PSS仿真原理

电力系统PSS的作用就是抑制电力系统的低频振荡，由李雅普诺夫小干扰分析法可知电力系统中如果存在负阻尼则系统易发生振荡，由转子运动方程，自动励磁装置的方程，我们将方程进行处理，得到线性化状态方程，之后可画出带有励磁调节器的框图，将框图进行分析，可分析励磁调节部分具有负阻抗（滞后相位），为此需要串接PSS进行抵消其负阻尼，其实PSS就是具有超前相位的部分，另外调速器也是产生负阻尼的一个重要因素，同上分析即可。

，PSS可以为电网系统提供一个正的阻尼，有效地增强电力系统的静态和动态稳定性，防止低频振荡的产生，同时，由于它是附加在数字式励磁调节器的一个软件程序，不需增加任何硬件设备，具有投资小、物理概念清晰，现场整定方便等优点，因此，近几年来，在全国各大电网中已得到了大力推广，几乎所有大中型电厂的励磁系统均被要求配置PS（1）积极参与对电力系统继电保护仪的检测工作，完成了对桂林供电局，贺州供电局等单位的继电保护测试仪的检测任务。

通过上述工作，我熟悉了保护仪的检测步骤，报告的编写以及继电保护测试仪智能检定系统的使用。

此外还对各个厂家，如昂立，继保之星，博阳等的保护仪的性能及其使用方法有了初步的了解。

（2）认真学习总结了电力系统稳定器（PSS）的基本原理，组成部分及其主要作用。

电力系统稳定器是励磁系统的一个附加部件，用于抑制系统的低频振荡、提高电力系统阻尼。

它通过提取与振荡有关的信号，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，使发电机产生附加阻尼力矩，从而达到抑制低频振荡的目的。

PSS 装置包括信号处理单元、隔直单元、超前-滞后单元、放大单元和限幅单元。

信号通过PSS 时经信号处理单元滤波后接入隔直单元，隔直单元负责滤掉小于等于0.01Hz 的直流次要信号，这个单元只有输入的频率大于0.01Hz 时，才输出信号，否则它自动闭合，处于待命状态；超前-滞后单元用于补偿传感器、高频滤波器及其它单元对主要信号所造成的相位滞后，这个单元是由多级组成的，根据需要可以有不同的级数；放大单元把补偿后的信号放大；PSS 的限幅单元的作用是防止故障时发电机的机端过电压。

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。

基于MATLAB的PSS参数计算与仿真的开题报告1.项目背景与研究意义电力系统的安全稳定运行一直是电力行业所关注的焦点。

在这个过程中，由于各种原因，可能会发生电力系统的振荡等不稳定的现象。

因此，在电力系统负荷快速增加或突然减小等瞬时事件发生时，为了保证电力系统的稳定运行，必须采用一些措施来弥补这种不稳定性并保持电力系统的稳定性。

发电厂的频率稳定系统（PSS）就是其中一个重要的措施，其作用是通过控制发电机的回路，减小发电机转速的波动，从而提高电力系统的稳定性能。

发电厂的PSS系统通常由两个部分组成，即速度控制环和调制环。

在速度控制环中，PSS系统会对电力系统的负载变化作出响应，通过调整发电机的机械输出功率来保持发电机的转速稳定。

在调制环中，PSS系统确认了电力系统的频率偏差后，通过调节电力系统的电压来抵消频率偏差的影响，从而恢复电力系统的稳定性。

因此，针对PSS系统的研究对于确保电力系统的稳定性至关重要。

该项目将从MATLAB的角度出发，研究PSS的参数计算以及仿真，以提供一定的对电力系统的稳定性问题的解决方案。

2.研究内容本项目的研究主要包括以下两个方面：（1）基于MATLAB的PSS参数计算本项目将利用MATLAB代码计算PSS的各项参数，包括功率稳定系统的参数和调制系统的参数。

其中，功率稳定系统的参数包括斯梅格瑞（SMEARG）和斯梅格瑞计分器UIO（SMEARG-UIO）等。

而调制系统的参数则包括电压控制模型（VAV control model）和进口PID控制器等。

（2）基于MATLAB的PSS系统仿真本项目将针对PSS系统进行仿真，模拟电力系统中的振荡现象，并通过对PSS各项参数的调整，对电力系统的稳定性进行优化。

我们将利用MATLAB中的Simulink模块进行仿真，并通过曲线图等途径对仿真结果进行可视化展现。

3.研究方法（1）理论分析法：本项目将使用理论分析方法和经验公式对PSS的各项参数进行计算和调整。

先说说低频振荡和阻尼的概念：低频振荡：在电力系统中，发电机经输电线路并列运行时，在负荷突变等小扰动的作用下，发电机转子之间会发生相对摇摆，这时电力系统如果缺乏必要的阻尼就会失去动态稳定。

由于电力系统的非线性特性，动态失稳表现为发电机转子之间的持续的振荡，同时输电线路上功率也发生相应的振荡，影响了功率的正常输送。

由于这种持续振荡的频率很低，一般在0.2~2.5HZ之间，故称为低频振荡。

所谓阻尼：就是阻止扰动，平息振荡，而负阻尼恰恰相反。

励磁装置的负阻尼：是指励磁装置对于系统功角摆动所作出的调节作用，会加大这种摆动，不利于系统的稳定。

低频振荡：在电力系统中，发电机经输电线路并列运行时，在负荷突变等小扰动的作用下，发电机转子之间会发生相对摇摆，这时电力系统如果缺乏必要的阻尼就会失去动态稳定。

由于电力系统的非线性特性，动态失稳表现为发电机转子之间的持续的振荡，同时输电线路上功率也发生相应的振荡，影响了功率的正常输送。

由于这种持续振荡的频率很低，一般在0.2~2.5HZ之间，故称为低频振荡。

所谓阻尼：就是阻止扰动，平息振荡，而负阻尼恰恰相反。

励磁装置的负阻尼：是指励磁装置对于系统功角摆动所作出的调节作用，会加大这种摆动，不利于系统的稳定。

PSS 的作用主要有三个方面：第一就是抑制低频振荡，一般在系统发生低频振荡，PSS经过1～2 个周波振荡就完全平息了；第二是提高静稳定的功率极限，具有PSS 附加功能的调节器，可采用较大电压放大倍数，提高电压调节精度，维持发电机端电压不变，使单机-无穷大系统的静稳极限接近线路的功率极限；第三是有利于暂态稳定,能够在一定频率范围内提供正阻尼，抑制大扰动第一摇摆之后的后续振荡，缩短后续摇摆过程。

PSS 基本原理：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。

cadence中的pss原理Cadence的PSS原理是一种用于电子设计自动化的方法论，它能够帮助设计师更高效地完成设计任务。

PSS的全称是"Power, Signal, and Simulation"，即电源、信号和仿真。

本文将介绍PSS的原理和应用，并探讨它对电子设计的重要性。

我们来了解一下PSS的基本概念。

PSS是一种基于事件驱动的仿真方法，它可以在时钟信号到来时对电路进行仿真。

PSS通过将电路划分为多个时钟域，每个时钟域独立运行，以实现分布式仿真。

这种分布式仿真的方法可以有效地降低仿真时间，提高仿真效率。

PSS的核心思想是将电路划分为多个时钟域，并在每个时钟域中对电路进行仿真。

这样可以避免整个电路在一个时钟周期内进行仿真，从而减少仿真时间。

在PSS中，每个时钟域都有自己的时钟信号，这些时钟信号可以是同步的也可以是异步的。

通过这种方式，PSS 能够对复杂的电路进行高效的仿真。

PSS的应用非常广泛，特别是在大规模集成电路设计中。

在传统的电路设计中，通常使用的是顺序仿真方法，即按照电路的拓扑结构依次仿真。

然而，这种方法在处理大规模电路时效率较低。

PSS能够将电路划分为多个时钟域，每个时钟域独立进行仿真，从而大大提高了仿真效率。

PSS还具有一些其他的优点。

首先，PSS可以准确地模拟电源和信号的传输过程，从而提高了仿真的准确性。

其次，PSS可以对电路进行多个时钟域的划分，从而可以更好地处理时序问题。

最后，PSS 可以对电路进行多个时钟域的并行仿真，从而提高了仿真的速度。

PSS是一种用于电子设计自动化的方法论，它能够帮助设计师更高效地完成设计任务。

PSS的核心思想是将电路划分为多个时钟域，并在每个时钟域中对电路进行仿真。

PSS的应用非常广泛，特别是在大规模集成电路设计中。

PSS具有高效、准确和并行仿真等优点，对于提高电子设计的效率和准确性非常重要。

希望通过本文的介绍，读者对PSS的原理和应用有所了解，并认识到它在电子设计中的重要性。

3 提高电力系统稳定性a 提高静态稳定性静态稳定是指电力系统遭受小扰动之后，不发生自发振荡和非周期失步，自动恢复到起始运行状态的能力。

电力系统静态稳定性高低，可以用输电线路的输送功率极限的大小来判断，这也是励磁装置常用的静态稳定性试验方法。

在单机-无穷大系统中，如果发电机没有励磁控制，则正常运行时，发电机的空载电势E0 保持不变，那么该系统的静态极限为Pmax，其功率特性曲线见图1-5 中的曲线1。

如果发电机具有常规励磁，比如直流励磁机或者交流励磁机带二极管整流的励磁系统，则可保持发电机的暂态电势Eq’不变，因此有Pmax’，其功率特性曲线见图1-5 中的曲线2。

如果发电机配置高放大倍数的快速励磁系统，比如采用运算放大器和可控硅整流器，并且励磁调节器带电力系统稳定器PSS 或者采用最优励磁控制，则可接近保持发电机端电压Ut 不变，因此有Pmax’’，其功率特性曲线见图1-5 中的曲线3。

粗约比较一下单机-无穷大系统静稳极限，Pmax ：Pmax’：Pmax’’=1：2：3，可见励磁系统对于提高电力系统静态稳定性的作用非常明显。

特别是带PSS 或者采用最优控制的快速励磁系统对于电力系统的静态稳定性作用明显。

b 提高动态稳定性动态稳定是指电力系统遭受小扰动之后，在自动调节装置和附加控制的作用下，保持较长过程稳定运行的能力（通常指不发生周期性振荡失步）。

由于影响动态稳定性的主要因数是电力系统的阻尼特性，因而常规励磁系统对于电力系统的动态稳定性不起多大作用，但是，带PSS 的快速励磁系统能够阻尼系统的低频振荡，从而提高了电力系统动态稳定性。

C 提高暂态稳定性暂态稳定是指电力系统遭受大扰动后，各同步电机保持同步运行并过渡到新的或者恢复到原来状态运行的能力（通常指保持第一或第二个摇摆周期不失步）。

由于影响暂态稳定性的主要因数是系统中短路故障性质、主保护的动作情况、重合闸动作成功与否，因而调节励磁对暂态稳定的影响没有对静态稳定那么显著。

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。