电力系统稳定器
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电力系统稳定器 （PSS） 介绍
• 电力系统稳定器(PSS)作为励磁调节器的一种附 加功能，能够有效地增强系统阻尼，抑制系统低 频振荡的发生，提高电力系统的稳定性，目前在 大多发电机的励磁系统上已得到广泛的应用，成 为现代励磁调节器不可缺少的功能之一。
单机无穷大母线系统图 ：
Ut
Uc
Xe
ΔMe1
无PSS5％阶跃
投PSS 1a 5％阶跃
U cU tq0 X
' d
sin 0
Ut0(X d Xe)
K6
U tq0 Ut0
Xe X'd Xe
△ω
k5 △δ
k6△E q
△U t
θg θ1+θ2
△U t
△δ
(a)AVR产生负阻尼
△ω
△Tpss
U pss
θg
θd
△δ
PSS产生正阻尼
UFG
A
点+
UF - -
KP
KI/S
KDS
1 1+TS
16
1.6
17
1.7
18
1.8
19
1.9
20
2.0
无补偿Ф(°)
-21.1 -32.6 -42.5 -49.7 -55.0 -59.1 -64.3 67.0 -69.6 -71.1 -70.9 -66.5 -67.3 -81.8 -92.6 -96.3 -100 -103 -106 -106
有补偿Ф(°)
K2
iq0
Xq X'd
Xe Xe
Baidu Nhomakorabea
K3
X'd Xd
Xe Xe
K4
Uc (xd X 'd
xd' ) sin 0 Xe
式中：Xd、Xq、X‘d分别为发电机纵轴电 抗、横轴电抗、纵轴暂态电抗；
Xe 为线路电抗； Ut0 、UC 分别为发电机端电压和无 限大母线电压
K5
U Uc td 0 X q cos 0 Ut0(X q Xe)
-60.6 -77.8 -88.6 -84.9 -79.9 -83 -82.7 -76 -76.8 -73.5 -65.7 -62.3 -60.8 -69.8 -79.8 -81.7 -81.9 -83 -77.3 -85.3
计算PSS补偿 Ф(°)
-44.6535 -48.4348 -42.9527 -36.0707 -29.3532 -23.1889 -17.633 -12.6384 -8.13336 -4.04778 -0.32103 3.096905 6.24651 9.160416 11.865 14.38177 16.72839 18.91961 20.96788 22.88384
(1+T9S)M
－
注：KP1 ，KS2，KS3，KS1放大倍数
T6，T7惯性时间常数
TW1，TW2，TW3，TW4 隔直时间常数
TS1，TS2一阶超前滞后时间常数
注：通过适当整定参数，可以将上图中虚框内的模型简化为以下模型：
TS3，TS4两阶超前滞后时间常数 TS5，TS6三阶超前滞后时间常数
T8，T9高频滤波器时间常数
自并机系统PSS有无补偿表
计算有补偿 Ф(°)
-65.7535 -81.0348 -85.4527 -85.7707 -84.3532 -82.2889 -81.933 -79.6384 -77.7334 -75.1478 -71.221 -63.4031 -61.0535 -72.6396 -80.735 -81.9182 -83.2716 -84.0804 -85.0321 -83.1162
有补偿Ф(°)
-52.4 -67.3 -74.4 -78.0 -79.0 -82.4 -84.3 -86.0 -87.7 -86.9 -86.7 -85.6 -81.8 -79.4 -73.5 -61.8 -64.9 -75.6 -82.4 -85.1
计算PSS补偿 Ф(°)
-49.5288 -53.609 -48.5281 -41.5368 -34.1925 -27.0168 -20.2097 -13.8424 -7.92854 -2.45527 2.601757 7.270938 11.58114 15.55999 19.23325 22.62456 25.7555 28.64576 31.31329 33.77449
KS1
1+T5S 1+T6S
arccos
余弦移相
B 点
G(S)
发电机
1+T3S 1+T4S
1+T1S 1+T2S
转速
Kp1
信号 1+T6S
C 电功率 点 信号
Ks2 1+T7S
TW1S 1+TW1S
TW3S 1+TW3S
TW2S 1+TW2S
TW4S 1+TW4S
+ +
KS3
[ ] 1+T8S N
+
三机系统PSS有无补偿表
计算有补偿 Ф(°)
-58.7288 -69.909 -77.7281 -76.2368 -82.9925 -89.0168 -88.6097 -92.9424 -91.6285 -89.8553 -89.0982 -85.3291 -84.5189 -81.74 -74.2667 -64.6754 -64.9445 -75.2542 -86.2867 -85.2255
序 号
频率f(Hz)
1
0.1
2
0.2
3
0.3
4
0.4
5
0.5
6
0.6
7
0.7
8
0.8
9
0.9
10
1.0
11
1.1
12
1.2
13
1.3
14
1.4
15
1.5
16
1.6
17
1.7
18
1.8
19
1.9
20
2.0
无补偿Ф(°)
-9.2 -16.3 -29.2 -34.7 -48.8 -62 -68.4 -79.1 -83.7 -87.4 -91.7 -92.6 -96.1 -97.3 -93.5 -87.3 -90.7 -103.9 -117.6 -119
－
Σ
－
ΔMe2
K2
ΔΕ’q
K1
ΔPM
＋
Σ
1 Δω 0
－
MS
S
D
K4
K3 1 SK3T' do
Σ 励磁模型
ΔEfd
Δδ
K5
－ ＋
Σ
ΔUt
PSS
K6
单机无穷大系统小信号模型
如果忽略线路电阻，那么K1～K6可以简化成如下公式：
K1
Eq0U c Xq Xe
cos
0
iqoU c X'd Xe
xq xd' sin 0
M，N高频滤波器指数
－P
KS1
1+T1S
TW1S 1+TW1S
1+TS1S 1+TS2S
1+TS3S 1+TS4S
1+TS5S 1+TS6S
-Upss
序 号
频率f(Hz)
1
0.1
2
0.2
3
0.3
4
0.4
5
0.5
6
0.6
7
0.7
8
0.8
9
0.9
10
1.0
11
1.1
12
1.2
13
1.3
14
1.4
15
1.5
• 电力系统稳定器(PSS)作为励磁调节器的一种附 加功能，能够有效地增强系统阻尼，抑制系统低 频振荡的发生，提高电力系统的稳定性，目前在 大多发电机的励磁系统上已得到广泛的应用，成 为现代励磁调节器不可缺少的功能之一。
单机无穷大母线系统图 ：
Ut
Uc
Xe
ΔMe1
无PSS5％阶跃
投PSS 1a 5％阶跃
U cU tq0 X
' d
sin 0
Ut0(X d Xe)
K6
U tq0 Ut0
Xe X'd Xe
△ω
k5 △δ
k6△E q
△U t
θg θ1+θ2
△U t
△δ
(a)AVR产生负阻尼
△ω
△Tpss
U pss
θg
θd
△δ
PSS产生正阻尼
UFG
A
点+
UF - -
KP
KI/S
KDS
1 1+TS
16
1.6
17
1.7
18
1.8
19
1.9
20
2.0
无补偿Ф(°)
-21.1 -32.6 -42.5 -49.7 -55.0 -59.1 -64.3 67.0 -69.6 -71.1 -70.9 -66.5 -67.3 -81.8 -92.6 -96.3 -100 -103 -106 -106
有补偿Ф(°)
K2
iq0
Xq X'd
Xe Xe
Baidu Nhomakorabea
K3
X'd Xd
Xe Xe
K4
Uc (xd X 'd
xd' ) sin 0 Xe
式中：Xd、Xq、X‘d分别为发电机纵轴电 抗、横轴电抗、纵轴暂态电抗；
Xe 为线路电抗； Ut0 、UC 分别为发电机端电压和无 限大母线电压
K5
U Uc td 0 X q cos 0 Ut0(X q Xe)
-60.6 -77.8 -88.6 -84.9 -79.9 -83 -82.7 -76 -76.8 -73.5 -65.7 -62.3 -60.8 -69.8 -79.8 -81.7 -81.9 -83 -77.3 -85.3
计算PSS补偿 Ф(°)
-44.6535 -48.4348 -42.9527 -36.0707 -29.3532 -23.1889 -17.633 -12.6384 -8.13336 -4.04778 -0.32103 3.096905 6.24651 9.160416 11.865 14.38177 16.72839 18.91961 20.96788 22.88384
(1+T9S)M
－
注：KP1 ，KS2，KS3，KS1放大倍数
T6，T7惯性时间常数
TW1，TW2，TW3，TW4 隔直时间常数
TS1，TS2一阶超前滞后时间常数
注：通过适当整定参数，可以将上图中虚框内的模型简化为以下模型：
TS3，TS4两阶超前滞后时间常数 TS5，TS6三阶超前滞后时间常数
T8，T9高频滤波器时间常数
自并机系统PSS有无补偿表
计算有补偿 Ф(°)
-65.7535 -81.0348 -85.4527 -85.7707 -84.3532 -82.2889 -81.933 -79.6384 -77.7334 -75.1478 -71.221 -63.4031 -61.0535 -72.6396 -80.735 -81.9182 -83.2716 -84.0804 -85.0321 -83.1162
有补偿Ф(°)
-52.4 -67.3 -74.4 -78.0 -79.0 -82.4 -84.3 -86.0 -87.7 -86.9 -86.7 -85.6 -81.8 -79.4 -73.5 -61.8 -64.9 -75.6 -82.4 -85.1
计算PSS补偿 Ф(°)
-49.5288 -53.609 -48.5281 -41.5368 -34.1925 -27.0168 -20.2097 -13.8424 -7.92854 -2.45527 2.601757 7.270938 11.58114 15.55999 19.23325 22.62456 25.7555 28.64576 31.31329 33.77449
KS1
1+T5S 1+T6S
arccos
余弦移相
B 点
G(S)
发电机
1+T3S 1+T4S
1+T1S 1+T2S
转速
Kp1
信号 1+T6S
C 电功率 点 信号
Ks2 1+T7S
TW1S 1+TW1S
TW3S 1+TW3S
TW2S 1+TW2S
TW4S 1+TW4S
+ +
KS3
[ ] 1+T8S N
+
三机系统PSS有无补偿表
计算有补偿 Ф(°)
-58.7288 -69.909 -77.7281 -76.2368 -82.9925 -89.0168 -88.6097 -92.9424 -91.6285 -89.8553 -89.0982 -85.3291 -84.5189 -81.74 -74.2667 -64.6754 -64.9445 -75.2542 -86.2867 -85.2255
序 号
频率f(Hz)
1
0.1
2
0.2
3
0.3
4
0.4
5
0.5
6
0.6
7
0.7
8
0.8
9
0.9
10
1.0
11
1.1
12
1.2
13
1.3
14
1.4
15
1.5
16
1.6
17
1.7
18
1.8
19
1.9
20
2.0
无补偿Ф(°)
-9.2 -16.3 -29.2 -34.7 -48.8 -62 -68.4 -79.1 -83.7 -87.4 -91.7 -92.6 -96.1 -97.3 -93.5 -87.3 -90.7 -103.9 -117.6 -119
－
Σ
－
ΔMe2
K2
ΔΕ’q
K1
ΔPM
＋
Σ
1 Δω 0
－
MS
S
D
K4
K3 1 SK3T' do
Σ 励磁模型
ΔEfd
Δδ
K5
－ ＋
Σ
ΔUt
PSS
K6
单机无穷大系统小信号模型
如果忽略线路电阻，那么K1～K6可以简化成如下公式：
K1
Eq0U c Xq Xe
cos
0
iqoU c X'd Xe
xq xd' sin 0
M，N高频滤波器指数
－P
KS1
1+T1S
TW1S 1+TW1S
1+TS1S 1+TS2S
1+TS3S 1+TS4S
1+TS5S 1+TS6S
-Upss
序 号
频率f(Hz)
1
0.1
2
0.2
3
0.3
4
0.4
5
0.5
6
0.6
7
0.7
8
0.8
9
0.9
10
1.0
11
1.1
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1.2
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1.3
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