控制环节输入次超同步频率检测环节输出的次超同步第一振荡角度θss1、次超同步第二振荡角度θss2，输入次超同步频率电流获取环节输出的第一振荡频率d轴电流Igdss1、第一振荡频率q轴电流Igqss1、第二振荡频率d轴电流Igdss2、第二振荡频率q轴电流Igqss2；输出次超同步频率α轴控制电压Ugcαss、次超同步频率β轴控制电压Ugcβss；
基础矢量控制策略环节输出的α轴控制电压Ugcα加上次超同步频率电流控制环节输出的次超同步频率α轴控制电压Ugcαss，得到α轴总控制电压UgcαAll；基础矢量控制策略环节输出的β轴控制电压Ugcβ加上次超同步频率电流控制环节输出的次超同步频率β轴控制电压Ugcβss，得到β轴总控制电压UgcβAll；所述的α轴总控制电压UgcαAll和β轴总控制电压UgcβAll进入PWM调制环节生成PWM信号SPWM；PWM信号SPWM输出到电网侧变流器主回路，用于控制电网侧变流器的电力电子器件开通关断，实现直驱风电机组变流器参与电网次超同步振荡抑制功能。
2.根据权利要求1所述的直驱风电机组变流器参与电网次超同步振荡抑制的方法，其特征在于：所述的次超同步频率检测环节采集三相电网电压Ugabc，输入电网电压频率fbase和电网电压角度θbase，经过以电网电压频率fbase为中心的带阻滤波器BSF后得到次超同步频率电压Ugabcss，所述的带阻滤波器BSF在中心频率处衰减能力大于-40dB；次超同步频率电压Ugabcss经3s2s坐标变换，得到次超同步频率α轴电压Ugαss和次超同步频率β轴电压Ugβss；对次超同步频率α轴电压Ugαss和次超同步频率β轴电压Ugβss进行反正切运算，得到次超同步频率反正切角度θatss；对次超同步频率反正切角度θatss进行微分运算得到次超同步频率前馈值fssforv，通过反正切计算的频率前馈加快锁相环PI收敛的速度；次超同步频率α轴电压Ugαss和次超同步频率β轴电压Ugβss经过基于次超同步频率振荡角度θss的2s2r坐标变换，得到次超同步频率d轴电压Ugdss和次超同步频率q轴电压Ugqss；次超同步频率q轴电压Ugqss进入PI调节器进行闭环控制，得到次超同步频率误差值fssσ；次超同步频率前馈值fssforv加上次超同步频率误差值fssσ得到次超同步频率fss；次超同步频率fss经积分运算后得到次超同步频率振荡角度θss；次超同步频率振荡角度θss减去电网电压角度θbase得到次超同步第一振荡角度θss1，电网电压角度θbase减去次超同步频率振荡角度θss得到次超同步第二振荡角度θss2。
3.根据权利要求1所述的直驱风电机组变流器参与电网次超同步振荡抑制的方法，其特征在于：所述的次超同步频率电流获取环节输入d轴参考电流Igdref、q轴参考电流Igqref、d轴实际电流Igd、q轴实际电流Igq、次超同步第一振荡角度θss1、次超同步第二振荡角度θss2；d轴实际电流Igd减去d轴参考电流Igdref得到d轴电流误差Igderr，q轴实际电流Igq减去q轴参考电流Igqref得到q轴电流误差Igqerr，d轴电流误差Igderr和q轴电流误差Igqerr经过基于次超同步第一振荡角度θss1的2s2r坐标变换，得到第一振荡频率d轴电流Igdss1和第一振荡频率q轴电流Igqss1；d轴电流误差Igderr和q轴电流误差Igqerr经过基于次超同步第二振荡角度θss2的2s2r坐标变换，得到第二振荡频率d轴电流Igdss2和第二振荡频率q轴电流Igqss2。
4.根据权利要求1所述的直驱风电机组变流器参与电网次超同步振荡抑制的方法，其特征在于：所述的次超同步频率电流控制环节输入次超同步第一振荡角度θss1、次超同步第二振荡角度θss2、第一振荡频率d轴电流Igdss1、第一振荡频率q轴电流Igqss1、第二振荡频率d轴电流Igdss2、第二振荡频率q轴电流Igqss2；第一振荡频率d轴电流Igdss1进入PI调节器控制，得到第一振荡频率d轴控制电压Ugcdss1，第一振荡频率q轴电流Igqss1进入PI调节器控制，得到第一振荡频率q轴控制电压Ugcqss1，第二振荡频率d轴电流Igdss2进入PI调节器控制，得到第二振荡频率d轴控制电压Ugcdss2，第二振荡频率q轴电流Igqss2进入PI调节器控制，得到第二振荡频率q轴控制电压Ugcqss2；第一振荡频率d轴控制电压Ugcdss1和第一振荡频率q轴控制电压Ugcqss1经过基于次超同步第一振荡角度θss1的2r2s坐标变换，得到第一振荡频率α轴控制电压Ugcαss1和第一振荡频率β轴控制电压Ugcβss1，第二振荡频率d轴控制电压Ugcdss2和第二振荡频率q轴控制电压Ugcqss2经过基于次超同步第二振荡角度θss2的2r2s坐标变换，得到第二振荡频率α轴控制电压Ugcαss2和第二振荡频率β轴控制电压Ugcβss2；第一振荡频率α轴控制电压Ugcαss1加上第二振荡频率α轴控制电压Ugcαss2得到次超同步频率α轴控制电压Ugcαss，第一振荡频率β轴控制电压Ugcβss1加上第二振荡频率β轴控制电压Ugcβss2得到次超同步频率β轴控制电压Ugcβss。
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