电力系统稳定器PSS模型介绍
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。
PSS 2A模型详解
PSS －2A 模型详解 1、 PSS 装设的背景稳定的分类：发电机的电磁力矩可分为同步力矩和阻尼力矩，同步力矩与f同相位，阻尼力矩与ω∆同相位。
同步力矩不足，将发生滑行失步；阻尼力矩不足，将发生振荡失步。
阻尼力矩包括：振荡频率在发电机阻尼绕组中感应电流产生的异步力矩与机械损耗产生的阻尼力矩之和。
低频振荡产生的原因有两个：负阻尼，共振。
以下几种常见的振荡频率是需要抑制的： 单机-系统间的振荡：0.5-2Hz ； 系统-系统间的振荡：0.2-0.5Hz ； 与锅炉等调节有关的振荡：小于0.1Hz 。
励磁控制系统的振荡：一般大于2Hz 。
防止低频振荡产生的方法：1、增强系统联系(投资大)2、增强系统阻尼3、调整运行方式改变运行方式可以防止发生低频振荡，但经济损失大，比较而言，装设PSS 是最合适的。
2、PSS-2A 模型的推导：标么系统采用基于Lad 的可逆标么系统时，同步发电机的摇摆方程(同步电机的运动方程) 为：2202m e D r H d T T K dt δωω=--∆ (1) K D =标么转矩/标么速度偏差，(阻尼因子) 它表示出扰动期间转子角的摇摆。
将元件模型表示成一阶微分方程组。
01()2r m e D r r d T T K dt Hd dtωωδωω∆=--∆=∆ (2)上式的拉普拉斯形式如下(T m 表示为P m , r ω 表示为ω，M=2H ，K D表示为D ， T e 表示为P es )：()()()0Pm s Pes s s Ms D ωωϖ∆-∆⎛⎫∆= ⎪+⎝⎭ （3）其中： ()s ω∆=速度的变化 o ω=系统基准频率 314rad/sϖ＝速度的标么()s Pm ∆＝机械功率变化的标么值()s Pes ∆＝电功率同步分量变化的标么值M=惯性常数 D ＝阻尼系数在额定转速时，ϖ＝1，在速度小范围变化时，可认为仍保持为1；在感兴趣的频率范围内（0.2－3.0Hz ），Ms ＞＞D ，D 可以忽略不计(注：由于发电机转子表面的涡流效应，当f <0.2Hz 时，D 是很大的，当f=0.5Hz 时，减小为5PU ，当1Hz 时，减小为2PU ，水轮机的一般为0,05PU)，则公式（3）变成：()()()[]Mss Pe s Pm s ωοω∆-∆=∆ （4）将公式（4）进行变换，消去不可测量的P m 。
基于模糊理论的电力系统稳定器PSS的研究
摘要针对常规模糊电力系统稳定器(C-FPSS)的适应性能差，不利于规则调整的缺点，设计能在线调整量化因子的双模糊电力系统稳定器(D-FPSS)。
在常规模糊稳定器基础上增加一个上级模糊控制器,形成二级模糊控制系统。
该控制器通过调整加权因子改变控制规则，再用优化的控制规则进行控制。
为解决传统电力系统稳定器的不足，本文选用模糊控制理论设计新型的电力系统稳定器。
通过分析电力系统低频振荡机理和模糊控制理论基本原理将电力系统低频振荡分析模型和模糊理论控制模型相结合，在设计过程中同时考虑系统遭受的干扰和系统的不确定性，将系统设计目标转化成一种典型的电力系统模型—带地区负荷的单机无穷大电力系统进行了电力系统稳定器的设计研究。
通过考虑系统的干扰和不确定性的频率特性选取合适的加权函数，连同系统的名义模型一起构成所要求的增广被控对象，求出最优的模糊控制的电力系统稳定器。
该方法克服了传统模糊控制的缺点，不再是纯粹依赖控制专家的经验，而是根据控制效果来对控制参数和控制规则进行调整;同时保留了传统模糊控制的优点，消除了常规控制系统存在的鲁棒性与灵敏度之间的矛盾，使得模糊控制系统既具有鲁棒性以适应参数的变化，又具有很高的灵敏度。
关键字：双模糊控制器，电力系统稳定器，ABSTRACTConventional fuzzy power system stabilizer (C-FPSS) adaptation performance is poor, is not conducive to the rules regulating the shortcomings, design can doublefuzzy power system stabilizer online adjust the quantization factor (D-FPSS). In the conventional fuzzy controller is added on the basis of a higher form of fuzzy controller, two level fuzzy control system. The controller can change the control rule weighted factor, control and optimization of control rules.To solve the disadvantages of the traditional power system stabilizer, this paperuse fuzzy control theory to the design of power system stabilizer model. By analyzingthe mechanism of low frequency oscillation in power system and the basic principleof fuzzy control theory to the analysis of power system low frequency oscillation model and the theory of fuzzy control model are combined in the design process, considering the interference and the system suffers from the uncertainty, the designtarget of the system is converted into a typical power system model with the area loadof single machine infinite bus large power system was designed to study the power system stabilizer. Select the suitable weighting function by considering the interference and uncertainties of the system frequency characteristics, together withthe nominal system model together constitute the augmented the required object, calculate the power system stabilizer control optimal fuzzy. The method overcomesthe shortcomings of traditional fuzzy control, is no longer purely rely on expert experience, but according to the control effect of control parameters and control rulesare adjusted; while retaining the advantages of traditional fuzzy control, to eliminatethe contradiction between the robustness and sensitivity of conventional control system, which is robust to changes parameters of the adaptive fuzzy control system,and has a very high sensitivity.Keywords: double fuzzy controller，power system stabilizer ，Matlab simulation目录1绪论 (1)1.1 本课题的研究背景及意义 (1)1.2国内外的研究现状 (2)1.3本论文做的工作 (4)2. PSS的工作原理 (5)2.1 低频振荡电力系统模型 (5)2.2 PSS抑制低频振荡的原理 (7)2.3 小结 (9)3.双模糊控制器的设计 (10)3.1 模糊控制理论简介 (10)3.2 模糊电力系统稳定器的模型 (12)3.3 双模糊电力系统稳定器的基本原理 (13)3.4 双模糊电力系统稳定器的设计方法 (14)3.4.1 输入输出变量的选择 (14)3.4.2模糊化的方法 (14)3.4.3 模糊规则的确定 (15)3.4.4 反模糊化 (16)3.5双模糊电力系统稳定器的算法实现 (17)3.6 小结 (19)4 双模糊控制电力系统稳定器的仿真 (20)4.1 双模糊控制器的规则编写 (20)4.2 Simulink仿真 (25)4.3 仿真结果分析 (29)4.4 小结 (29)5.结论与展望 (30)5.1结论 (30)5.2 展望 (30)参考文献 (31)致谢............................................... 错误！未定义书签。
电力系统稳定器.pptx
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
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
-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
系统稳定器(PSS)原理及其试验方法
系统稳定器(PSS)原理及其试验方法[摘要]本文通过电力系统稳定器（PSS）在珠江电厂的应用详细介绍了PSS 的原理和试验方法。
【关键词】励磁；电力系统稳定器；PSS一、PSS的基本原理电力系统稳定器(PSS)是励磁系统的一种附加功能，它抽取与低频振荡有关的信号并对其加以处理，产生的附加信号叠加到励磁调节器中，使发电机产生阻尼低频振荡的附加转矩，用于提高电力系统的阻尼。
PSS一般是以励磁调节器电压控制环的附加控制的形式出现。
PSS借助于励磁调节器控制励磁的输出，来阻尼同步电机的功率振荡，输入变量可以是转速、频率或功率（或多个变量的综合）。
PSS输出的附加控制信号加到励磁系统上，经过励磁调节器滞后产生附加力矩。
该滞后特性称为励磁系统无补偿特性。
附加力矩方向与发电机Eq’一致，但是无法实际测量Eq’，而用测量发电机电压Vt代替。
试验时要求调整发电机无功在零附近，有功在满负荷附近。
根据测得的励磁系统无补偿特性，按照预先设计的PSS环节相位补偿特性，初选PSS参数。
目标是在低频振荡的频率范围内，PSS产生的附加力矩向量Te对应Δω（转速）轴在超前10°~滞后45°以内，并使本机振荡频率力矩向量对应Δω（转速）轴在0°~滞后30°以内。
PSS输入信号（转速ω，电气功率Pe或机械功率Pm）与Δω的相位关系如下：转速ω和频率f与Δω轴同相，电气功率Pe滞后Δω轴90°，机械功率Pm领先Δω轴90°。
根据不同的输入信号，PSS环节相位补偿特性的相位Фpss加上励磁系统无补偿特性的相位，可以获得所需的PSS附加力矩与Δω轴的关系，如图1所示。
珠江电厂四台机组使用励磁系统都是南瑞电气有限公司生产的SA VR-2000自并励静止励磁系统，其传递函数如图2所示，其值由调节器厂家给出。
其PSS 采用的模型如图3所示，PSS环节的各参数将在本次试验中整定。
PID模型中TR=0.02为发电机电压测量时间常数，参照厂家试验值给出；其余可整定参数见各调节器整定值。
电力系统稳定器PSS简介汇总
电力系统稳定器PSS英文:power system stabilization电力系统稳定器(pps就是为抑制低频振荡而研究的一种附加励磁控制技术。
它在励磁电压调节器中,引入领先于轴速度的附加信号,产生一个正阻尼转矩,去克服原励磁电压调节器中产生的负阻尼转矩作用。
用于提高电力系统阻尼、解决低频振荡问题,是提高电力系统动态稳定性的重要措施之一。
它抽取与此振荡有关的信号,如发电机有功功率、转速或频率,加以处理,产生的附加信号加到励磁调节器中,使发电机产生阻尼低频振荡的附加力矩。
由试验可见:(1励磁控制系统滞后特性基本分为两种:自并励系统(约-40°~90°:励磁机励磁系统(约-40°~-150°。
(2同一频率角度范围,表示同一发电机励磁系统在不同的系统工况和发电机工况下有不同的滞后角度,从几度到十几度,其中也包含了测量误差。
(3温州电厂与台州电厂虽采用同一励磁控制系统,因转子电压反馈和调节器放大倍数不同,励磁系统滞后特性发生明显变化。
(4励磁调节器的PSS迭加点位置不同,励磁控制系统滞后特性也不同。
2.有补偿频率特性的测量有补偿频率特性,由无补偿频率特性与PSS单元相频特性相加得到,用来反映经PSS相位补偿后的附加力矩相位。
DL/T650-1998《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》提山,有补偿频率特性在该电力系统低频振荡区内要满足-80°~-135°的要求,此角度以机械功率方向为零度。
根据试验的方便情况,可采用两种方法:(1断开PSS信号输入端,在PSS 输入端加噪声信号,测量机端电压相对PSS输入信号的相角:(2PSS环节的相角加上励磁控制系统滞后相角。
由试验可见:(1通过调整PSS参数,可以使有补偿频率特性在较宽的频率范围内满足要求。
(2ALSTHOM机组PSS低频段相位补偿特性未能满足要求。
(3北仑电厂1号机PSS在小于0.4Hz范围增大隔直环节时间常数,使之低频段有良好的相位补偿特性,而且提升放大倍数(0.2Hz处提高1.76倍。
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。
电力系统稳定器PSS简介及现场试验
PSS的作用
• 电力系统稳定器（PSS）是附加于励磁调 节器的控制手段。随着自并激静止励磁 系统的广泛应用，PSS附加控制更成为励 磁系统不可缺少的功能之一。
• 好的PSS附加控制能够增加弱阻尼或负阻 尼励磁系统的正阻尼，能够有效的抑制 电力系统低频震荡，从而提高发电机组 （线路）的最大输出（传输）能力。
临界增益测试
• 将一个较小的增益放大倍数输入B套调节 器PSS参数窗。
• 手动按钮投入“PSS投入”，观察B套有 无异常。（注意：若有任何异常情况， 立即退出PSS，或者切换至A套。）
临界增益测试
若无任何异常，逐渐增加PSS的增益Kpss （注意：每次更改Kpss之前将PSS退出， 更改后再投入PSS，如此反复），直到发 电机励磁电压出现轻微持续的振荡为止， 此时的增益Kpss即为PSS的临界增益。
校核相位补偿特性
有补偿频率特性由无补偿频率特性与 PSS单元相频特性相加得到，其应有较宽的 频带，在该电力系统低频振荡区内使PSS输 出的力矩向量对应Δω轴在超前10o～滞后45o 以内，并使本机振荡频率力矩对应Δω 轴在 0o～滞后30o之间。
校核相位补偿特性
根据PSS模型中传递函数(图1)和上述PSS 参数，通过计算校核被试机组励磁系统 有补偿的相频特性。校核结果必须基本 满足要求。
制有功低频振荡的效果，效果是否 明显。
阻尼比
• 阻尼比表示控制系统调节品质的一个量， 可通过阶跃扰动试验测出。
• 可以用下面公式计算：
• ζ≈
1 Ln P1 2 P2
计算阻尼比的扰动响应曲线
PSS评测
PSS投入 有功波
情况
动峰值
不投PSS
震荡 次数
投入PSS
PSS电力系统稳定器
PSS电力系统稳定器，是作为发电机励磁系统的附加控制，在大型发电机组加装PSS（电力系统稳定器）适当整定PSS有关参数可以起到提供附加阻尼力矩，可以抑制电力系统低频振荡；提高电力系统静态稳定限额
在荡秋千中，我们停止外力，秋千就会在摩擦系数的作用下慢慢停下；当我们外加使秋千停下来的外力，它就会马上停下；当我们外加使这个秋千荡起来的外力，它就越荡越高。
电力系统的动稳就像荡秋千一样，励磁负阻尼，就产生一个使秋千荡起来的外力，励磁正阻尼产生一个使秋千停下来的外力。
比较这两个外力，主要的问题就是作用在秋千上的时间不同，由于发电机转子的电感，励磁对秋千所产生的外力总是滞后，正是这种滞后效应造成励磁负阻尼。
如果我们用PSS的超前环节来校正这个滞后作用，励磁的负阻尼就变为正阻尼，这就是PSS的原理。
如果我们用PSS的超前环节来校正这个滞后作用，励磁的负阻尼就变为正阻尼，这就是PSS的原理。
很好很强大~·
发电机自动电压调节器中的一种附加励磁控制装置。
它的主要作用是给电压调节器提供一个附加控制信号，产生正的附加阻尼转矩，来补偿以端电压为输入的电压调节器可能产生的负阻尼转矩，从而提高发电机和整个电力系统的阻尼能力，抑制自发低频振荡的发生，加速功率振荡的衰减。
电力系统稳定器是同步电机励磁系统的一个附加控制，它的控制作用也是通过电压调节器的调节作用而实现的。
电力系统稳定器的输入信号可以取同步电机的电功率、电机的功角、轴速度或它们的组合。
PSS电力系统稳定器，是作为发电机励磁系统的附加控制，在大型发电机组加装PSS（电力系统稳定器）适当整定PSS有关参数可以起到提供附加阻尼力矩，可以抑制电力系统低频振荡；提高电力系统静态稳定限额。
电力系统稳定器pss设计与仿真
电力系统稳定器PSS的设计与仿真摘要由于电力系统在正常运行时会发生频率的振荡，对我们的生产生活带来了很多的危害，给我国的国民经济造成了巨大的损失。
如果在电力系统中加入PSS后会对系统的稳定性提高给予了很大的帮助。
电力系统稳定器就是为抑制低频振荡而研究的一种附加励磁控制技术。
它在励磁电压调节器中，引入领先于轴速度的附加信号，产生一个正阻尼转矩，去克服原励磁电压调节器中产生的负阻尼转矩作用,用于提高电力系统阻尼，解决低频振荡问题，是提高电力系统动态稳定性的重要措施之一。
本文首先分析了电力系统稳定器的研究背景和国内外研究状况，然后又对无限大系统的数学模型进行了具体的分析，然后又分析了系统带PSS和不带PSS时系统的运行情况，最后对两种情况进行了比较，分析了PSS的优点和缺点，同时对电力系统的未来提出了更高的挑战。
关键词：励磁控制技术; 低频振荡；电力系统稳定器Design and Simulation of Power System Stabilizer (PSS)ABSTRACTThis paper describes the power system stabilizer's design principles and the impact on the power system, the use of the benefits of power system stabilizer. The frequency of oscillation maybe happen to power system when the system In the normal operation.It gives a great help if the power system after the addition of PSS.Power system stabilizer (PSS) is to suppress a low frequency oscillation of additional excitation control. It is the excitation voltage regulator, the introduction of axial velocity ahead of additional signals to produce a positive damping torque to overcome the primary excitation voltage regulator produced negative damping torque effect. Improving power system damping, lowing frequency oscillation problem solving is to improve power system dynamic stability of the important measures.This paper analyzes the power system stabilizer research background and research status at home and abroad, and then to the infinite system of mathematical models of specific analysis, and then analyzed the system with PSS and without PSS operation of the system, and finally Of the two cases were compared and analyzed the advantages and disadvantages of PSS, while the future of the power system of a higher challenge.Keyword: Excitation control；Low-frequency oscillation；Power System Stabilizer毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
电力系统稳定器PSS简介
电力系统稳定器PSS简介高级工程师许刚一．低频振荡由于电力系统规模扩大，大型发电机普遍采用了集成电路和可控硅组成的励磁调节器，使自动励磁调节器（AER）的时间常数从过去的几秒钟缩短到几十毫秒。
快速励磁系统（晶闸管直接励磁或高起始响应励磁系统）的广泛采用，更使得励磁系统时间常数大为减少，从而降低了电力系统的阻尼。
对联系较弱的电网系统影响较大，使系统中经常出现弱阻尼，甚至是负阻尼。
因此，许多电力系统出现了每分钟几个至几十个周波的频率很低的自发性系统振荡。
在这种情况下，当振荡严重时会破坏互联系统之间的并列运行，造成大面积停电，这种现象称为低频振荡。
从稳定性来看，电力系统振荡频率发生在0.2-2.5H Z范围内，它主要反映在各发电机的转子之间在输电线路交换功率过程中有相对运动形成振荡模。
另外，某台发电机经过弱联系的辐射式输电线路连接到一个相对大的电力系统时所出现的振荡，被称为地区型振荡，其频率在0.8-1.8H Z范围内。
当联络线一端的机组对另一端的机组产生相对摇摆，这种振荡型式被称为联络线型或区间振荡，其振荡频率在0.2-0.5H Z。
如果在同一发电厂内的机组间发生振荡，这种振荡被称为内部振荡，其振荡频率在1.5-2.5H Z范围内。
川渝电网和华中电网实现联网的要求和联网稳定计算表明，联网后，系统中存在0.2Hz左右甚至更低频率的低频振荡。
因此，为保证电网的安全，川渝电网和华中电网的主要发电机的励磁调节器应投入电力系统稳定器（PSS）。
这些PSS除能抑制本机型低频振荡外，还应能有效地抑制区域型低频振荡，即PSS对于在0.1Hz－2.0Hz之内的振荡都有抑制作用。
黄桷庄电厂有两台200MW汽轮发电机组（#21、#22机），均采用南京南自科技发展公司生产的WKKL-1型励磁调节器。
自带的PSS采用发电机电功率作为输入信号，均采用三机有刷励磁方式。
由于联网运行时此两台机组对系统动态稳定影响较大，将PSS投入运行，以抑制可能出现的电力系统低频振荡，提高电力系统稳定性。
电力系统稳定器PSS4B模型的研究与实现
电力系统稳定器PSS4B模型的研究与实现华光辉，赫卫国，赵大伟，汪春，张新龙 (国网电力科学研究院，南京210003) 摘要：本文详细介绍了电力系统稳定器PSS4B模型、优点、参数整定以及在励磁调节器上的实现方法，以期促进电力系统稳定器技术的发展，为我国坚强智能电网建设提供更好的技术支撑。
关键词：PSS4B模型；励磁调节器；坚强智能电网0 引言由于电力系统规模的不断扩大和新技术的陆续应用，特别是普遍使用可控硅整流方式的快速励磁系统，使得励磁系统的增益变大，时间常数大为减小，降低了系统的阻尼，电气联系较弱的电网甚至出现负阻尼，导致系统出现频率很低(0.05〜2.5 Hz)的自发性系统振荡，严重威胁着系统的稳定。
自上世纪70年代以来，美国、日本及欧洲等国家和地区电力系统在运行中均发生输电线路低频功率振荡的事故，振荡严重时破坏互联系统之间的并列运行，造成联络线跳闸引发大面积停电。
近十多年来，我国各大电网也相继发生了联络线低频振荡的现象。
低频振荡的产生是因为系统阻尼的减小，那么抑制低频振荡的手段，一是减小负阻尼，二是增加正阻尼。
减小负阻尼的措施有：采用动态增益衰减减小负阻尼，检出低频振荡电压并加以抑制，复根补偿等。
增加正阻尼的措施有：采用电力系统稳定器(Power System Stabilizer, PSS)，最优励磁控制，静止补偿器，直流输电控制。
其中PSS 采用有功，转速或频率中的一个或两个信号作为附加反馈控制，在增加正阻尼的同时，不降低励磁系统电压环的增益，不影响励磁系统的暂态性能，容易实现，效果良好，在国内外得到了广泛的应用[1]。
电力系统稳定器是科学技术上的一项突破，对于世界上各国大型电力系统的运行，产生了重大的影响，在研究方法上也给予人们重要的启示。
它的出现不是完全依靠理论及数学方法构造或设计出来的，而是在人们长期的工程实践中，根据对于物理过程的深刻理解，结合控制理论及电子技术发展起来的。
电力系统稳固器PSS模型学习资料
电力系统稳固器PSS模型学习资料（徐伟华、陈小明）电力系统稳固器（PSS）是一种自动操纵装置，是为改善同步电机稳固性而设计的，其操纵功能是与励磁绕组的励磁系统相配合而起作用的。
静态励磁系统具有高的增益和快速响应时刻，这大大地帮忙了瞬态稳固（同步力矩）。
但与此同时，却趋向于降低对小信号的稳固（阻尼力矩）。
PSS操纵的目的是提供一个正阻尼系数，以阻尼发电机转子角度的摇摆。
在电力系统中，其摇摆的频率是在一个专门大的范围内转变。
PSS是用于提供一个正的阻尼力矩分量以弥补AVR所产生负阻尼，从而形成一个有补偿的系统，它增加了阻尼，并增强了小信号（静态）稳固。
这是由于生成一个与转子转速同相的信号，并与AVR得出的参考值相加而取得的。
再者，由于发电机励磁电流与AVR的功能之间有一种固有的相位滞后，为补偿这种效应，需要有一个相应的相位提早。
PSS的初期开发，曾普遍地以转速或频率输入信号作为设计和应用的基础。
另外一种选择是电气功率，它已经在某些市场中普遍地采纳，如PSS1A。
最新一代的PSS是基于加速功率的原理，如PSS2A、PSS2B。
一、PSS1A型电力系统稳固器（简称PSS1A模型）图15表示的单输入的电力系统稳固器的一样形式，通常电力系统稳固器的输入信号（Vsi）有：转速、频率、功率。
T6用于表示传感器时刻常数，Ks表示电力系统稳固器的增益，信号的隔直由时刻常数T5设置。
在下一模块中，A一、A2是使高频扭转滤波器的一些低频成效起作用，若是不是为此目的，假设有必要，该模块用于稳固器幅频、相频特性的整形。
接下来的两个模块是两级超前、滞后补偿环节，由常数T1至T4设置。
稳固器的输出能够有多种方式限幅，它们并无在图15中全数表示出来。
该模型仅仅表示了简单的稳固器输出限制，V STMAX 和V STMIN。
在有些系统中，若是机端电压偏离了必然的范围，稳固器的输出被闭锁，如图19所示的附加非持续励磁操纵模块DEC3A。
多频段电力系统稳定器PSS4B-中国励磁专业网
多频段电力系统稳定器PSS4B邓小君许其品(国电南瑞科技股份有限公司)摘要：随着电网互联发展，低频振荡频率不断减小，低至0.2Hz以下。
电力系统稳定器（power system stabilizer，PSS）是抑制低频振荡的重要手段，目前机组广泛配置的PSS2B模型对0.2Hz以下低频振荡抑制作用显著弱化，为解决这一问题IEEE提出一种多频段电力系统稳定器-PSS4B，本文对比PSS2B，详细介绍了PSS4B模型结构、频率特性、阻尼效果等方面的特点，表明PSS4B模型比PSS2B模型具有更好的适应性，为PSS4B进一步的深入研究及应用推广奠定良好基础。
关键词：多频段电力系统稳定器PSS4B; PSS2B; 低频振荡;阻尼效果；励磁系统ABSTRACT：With the development of power grid interconnection, low-frequency oscillation frequency is reduced, as low as 0.2 Hz. Power system stabilizer (power system stabilizer PSS) is an important tool to suppress low frequency oscillation. However now the PSS2B model that widely available for generating sets, whose inhibition significantly weakened for 0.2 Hz low frequency oscillation. To solve this problem，IEEE proposes a multiband power system stabilizer - PSS4B, this paper compare to PSS2B, introduce PSS4B model structure , frequency characteristics, damping effect and so on, a good conclusion is concluded that PSS4B model has better adaptability than PSS2B，and lay the good foundation for PSS4B further in-depth research and application promotion.KEY WORDS:multiband power system stabilizer (PSS4B);PSS2B;low frequency oscillation; damping effect; excitation system1.引言为保证电网的安全，要求并网主力发电机的励磁调节器均投入电力系统稳定器(power system stabilizer，PSS)。
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。
电力系统稳定器PSS介绍
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
有补偿Ф (°)
-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
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 (°)
-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
电力系统稳定器简介
PSS 是什么? PSS 试验要求的发电机组状况。 PSS 试验主要过程。
1. PSS 原理
图1
⎧ dδ
⎪ ⎪
dt
= ω −ω0
⎪⎨M ⎪
dω dt
=
Tm
− Te
⎪ ⎪⎩Td' 0
dE
' q
dt
= Ef
− Eq
M
dω dt
= Pm − Pe
图 2 单机无穷大系统
图 3 电磁力矩分析
+
xq ⋅ IC
其中，VAB 为 AB 相的线电压， IC 为 C 相的相电流。
则
δ
=
cos
−1
⎜⎛ ⎜⎝
Eq2
+ Vt2 − (xq ⋅ It )2 2EqVt
⎟⎞ ⎟⎠
图 发电机功角计算向量图二
还可以根据上图计算发电机的功角，因为
tgδ = It xq cosθv =
V tI t cosθv
，
对于硬件产生内电势的方法简单易行，但由于其中的交轴电抗事实上为一个 变值，所以很难获得，而且硬件模拟的交轴电抗容易改变，这是采用该方法的最 大缺点，因而在实际的应用中很少有人通过这种方法来获得转速ω 信号。相对来 说，用软件的方法来获得ω 信号简单可靠，灵活方便，所以得到了广泛的采用。 以下我们主要介绍上述两种软件实现方法。
= E E qβn qα (n−1) − Eqβ (n−1) Eqαn E E qa(n−1) qαn + E E qβn qβ (n−1)
(φ n
− φn−1 )
=
tg −1⎜⎜⎝⎛
E E qβn qα (n−1) E E qa(n−1) qαn
电力系统稳定器PSS参数测试及选择
1电力系统稳定器（PSS）的作用电力系统稳定器(简称PSS)是励磁系统的一个附加功能，用于提高电力系统阻尼，解决低频振荡问题，是提高电力系统动态稳定性的重要措施之一。
它抽取与低频振荡有关的信号，如发电机有功功率、转速或频率，加以处理，产生的附加信号加到励磁调节器中，使发电机产生阻尼低频振荡的附加力矩。
即在自动励磁调节器输入端引入附加反馈Δpe(Δf或Δω)以提高发电机对功率（或转速）中的低频振荡分量的阻尼力矩，迅速抑制低频振荡。
PSS设备简单，效果显著，已为国内、外广泛采用。
PSS控制结构如图1。
2十三陵蓄能电厂励磁系统简介十三陵蓄能电厂4台200 MW机组的励磁系统均为自并激励磁系统，励磁电源由机端供给，励磁变压器为3台干式变压器接成Y／Δ-5，经可控硅整流桥整流后供发电机励磁。
励磁调节器为数字式微机型励磁调节器，它是一个可自由编程的微处理机系统，该系统包括一个主处理器（MBR），3个子处理器（pr.A,B,C），另外还有数字输入、输出接口和模拟输入、输出接口，以及一个信号处理器SAB。
励磁系统的所有功能都是通过主处理器或子处理器上的程序（软件包）来实现的。
该调节器具有双自动电压调节通道和双励磁电流调节的手动调节通道。
其主要功能为将发电机电压调差、过流限制、低励限制、V／F限制、PSS等的输出信号相加后与设定电压比较，其差值经第一级电压放大，然后经PID串联校正电路。
对于快速励磁系统，当比例增益较大时一般不需要有微分单元以增加高频时的增益，因此自并励励磁系统通常只采用PI调节。
十三陵蓄能电厂励磁系统调节器设有微分单元，调试时将微分系数K D=0，即微分单元退出。
因此自动通道单元具有积分反馈的PI（D）调节特性，手动调节通道具有P（I）调节特性。
3十三陵蓄能电厂PSSPSS提供一个用于衰减转子振荡的附加信号。
这种转子振荡可能会在有不稳定条件线路和传输线很长时发生。
十三陵蓄能电厂PSS的功能是在励磁调节器子处理器C中来完成的。
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电力系统稳定器PSS模型简介
长江电力溪洛渡电厂陈小明
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A VR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。
按照我理解后的技术语言，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只有一个输出叠加到AVR调节量上，PSS的输入量至少有一个。
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进行积分、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。
ΔP
注：ω通道和Pe 通道中的微分环节和积分环节在参数整定时是可选的，通常情况下PSS2B 模型中ω通道选用两个微分环节，Pe 通道选用一个微分环节和一个积分环节，便于参数整定。
PSS3B 也是双输入PSS ，一个输入量是ω，一个是P ，相当于一个ω输入的单PSS 与一个P 输入的单PSS 叠加、协调工作，在我国使用很少，我估计参数不好整定。
PSS4B 是一个多频段的PSS ，将ω分成三个频率段分别处理最后再叠加，可以提高PSS 在超低频范围的作用，非常复杂，应用更少，少，但是理论研究前景看好。
第一级
超前滞
后环节
第二级超前滞后环节
ΔPe ΔPm
ΔPa 加速功率
Δω 第二级超前滞后环节
比较IEEE1992年版和2005年版PSS模型分类，PSS1A的分类没有变化，增加了PSS3B和PSS4B。
令人困惑的是用P222B取代了PSS2A，为什么IEEE要用PSS2B来取代PSS2A呢？
比较PSS2A和PSS2B，二者都是双输入PSS，都是采用加速功率计算原理，唯一的区别是PSS2A只有两级超前滞后环节，而PSS2B 具有三级超前滞后环节。
超前滞后环节多，参数的调整方便，更加适
用于工程领域。
在2005年版IEEE 之前，中国电力科学院发现只有两个超前滞后环节的PSS2A 调整参数不方便，故实践中增加了一个环节，并把这种具有三个超前滞后环节的PSS2A 称为的“改进型PSS2A ”，从原理上称为“双输入信号加速功率型PSS ”。
2005年IEEE 修订了PSS 模型标准，把具有三个超前滞后环节的PSS2A 称为PSS2B ，替代了原来的PSS2A 模型。
显然，从原理上讲，PSS2B 也就是PSS2A ，因此造成PSS2A 与PSS2B 在工程实践混用。
但是按照IEEE 的新标准，现在应该改叫PSS2B 。
PSS 在国外的历史始于上世纪60年代，在我国始于70年代，著名PSS 专家刘取老师在《电力系统稳定性及发电机励磁控制》序言中对此有一个简单叙述。
2006年水电励磁技术标准《DLT583_2006大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》将PSS 划分为“广义形式的单输入电力系统稳定器(PSS1A 型)”和双输入电力系统稳定器第一级
超前滞
后环节 第二级超前滞后环节
ΔPe ΔPm ΔPa 加速功率
Δω
（PSS2A），如下图所示。
2008年国家励磁技术标准《GBT7409.2-2008同步电机励磁系统电力系统研究用模型》将PSS划分为PSS1（单输入信号PSS）PSS2（加速功率型PSS）PSS3（双输入信号PSS），也如下图所示。
显然，国标的PSS1就是IEE的PSS1A，PSS2就是PSS2B，PSS3就是PSS3B。
但是我们习惯上还是采用IEEE标准《IEEE Std 421.5-2005 IEEE推荐的电力系统稳定研究用励磁系统数学模型（IEEE Recommended Practice for Excitation System Models for Power System Stability Studies）》来划分PSS模型。
励磁陈小明写于云南昭通永善县三坪村，2011年4月16日。