计算电力系统稳定用的励磁系统数学模型(1)
电力系统暂态稳定计算
三阶模型
重点：准确理解同步发电机的暂态响应过程与励 回顾：发电机的电压和频率控制 磁调节系统、原动机/调速系统之间的联系和关系
关于励磁系统和发电机电磁功率
Pe EqV0 Xd sin
若Eq、V0维持不变，则：
，Pe ，VG
若想维持VG、 不变，则： Pe ，Eq
dq-xy坐标的变换
• xy→dq
Vq cos Vd sin sin co cos V y sin sin cos Vq Vd
本质上就是假定发电机的某个电动势为恒定
• 空载电动势������������ 恒定——忽略自动调节励磁的作用
′ 恒定——考虑自动调节励磁的作用一般 • 暂态电动势������������
• 发电机端电压������������ 恒定——考虑自动调节励磁的作用很强
电力系统暂稳分析全系统数学模型构成
此时的功角δ表示的是发电机内电势与同步 电压参考相量（就是潮流计算中指定的Vθ 参考节点）之间的夹角，而且是绝对相角。
电力系统暂态稳定计算的基本原理
• 微分代数方程（Differential Algebraic Equations）
通过调节励磁来实现
回顾：稳定性与可靠性、安全性
• 稳定性：Stability • 安全性：Security
• 可靠性：Reliability
可靠性 安全性
稳定性
回顾：电力系统稳定的定义与分类
回顾：暂态稳定的定义
• 暂态稳定（Transient Stability）
大扰动功角稳定性（Large-disturbance rotor angle stability） 是指电力系统在遭受比较严重的大扰动后，各同步电 机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳态运行 方式的能力，通常指保持第一或第二个振荡周期不失 步。 大扰动一般指短路故障、负荷的瞬间大容量突变、大 容量发电机组的切除、输电或变电设备的切除等。
电力系统稳定器(PSS)简单介绍
电力系统稳定器（PSS）
1、电力系统稳定器简称PSS，其作用：
a．提高电力系统静态稳定能力；
b．提高电力系统动态稳定能力；
c．阻尼电力系统低频振荡。
2、电力系统稳定器（PSS）的原理：
在励磁系统中采用ΔP、Δω、Δf等一个或两个信号作为附加反馈控制，增加正阻尼，它不降低励磁系统电压环的增益，不影响励磁控制系统的暂态性能。
3、电力系统稳定器（PSS）是EXC9000励磁调节器的一个标准软件功能。
我们开发的PSS，采用加速功率作反馈信号（即双变量ΔP、Δω），有效克服了采用单电功率反馈信号时的无功“反调”问题。
PSS的数学模型如下图所示，属于PSS2A 模型。
图 1 PSS传递函数模型
说明：
PSS输出控制信号PSS_uk，通过附加控制端引入AVR相加点，与反馈电压Ug的相加方式一致。
通过调节器人机界面，可选择投入或退出PSS。
当选择投入PSS时，只有在发电机有功大于PSS投入功率后，PSS输出才有效。
当选择退出PSS时，则PSS输出无效，恒等于0。
电力系统暂态稳定性分析的数学模型及其求解方法
电力系统暂态稳定性分析的数学模型及其求解方法电力系统暂态稳定性是电力系统运行中一个重要的问题，它涉及到了电力系统的可靠性和安全性。
在电力系统中，由于各种原因（如电力故障、突发负荷变化等），系统会发生暂态扰动，这会对系统的稳定性产生影响。
因此，对电力系统的暂态稳定性进行分析和求解具有重要的实际意义。
一、电力系统暂态稳定性的数学模型电力系统暂态稳定性的数学模型是对电力系统进行描述和分析的基础。
其核心是用一组偏微分方程描述电力系统的动态行为。
通常，电力系统暂态稳定性的数学模型可以分为两个方面，即电力系统的动态方程和控制方程。
1. 电力系统的动态方程电力系统的动态方程描述了电力系统各个元件（包括发电机、负荷等）的动态行为。
其中，最重要的是发电机的动态方程，其模型可以采用不同的形式，如压敏调压器模型、电压控制器模型等。
此外，还需要考虑负荷、传输线和变压器的动态方程等。
2. 电力系统的控制方程电力系统的控制方程是为了描述系统中各种控制装置的动态行为。
常见的控制方程包括励磁控制方程、电压和功率控制方程等。
这些方程描述了控制装置对电力系统的调控作用，能够稳定系统的运行。
二、电力系统暂态稳定性的求解方法为了求解电力系统的暂态稳定性问题，需要采用一些数值计算方法。
以下介绍几种常用的求解方法。
1. 时域法时域法是一种基于系统动态方程的求解方法。
它通过数值积分的方式，迭代求解系统的动态响应。
这种方法适用于电力系统的小扰动和中等扰动情况，可以得到系统的暂态过程。
2. 频域法频域法是一种基于系统频域响应的求解方法。
它可以通过系统的频率响应特性来分析系统的暂态稳定性。
常见的频域法有等效系统法、阻抗法等。
这些方法适用于长时间尺度上的电力系统分析。
3. 优化算法优化算法是一种基于优化理论的求解方法。
它通过优化问题的数学模型，寻找系统的最优运行条件，以提高电力系统的暂态稳定性。
常见的优化算法有遗传算法、粒子群算法等。
4. 强化学习算法强化学习算法是一种基于智能系统的求解方法。
电力系统各元件的数学模型
推导过程：从1-1’，2-2’之间等值，将导纳支路拿出去
ZT 1:k
I1 1 I2 k
U2
k
U1
I1
ZT
1 I1
U1
ZT
1:k I2
2 U2
I1
U1 ZT
U2
1’
ZT k
U1 (y10
y) 12
2’
U2
y 12
I2
U1 ZT k
U2 ZT k2
U1 y12
U2 (y20
y) 12
§2.5 电力系统的等值电路
一些常用概念
1. 实际变比 k
k=UI/UII UI、UII :分别为与变压器高、低压绕组实际 匝数相对应的电压。 2. 标准变比kN
• 有名制：归算参数时所取的变比 • 标幺制：归算参数时所取各基准电压之比
3. 非标准变比 k* k*= k /kN＝UIIN UI /UII UIN
U
U UB
I S Z
I IB S SB Z ZB
P jQ SB
R jX ZB
P SB R ZB
j
Q SB
P
jQ
j
X ZB
R
jX
§2.5 电力系统的等值电路
2、基准值的选取 1) 基准值的单位与对应有名值的单位相同 2) 各种量的基准值之间应符合电路的基本关系
SB 3 UB IB UB 3 IB ZB
§2.5 电力系统的等值电路
四、电力系统的等值电路制订
1、决定是用有名值，还是用标幺值
容量不相同时 2、变压器的归算问题
电压等级归算
采用Γ型和T型 采用π型—不归算
3、适当简化处理
第二章电力系统各元件的数学模型
试验时小绕组不过负荷，存在归算问题，归算到SN
2) 对于（100/50/100）
2
Pk (12)
P' k (12)
IN 0.5IN
P 4 ' k (12)
2
Pk ( 23)
P' k (23)
IN 0.5IN
P 4 ' k ( 23 )
3) 对于（100/100/50）
2
Pk (13)
P' k (13)
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
一次整循环换位：
A B
C
换位的目的：为了减 少三相参数的不平衡
§2.3 电力线路的参数和数学模型
Xd
§2.1 发电机的数学模型
受限条件
定子绕组： IN为限—S园弧
转子绕组： Eqn ife 励磁电流为限—F园弧 Xd
原动机出力：额定有功功率—BC直线
其它约束： 静稳、进相导致漏磁引起温升—T弧
进相运行时受定 子端部发热限制 受原动机出力限制
定子绕组不超 过额定电流
励磁绕组不超 过额定电流 留稳定储备
2、由短路电压百分比求XT（制造商已归算，直接用）
U U U U 1 k1(%) 2
k(12) (%) k(13) (%) (%) k(23)
XT1
Uk
1(%
)U2 N
100SN
U U U U 1 k2 (%) 2
k(12) (%) k(23) (%) (%) k(13)
电力系统稳定性计算用励磁系统数学模型的完善
Ｍ ｏ ｉ ｃ ｔ ｎ ｏ ｃｔ ｔ ｎＳ ｓｅ Ｍ ｏ ｌ ｏ ｏ ｒＳ ｓｅ Ｓ ａ ｉ ｔ ｌｕａ ｉ ｎ ｄ ｆ ａ ｉ ｆ ｉ ｏ Ｅｘ ｉ ｉ ｙ ｔ ｍ ｄｅｓｆ ｒＰ ｗｅ ｙ ｔ ｍ ｔ ｂｌ ｙＣａｅ ｌｔ ａ ｏ ｉ ｏ
１ 现 有励磁模 型在使用 中发现 的问题
在实际工作中发现 ，１９ ９４年提出的励磁模型 ， 仍 有需要改进的方面 ，在使用 中发现的主要 问题包括 ： （） １ 原励磁模型 的主控制环节 ， 都采用 串联 ＰＤ Ｉ 控制 ，现场部分设备采用并联 ＰＤ控制 ，在将传递函 Ｉ 数由并联转换为串联方式时，无法考虑支路限幅等小 环节，也存在部分并联 ＰＤ 不能等效转化为 串联 ＰＤ Ｉ Ｉ
大 电 机 技 术
５ ５
０
。∞ ＿
。
ｌ机 其 辅 及 他ｉ
ｓ ∞ 。 ５雪
电力系统稳 定性计算用励磁 系统数 学模型 的完善
李文锋 ，陶向宇 ，刘增煌 ，朱 方，候俊 贤，晁 晖 ， 赵红光 （ 中国 电力科 学研 究院 ，北 京 １０ ９ ） ０ １ ２
［ 摘 要 ］ 在 已有 电力 系统稳定 性计算用励磁 系统 数学模型 （ 以下简称 ： 励磁模型 ） 的基础上 ， 结合励磁系统
ＬＩＷ ｅ Ｆｅ ， ＡＯ ａ ｇｙ ， Ｕ ｎ Ｈｕ ｎ ，ＺＨＵ ｎ ｎ ｎｇ Ｔ Ｘｉ ｎ ｕ ＬＩ Ｚｅ ｇ ａ ｇ Ｆａ ｇ
ＨＯＵ ｕ ｘ ａ ， Ｊ ｎ ｉ ｎ ＣＨＡＯ ｉ ＺＨＡＯ ｎ ｇ ａ ｇ Ｈｕ ， Ｈｏ ｇ ｕ ｎ
（ ｈｎ ｌｃ ｉ ｏ ｒ ｅｅｒｈ ｎｔ ｕ ， ｅ ｉｇ１ ０ ， ｈｎ ） Ｃ ｉａＥｅｔ ｃ ｗｅ ｓａｃ ｓ ｔｔ Ｂ ｉｎ ０ ２ Ｃ ａ ｒ Ｐ Ｒ Ｉ ｉ ｅ ｊ １ ９ ｉ
实测励磁系统模型和参数对电力系统稳定极限计算的重要性
定计算 的重 要性 。
０ 引言
１ 励磁 系统的数学模 型和参数
发 电机励 磁 系 统 的模 型 和 参数 的准 确性 ， 电 对 力 系统稳 定 极 限 的计 算结 果 影 响很 大 ， 而计 算 电力 系统 稳 定 极 限 的准确 性 ， 对 电力 系统 的安 全 性 和 则 经 济 ｌ影 响极 大 。若 由于励磁 系统 的模 型和 参数 的 生 误 差 ，使计 算 所得 的稳 定极 限高 于实 际 稳 定极 限 ， 那 么 按计 算 所得 的稳 定 极 限来 控 制 系统 的输 送 功 率 ， 会 给 系 统带 来 潜 在 的危 险 ， 旦 系 统 发 生 故 将 一 障 ， 会 失去稳 定 ， 将 引发 更大 的事 故 。若 计算 所得 的
稳 定极 限 小 于实 际稳 定 极 限 ， 按 计 算所 得 的稳 定 则 １１ 典 型励 磁 系统的模 型和 参数 ．
某 电 网稳 定 计 算 中 ， Ａ电厂 机组 所 用 的典 型 励 磁模 型见 图 １参 数见 表 １ ， 。
１２ 发 电机 励磁 系统 的实 测模型 和参 数 ＿
▲ 研 与 析 一，ＤＩ，ＥＸ 究 分 ＞ 、Ｆ 、 Ｊ ｃ ｚ１ ｚ ｃ
表 １ Ａ 电 厂 机 组励 磁 系统 典 型 参 数
参数 Ｋ Ｋｆ Ｔ Ｅ ｏ
生 相 永 久故 障时 ， 系统 发 电机 间 的功 角将 失 去 同 步 ，表 明Ａ电厂 机组 用 实测 模 型和 参 数 时 电网东 电
下， 通常只能采用典型的模型和参数进行计算 ， 这样 计算得到 的稳定极 限和 电网的实 际稳定极 限可能会 有很大
励磁系统PSS简介
电力系统稳定器PSS模型简介按照标准技术语言：电力系统稳定器Power System Stabilizer 简称PSS，是励磁调节器通过一种附加控制功能，借助于AVR控制励磁输出，阻尼同步电机的低频功率振荡，用以改善电力系统稳定性能的一个或一组单元。
按照陈小明理解的技术语言：PSS是励磁调节器自动通道（自动电压调节器AVR）的附加环节或者附加装置，以低频0.2∼2.5Hz的有功功率摆动作为输入，经过放大和调整相位后叠加在AVR输出上，产生同发电机阻尼绕组一样效果的正阻尼，抵消单纯电压偏差调节的AVR所产生的负阻尼，防止电力系统出现低频振荡，提高电力系统动态稳定性。
显然，PSS只有一个叠加到AVR的输出量，至于输入量最少一个。
按照PSS输入的不同可以划分出不同的PSS模型。
按照其他方式划分，又有其他模型。
无论什么理论，只要一说到分类，张三李四王麻子各有各的爱好，分类也就越来越多。
幸好PSS源于美国，且数学模型研究不是中国人的特长，因此，PSS模型的划分还是比较简单的，美国电气和电子工程师协会(IEEE)1992年将PSS划分PSS1A型（单输入）和PSS2A型（双输入），2005年版的IEEE为将PSS划分PSS1A（单输入Single-input PSS）、PSS2B（双输入Dual-input PSS）、PSS3B （双输入Dual-input PSS）、PSS4B（多频段Multi-band PSS），这是目前PSS模型最权威的分类，也是学习和交流PSS技术的重要依据。
PSS1A，单输入PSS，两级超前滞后环节。
最早的输入量是频率，现在普遍采用功率P，利用隔直环节得到ΔP,再对ΔP进行超前滞后处理，以达到抑制低频振荡之目的。
PSS1A主要适用于火电厂，因为火电机组调负荷很慢，其有功变化频率不在PSS1A的频率范围，不会产生机组无功反调。
PSS1A，简单可靠。
所谓反调，就是发电机无功随有功增减而减增，显然不利于电力系统稳定，需要避免。
1-励磁系统中的各种定值及试验
励磁系统中的各种定值介绍一、励磁系统中各种定值的分类励磁系统中的各种整定值主要是在励磁调节器（AVR）中。
本次重点介绍励磁调节器中的定值。
1、发电机的励磁形式一般有直流励磁机系统、三机常规励磁系统、无刷旋转励磁系统、自并励励磁系统等。
（1）自励直流励磁机励磁系统：（2）三机常规励磁系统：（3）无刷旋转励磁系统（4）自并励励磁系统2、华北电网各个电厂所用的励磁调节器有吉思GEC系列、南瑞电控SAVR2000系列、NES5100系列、SJ800系列、武汉洪山的HJT系列、ABB公司的UN5000系列、GE公司的EX2100系列、英国R-R的TMR-AVR、日本三菱等。
各个厂家的励磁调节器中的定值数量各不相同。
少的几十个（如吉思、南瑞），多的上千个（如ABB、GE）。
3、针对各种励磁调节器中的定值按照使用功能可以分为（1）控制定值（控制参数）控制定值包括自动方式控制参数、手动方式控制参数、PSS控制参数、低励限制控制参数、过励限制控制参数、过激磁限制控制参数等（2）限制动作定值包括过励限制动作定值、过激磁限制动作定值、低励限制动作定值等（3）其他定值包括励磁调节器模拟量测量的零飘修正、幅值修正、励磁方式定义、起励时间设定、调压速度设定、调差率等。
励磁调节器内部的控制参数励磁调节器作为发电机的一种自动控制装置。
在正常运行或限制动作时，用来控制发电机的运行工况不超过正常运行范围的参数。
这些参数在运行中，是时刻发挥作用的。
控制参数整定的合理，直接影响整个励磁系统的动态特性的好坏及各种限制功能的正常发挥作用。
一、自动方式下的控制参数(电压闭环)1、自动方式是以机端电压作为控制对象的控制方式，是励磁调节器正常的工作方式。
也是调度严格要求必须投入的运行方式。
华北电网调度部门下发的《华北电网发电机励磁系统调度管理规定》中规定：（1）各发电厂机组自动励磁调节装置正常应保持投入状态，其投入、退出和参数更改条件应在运行规程中作出规定，并应得到调度部门和技术监督部门的批准。
水电厂励磁系统数学建模中存在的问题及解决方法
中 图分 类 号 ：Ｍ ６ 文 献 标 志 码 ： 文 章 编 号 ：０ ３— ９ ４ ２ １ ） ３ ０ ９ ０ Ｔ ７１ Ａ １０ ６５ （００ ０ — ０ ２— ３
励磁 系统 模 型 作 为 电 力 系统 “ 四大模 型 ” 一 ， 之
１ ， ２型 作为 电力 系统 稳定 计 算用 励 磁 系统模 型
方 法 ， 决 了仿 真 结 果 和 实 测 结 果 不 一致 的 问题 。 解
关键词 ： 磁 ； 型 ； 励 模 问题 ； 法 方
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅａ ｃ ｒ ｔ ｄ ｌ ｎ ａ ａ ｔｒ ｒ ｅ ｅ ｓ ｒ ｏ ｄ ｔ ｎ ｔ ｅ ｈ ｎ ｅ ｔｅ ａ ａｙ ｉ ｃ ｕ ａ ｙｏ ｏ ｅ ｙ ｔｍ ｅ Ｕ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ｃ ｕ ａｅ ｍｏ ｅ ｄ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓａ ｅ ａｎ ｃ ｓ ａｙ ｃ ｎ ｉ ｏ ｏ ｎ ａ ｃ ｎ ｌ ｓｓａ ｃ ｒｃ ｆ ｗ ｒ ｓ ａ ｉ ｈ ｐ ｓ ｅ ８Ｃ － ｄｒ ｎ ｔ ｂｌ ｙ ｙ ａ ｄ ｓ ｉ ｔ ．Ｈｏ ｖ ｒ ｉ ｏ ｍａｌ ｏ ｒｐ ａ ｔ ｒ ｎ ｉ ｇ ｉ ｏ ｒ ｒ ａ ｉ ｗｅ ｅ ， ｎ ｓ ｍｅ ｓ ｌ ｐ ｗｅ ｌ ｎｓ ｕ ｎ ｎ ｐ ｗｅ ｉ ｎ ｇ ｄ，ｔ ｅｅ ｃｔ ｔ ｎ ｓ ｓ ｍ ｄ ｌ ｄ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓａ ｅ ｈ ｘ ｉ ｉ ｙ ｔ ｍｏ ｅ ａ ａ ｔｒ ｒ ａｏ ｅ ｎ ａ
毕 坚 夏 。 潮
（ ．四川省 电力工业 调整 实验所 ， １ 四川 成 都
摘
６０ １ ２ １０ ６；．中国 电力 科学研 究 院 ， 京 北
１０ ９ ） ０ １２
要： 准确 的模型和参数的精确 ， 是进一 步提 高电网安全稳 定分析准确度 的必要 条件。在对 电网 中运行 的部 分水
稳定计算用励磁系统数学模型仿真建模研究
中 国版 Ｂ Ａ暂 态 稳 定 程 序 是 目前 国 内 最 普 遍 Ｐ
统参 数现 场测 试及 建模 工作 ， 并颁 布 了有关 导 Ｉ１ ］和 ［ ２
的系统稳定计算程序 ，该程序包含 ９ 种传统励磁模
收稿 日期 ：２ １— ７ １ ；修 回 日期 ：２ １— ８ ３ ００ ０—４ ００ ０—０
Ａｂｓｒ ｔ： Ｔｈｅ ｓｍ ｕ ａｉｎ ｍ ｏ ｅｉ ｇ ｍｅｈｏ ｆｅ ｃ ｔｔｏ ｙ ｔ ｍ ｏ ｔｂ ｌ ｙ ｃ ｌｕｌｔｏ ｎ ｈｅ ｃ ｃ ｔ ｄ ｏ ａ ａ ｔｒ ｒ ｔ ａｃ ｉ ｌｔｏ ｄ ｌｎ ｔ ｄ ｏ ｘ ｉａｉ ｎ ｓ ｓｅ ｆｒｓａ ｉｉ ａ ｃ ａ ｉｎ ａ ｄ ｔ ｈｅ ｋ ｍｅｈｏ ｆｐ ｒ ｍｅ ｅｓ ａ ｅ ｔ
ａ ｄ ｍｏ ｅｓａ ｄｐ ｒｍｅｅｓｏ ｘ ｉ ｔ ｎ ｓｓｅ ａｅ ｄ ｃｄ ｄ ｗ ｉｈ ａｅｔｅｂ ｓｓｏ ｃ ｂｌｙ ａ ａｙ ｉ，ｄ ｉ ｒｄ ｃｉｎ ａ ｄ ｄｓ ａｃ ｆ ｎ ｄ ｌ ｎ ａａ ｔｒ ｆｅ ｃｔ ｉ ｙ ｔｍ ｅ ｉｅ ｈｃ ｈ ａ ｉ ｆａ ｔ ｉｔ ｎ ｌｓｓ ａｌ ｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ｉ ｔｈ ｏ ａｏ ｒ ｒ ａ ｉ ｙ ｏ ｐ
根据 制造 厂 提供 的励 磁 系统数 学模 型 ，以及通
析 软件 （Ｓ Ｓ 、 Ｐ Ｐ Ａ Ｐ Ｂ Ａ和 Ｐ ＳＥ） 给 出 了不 同的励 磁 Ｓ／ 都 系 统数学 模 型 ，但是 实 际运行 中 由于缺 少可 信 的模 型 和 参数 ， 得 不 沿 用 Ｅ ’ 定 条件 【 严 重 影 响 了 不 ｑ恒 ｌ １ ， 稳定 计算 的准确 度和 可 信度 。 广西 电网 的规模 越来 越 大 ，动态 稳定 的问题 日
电力系统各元件的特性和数学模型
E q
Ixd cos
P ，Q
Eq sin
Q
Ixd
Ixd cos
U
I
Ixd
sin
Eq
cos
U
I I
cos sin
Eq sin
xd
Eq cos
xd
U
P
UI
cos
由此，
Q UI sin
EqU sin
xd
EqU cos
xd
U 2
EqU cos
xd
U2
xd
(2-2)
(2-3)
按每相的绕组数目
双绕组：每相有两个绕组，联络两个电压等级
三绕组：每相有三个绕组，联络三个电压等级，三个绕 组的容量可能不同，以最大的一个绕组的容量为变压器 的额定容量。
类别 普通变 自耦变
高 100% 100% 100% 100%
中 100% 50% 100% 100%
低 100% 100% 50% 50%
1.3 凸极机的稳态相量图和数学模型
11
第一节 发电机组的运行特性和数学模型
12
第一节 发电机组的运行特性和数学模型
13
第一节 发电机组的运行特性和数学模型
稳态分析中的发电机模型
发电机简化为一个节点 节点的运行参数有：
U U G
节点电压：U U u 节点功率：S~ P jQ
S~ P jQ
19
第二节 变压器的参数和数学模型
2.1 变压器的分类：有多种分类方法
按用途：升压变、降压变 按电压类型：交流变、换流变 按三相的磁路系统：
单相变压器、三相变压器 按每相绕组的个数：双绕组，三绕组 按绕组的联结方式：
PSS(电力系统稳定器)模型
按照标准技术语言：电力系统稳定器Power System Stabilizer简称PSS，是励磁调节器通过一种附加控制功能，借助于AVR控制励磁输出，阻尼同步电机的低频功率振荡，用以改善电力系统稳定性能的一个或一组单元。
按照陈小明理解的技术语言：PSS是励磁调节器自动通道（自动电压调节器AVR）的附加环节或者附加装置，以低频0.2∼2.5Hz的有功功率摆动作为输入，经过放大和调整相位后叠加在AVR输出上，产生同发电机阻尼绕组一样效果的正阻尼，抵消单纯电压偏差调节的AVR所产生的负阻尼，防止电力系统出现低频振荡，提高电力系统动态稳定性。
显然，PSS只有一个叠加到AVR的输出量，至于输入量最少一个。
按照PSS输入的不同可以划分出不同的PSS模型。
按照其他方式划分，又有其他模型。
无论什么理论，只要一说到分类，张三李四王麻子各有各的爱好，分类也就越来越多。
幸好PSS源于美国，且数学模型研究不是中国人的特长，因此，PSS模型的划分还是比较简单的，美国电气和电子工程师协会(IEEE)1992年将PSS划分PSS1A型（单输入）和PSS2A型（双输入），2005年版的IEEE为将PSS划分PSS1A（单输入Single-input PSS）、PSS2B （双输入Dual-input PSS）、PSS3B（双输入Dual-input PSS）、PSS4B （多频段Multi-band PSS），这是目前PSS模型最权威的分类，也是学习和交流PSS技术的重要依据。
PSS1A，单输入PSS，两级超前滞后环节。
最早的输入量是频率，现在普遍采用功率P，利用隔直环节得到ΔP,再对ΔP进行超前滞后处理，以达到抑制低频振荡之目的。
PSS1A主要适用于火电厂，因为火电机组调负荷很慢，其有功变化频率不在PSS1A的频率范围，不会产生机组无功反调。
PSS1A，简单可靠。
所谓反调，就是发电机无功随有功增减而减增，显然不利于电力系统稳定，需要避免。
PSS(电力系统稳定器)模型
按照标准技术语言：电力系统稳定器Power Sｙstem Ｓtabilizeｒ简称PSＳ，是励磁调节器通过一种附加控制功能，借助于ＡVＲ控制励磁输出，阻尼同步电机的低频功率振荡,用以改善电力系统稳定性能的一个或一组单元。
按照陈小明理解的技术语言:PＳS是励磁调节器自动通道（自动电压调节器AVＲ）的附加环节或者附加装置,以低频0.2∼2。
５Hz的有功功率摆动作为输入，经过放大和调整相位后叠加在ＡVＲ输出上,产生同发电机阻尼绕组一样效果的正阻尼，抵消单纯电压偏差调节的AVＲ所产生的负阻尼,防止电力系统出现低频振荡，提高电力系统动态稳定性。
显然，ＰSS只有一个叠加到AVR的输出量,至于输入量最少一个.按照PＳS输入的不同可以划分出不同的PSS模型。
按照其他方式划分,又有其他模型。
无论什么理论，只要一说到分类，张三李四王麻子各有各的爱好，分类也就越来越多.幸好PSS源于美国，且数学模型研究不是中国人的特长,因此，PSS模型的划分还是比较简单的,美国电气和电子工程师协会（ＩＥEE)19９2年将PSS划分PSＳ1A型(单输入)和PSS２A型（双输入)，200５年版的IEEE为将PSS划分PSS1A（单输入Sinｇle－iｎpuｔ PSS）、ＰSS2B（双输入Dｕal－ｉnput PSS）、PSＳ3B（双输入Duａl－iｎｐｕｔPSS）、PSS4B(多频段Ｍulti—ｂand PSS)，这是目前PSS模型最权威的分类，也是学习和交流ＰSS技术的重要依据。
PSＳ１A,单输入PSＳ，两级超前滞后环节。
最早的输入量是频率，现在普遍采用功率P，利用隔直环节得到ΔP，再对ΔP进行超前滞后处理，以达到抑制低频振荡之目的.PSS1A主要适用于火电厂，因为火电机组调负荷很慢，其有功变化频率不在PSＳ1A的频率范围，不会产生机组无功反调。
ＰSS1Ａ，简单可靠.所谓反调，就是发电机无功随有功增减而减增，显然不利于电力系统稳定，需要避免.ﻫPＳＳ2B,双输入PSS,一个输入量是ω，一个是P,三级超前滞后环节。
电力系统分析基础2试题答案(全)
自测题（一）—电力系统的基本知识一、 单项选择题（下面每个小题的四个选项中，只有一个是正确的，请你在答题区填入正确答案的序号，每小题2.5分，共50分）1、对电力系统的基本要求是（ 1 ）。
A 、保证对用户的供电可靠性和电能质量，提高电力系统运行的经济性，减少对环境的不良影响；2、停电有可能导致人员伤亡或主要生产设备损坏的用户的用电设备属于（ 1 ）。
A 、一级负荷；3、对于供电可靠性，下述说法中正确的是（ 4 ）。
D 、一级负荷在任何情况下都不允许中断供电、二级负荷应尽可能不停电、三级负荷可以根据系统运行情况随时停电。
4、衡量电能质量的技术指标是（ 2 ）。
电压，频率B 、电压偏移、频率偏移、电压畸变率；5、用于电能远距离输送的线路称为（ 3 ）。
C 、输电线路；6、关于变压器，下述说法中错误的是（ 2 ）B 、变压器不仅可以对电压大小进行变换，也可以对功率大小进行变换；7、衡量电力系统运行经济性的主要指标是（ 1 ）。
A 、燃料消耗率、厂用电率、网损率；8、关于联合电力系统，下述说法中错误的是（ 4 ）。
A 、联合电力系统可以更好地合理利用能源；B 、在满足负荷要求的情况下，联合电力系统的装机容量可以减少；C 、联合电力系统可以提高供电可靠性和电能质量；D 、联合电力系统不利于装设效率较高的大容量机组。
9、我国目前电力系统的最高电压等级是（ 4 ）。
D 、交流1000kv ，直流kv 800 。
10、用于连接220kv 和110kv 两个电压等级的降压变压器，其两侧绕组的额定电压应为（ 4 ）。
A 、220kv 、110kv ；B 、220kv 、115kv ；C 、242Kv 、121Kv ；D 、220kv 、121kv 。
11、对于一级负荷比例比较大的电力用户，应采用的电力系统接线方式为（ 2 ）。
B 、双电源供电方式；12、关于单电源环形供电网络，下述说法中正确的是（ 3 ）。
C 、供电可靠性高、正常运行情况下具有较好的电压质量，但在线路检修时可能出现电压质量较差的情况；13、关于各种电压等级在输配电网络中的应用，下述说法中错误的是（ 4 ）。
发电机励磁系统原理(1)解读
E=4.44fNΦ
4.44:有效值系数 F:励磁条件与影响 N:机端电压影响 Φ :与励磁电流关系
对于发电机来说，励磁就是产生磁通Φ
励磁的基本任务
Governor调速
Frequency（f） Active Power（P）
功角δ
Reactive Power（Q） Terminal Voltage（Ug） G
我国电力系统稳定导则定义
静态稳定是指电力系统受到小干扰后,不发生非周期性失步，自动 恢复到起始运行状态的能力。稳定导则还规定，在有防止事故扩大 的相应措施的情况下，水电厂送出线路或次要输电线路下列情况下 允许只按静态稳定储备送电。 暂态稳定是指电力系统受到大扰动后, 各同步电机保持同步运行并 过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式的能力。暂态稳定的判据是 电网遭受每一次大扰动后，引起电力系统各机组之间功角相对增大， 在经过第一或第二个振荡周期不失步，作同步的衰减振荡，系统中 枢点电压逐渐恢复。 动态稳定是指电力系统受到小的或大的干扰后，在自动调节和控 制装置的作用下，保持长过程的运行稳定性的能力。动态稳定的判 据是在受到小的或大的扰动后，在动态摇摆过程中发电机相对功角 和输电线路功率呈衰减振荡状态，电压和频率能恢复到允许的范围 内。
Uf , I f
<
UE , I E
AVR
自并励励磁系统 IGBT
Generator
Main Exciter
For Example 400 V AC
110 V DC
Voltage Regulator
他励：励磁电源取自励磁机或厂用电等； 自励：励磁电源取自发电机本身，可靠性高，但需采取措 施保证强励能力。
单机无穷大系统线性化小偏差理论数学模型
励磁系统参数测试报告讲解
报告编号：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX电厂1号机组励磁系统参数测试报告XXXX电力技术工程有限公司XXXX年 XX 月编制日期：XXXX年XX月XX日编制人:XXX审核人:批准人:目录1.概述 (1)2.发电机及励磁变参数 (1)2.1.发电机的一般参数 (1)22 主变参数 (2)2.3.励磁变参数 (2)2.4.PT CT及转子分流器变比 (2)3.AVR模型和PSS模型 (2)4.现场试验结果 (3)4.1.发电机空载特性 (3)4.2.发电机空载阶跃响应特性试验 (4)4.3.发电机空载大阶跃试验 (5)4.4.发电机时间常数测试 (6)4.5.调差极性校核试验 (6)5.励磁系统参数计算 (7)5.1.发电机饱和系数和励磁系统机值计算 (7)5.2.整流器换相压降系数 KC的计算 (8)5.3.励磁系统的最大输出电压（VRMAX）和最小输出电压（VRMIN） (8)5.4.励磁调节器内部最大/最小输出电压 (9)5.5.PID 参数 (9)6.稳定计算用励磁系统数学模型及参数 (9)7.发电机空载阶跃响应仿真结果 (11)8.结论 (11)1.概述XXXX年 XX月XX日，XXXX电厂1号发电机组进行励磁系统模型和参数测试工作。
试验包括发电机空载特性试验、发电机空载阶跃响应试验等。
XXXX1号燃气轮发电机组是自并励励磁系统，采用静止励磁方式，ABB励磁UNITROL 500（型控制器。
本次试验的目的是：通过现场试验，确定1号发电机组励磁系统模型和参数。
使用的主要测试仪器：TK2000便携式电量分析仪。
2.发电机及励磁变参数2.1.发电机的一般参数22主变参数23励磁变参数2.4. PT CT及转子分流器变比3.AVR模型和PSS模型XXXX1号发电机组采用静止励磁方式，ABB励磁UNITROL5000型型励磁控制器。
该励磁调节器，是双通道励磁调节器，励磁调节器控制方式采用的是PID+PS驻制。
(12)Std 421.5-1992 IEEE推荐的电力系统稳定研究用励磁系统数学模型
NARIIEEE推荐的电力系统稳定研究用励磁系统数学模型IEEE Std 421.5-1992IEEE电力工程学会能源开发和发电委员会提出IEEE标淮局1992,3,19批准国电自动化研究院电气控制技术研究所译2003年7月目录1.范围 (3)2.参考文献 (3)3.同步电机励磁系统在型励磁系统模型研究中的表示法 (4)4.同步电机端电压变送器和负荷补偿器模型 (5)5.DC型直流励磁机 (6)5.1DC1A型励磁系统模型 (6)5.2DC2A型励磁系统模型 (7)5.3DC3A型励磁系统模型 (8)6.AC型交流励磁机-整流器励磁系统模型 (9)6.1AC1A型励磁系统模型 (9)6.2AC2A型励磁系统模型 (10)6.3AC3A型励磁系统模型 (11)6.4AC4A型励磁系统模型 (11)6.5AC5A型励磁系统模型 (13)6.6AC6A型励磁系统模型 (14)7. ST型励磁系统模型 (15)7.1 ST1A型励磁系统模型 (15)7.2 ST2A 型励磁系统模型 (16)7.3 ST3A型励磁系统模型 (17)8. 电力系统稳定器 (18)8.1 PSS1A型电力系统稳定器 (18)8.2 PSS2A型电力系统稳定器 (19)9. 断续作用励磁系统 (20)9.1 DEC1A型断续作用励磁系统 (20)9.2 DEC2A型断续作用励磁系统 (22)9.3 DEC3A型断续作用励磁系统 (22)10. 文献目录 (23)附录A 符号表 (23)附录B 相对(标么)单位制 (25)附录C 励磁机饱和负荷效应 (26)附录D 整流器调整率 (27)附录E 限制的表示 (28)附录F 用消除快反馈环避免计算问题 (30)附录G 同步电机内感应反向磁场电流流通路径 (35)附录H 励磁限制器 (36)附录I 采样数据…………………………………………………37--- ..46IEEE推荐的电力系统稳定研究用励磁系统数学模型1.范围在电力系统稳定研究中，要精确仿真同步电机形为时，同步电机励磁系统的模型需要足够祥细是十分重要的。