电力系统稳定器(pps)

电力系统稳定器(PSS)定值对机组的影响黄燕冰【摘要】电力系统稳定器(PSS)是发电机励磁系统改善低频振荡的附加措施,它将有功功率、频率、电流等与低频振荡相关的信号输入模型内加以运算和处理.产生的控制信号送到调节器中,从而改变低频振荡的附加转矩,即产生一个正阻尼转矩去克服励磁电压调节器中的负阻尼转矩,用于提高电力系统的阻尼.电力系统通过采用PSS后,能改善系统的稳定性,确保机组和系统的安全.文章探讨了电力系统稳定器定值对机组的影响.【期刊名称】《中国高新技术企业》【年(卷),期】2016(000)018【总页数】3页(P123-125)【关键词】电力系统;稳定器(PSS);振荡;定值;电力机组【作者】黄燕冰【作者单位】广东粤电博贺煤电有限公司,广东茂名 525000【正文语种】中文【中图分类】TM761随着电网容量越来越大且往往采用高电压、远距离传输，最终导致系统的安全稳定性不断减弱，系统低频振荡的影响日益严重。

近年来，南网发生过几起低频振荡事件，动态稳定问题一直受到关注。

电力系统稳定器（PSS）是国际首推的低频振荡抑制措施，正确投入电力系统稳定器（PSS）是中国电监会和南方电网并网安全性评价的要求。

为保证电力系统稳定器（PSS）充分发挥其作用，投运前必须核对有关定值正确性，对定值不合理的地方应及时分析各种异常原因。

设计电力系统稳定器（PSS），使之满足在整个低频振荡频率段上均能提供良好的正阻尼，从而保证电网的安全运行。

本文将针对使用的NES6100励磁系统在电力系统稳定器（PSS）投入时出现的功率振荡情况进行简单的分析，以供参考。

某电厂4号机在投入PSS电力系统稳定器运行后，发电机有功功率呈现等幅波动现象，振荡幅度约200MW，频率1.3Hz，时间约30s。

同时，发电机机端电压、电流，励磁电压、电流均出现不同程度振荡。

在励磁调节器中频繁出现“PSS运行开出”投退信号，当将机组的PSS功能退出后，功率振荡现象便消失。

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）现场整定试验方案1．试验目的：随着电力系统规模的不断扩大和快速励磁系统的采用，电力系统低频振荡的问题越来越突出，将系统中有关发电机的电力系统稳定器（PSS）投入可以明显改善系统的阻尼情况。

2．试验条件：2．1 试验机组和励磁系统处于完好状态，调节器除PSS外所有附加限制和保护功能投入运行。

2．2 与试验2与试验有关的继电保护投入运行。

2．3调节器厂家技术人员确认设备符合试验要求。

2．42．63．3．1C3．244．1对于PSS4．4．34．4．PSS的实际增益取临界增益的20%——30%。

4．6 发电机电压给定阶跃试验在PSS投入和退出两种情况下进行发电机电压给定阶跃试验并录波，阶跃量根据发电机有功的波动情况进行调整，但一般不超过额定电压的4%，比较PSS投入和退出两种情况下有功功率的波动情况，需要的话可以对PSS的参数进行调整。

4．7 PSS反调试验在PSS投入的情况下，按照运行时可能出现的最快调节速度进行原动机功率调节（增加和减少各2万），观察发电机无功功率的波动即反调情况。

5．安全注意事项——仅供参考5．1 试验前进行技术交底，参加试验人员熟悉试验方1试验前进行技术交底，参加试验人员熟悉试验方案。

5．2 发电机继电保护和励磁调节器各功2发电机继电保护和励磁调节器各功能（除PSS外）均投入运行。

5．3 做好励磁调节器备用通道的跟踪和切换准3做好励磁调节器备用通道的跟踪和切换准备。

5．4 试验接线应防止PT短路，CT开路。

的跟踪和切换准试验接线应防止PT短路，CT开路。

5．5 发电机负载电压阶跃试验中阶跃量应小于3%--5发电机负载电压阶跃试验中阶跃量应小于3%---4%，或无功功率变化量小于Qn。

5．6由熟悉现场设备的电厂人员或制造厂人员进行现场设备的操作。

5．7 Array 5．85．96——仅供参考。

电力系统稳定器（PSS）投入、退出:1、电力系统稳定器可以阻尼发电机的磁极，和电网系统的低频振荡。

平时不影响励磁调节，对AVR来说是一个附加通道。

2、发电机的有功功率达到200MW（额定负荷为600MW的机组）以上就可以手动投入电力系统稳定器PSS，并且发电机的电压限制在设置的范围之内（90%-100%U0）.电力系统稳定器投入不需任何设定。

3、PSS可以在任意时间手动切除，同时，如果发电机有功功率及电压超出设定值或者与电网解裂，PSS自动切除。

PSS因故退出后要向调度汇报退出原因，如因工作需要应向调度申请同意后方可进行。

4、按照（电网电力系统稳定器PSS运行暂定规定）的要求确定PSS的投切，原则上PSS退出相应机组应当解裂备用。

PPS在励磁控制系统中引入一个附加控制信号，以增加发电机的阻尼，也就是提高整个电力系统的阻尼能力，消除电力系统发生低频增幅震荡的可能性。

一般定值设定为有功的30%至40%，当有功负荷降到该定指标时候自动停用。

励磁变装不装差动也有争论，不过一般不设差动保护，因为励磁变低压侧的电流由于受到可控硅整流的影响不再是标准的正弦波形，有时会造成差动保护误动！励磁变的保护配置一般是电流速断，过流，过负荷，再加上与励磁系统配合的非电量保护而已。

转子包括转子绕组和转子铁心，两者是相互绝缘的，发电机的汽端大轴处，通过接地碳刷把大轴感应交流电导入大地。

而转子绕组投转子一点、两点接地保护，励磁回路中。

一期两台无刷永磁副励磁机机头上的2个碳刷，主要是用来检测励磁机回路是否接地的。

在励磁调节器柜内，有发电机、励磁机励磁回路接地检测试验回路，每24小时一次。

当需要碳刷接触时，举刷电源供电（在励磁接地检测保护柜内有专门的举刷交流电源开关），将碳刷和大轴相接触。

一期发电机三机励磁原理副励磁机（永磁机）经A VR整流，事给励磁机励磁的小机，励磁机输出的其实是交流电，经旋转二极管整流后输出给发电机转子绕组，这种励磁方式叫三机励磁。

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。

电力系统稳定器讲座电科院刘增煌1、电力系统稳定的分类：按电力系统稳定准则分为：①频率稳定；②电压稳定；③功角稳定；2、功角稳定又可分为：静态稳定、暂态稳定和动态稳定。

电力系统稳定器（PSS）主要解决功角稳定中的动态稳定问题。

电力系统稳定器，泛指通过励磁系统向发电机提供一个阻尼低频振荡的附加力矩。

或，通过相位校正的方法，在较宽的频率范围内向发电机提供一个阻尼低频振荡的附加力矩。

先讨论一个简单但很有用的电机输出功率与电机转子角之间关系的表达式：即P与转子角之间是一条正弦曲线。

图1 静态与动态稳定性问题图2 供电系统故障线路图3 单机无穷大系统故障前后的功角特性故障切除瞬间，发电机转子经历了图3所示A区域的加速，运行于曲线（3）的Q点。

此时，转子的动能增加为：美国学者F.D.Demello和C.Concordia采用古典控制理论中的相位补偿原理，于1969年提出了电力系统稳定器（Power System Stabilizer，缩写为PSS）的辅助励磁控制策略，从而形成了“A VR+PSS”结构的励磁控制器。

3、电力系统低频振荡，主要介绍概念、特点、产生原因和解决办法。

①概念：机组间或机群间的低频（0.1－2.5Hz）同步振荡，速度1次/1S,或几秒一次。

②特点：频率低，以平衡点为中心的等幅或增幅振荡。

振荡不是新出现，当扰动出现后，过渡过程总是振荡型的。

③产生原因：阻尼弱。

系统有重负荷，长距离功率输送；快速高放大倍数励磁调节器的使用。

容易产生弱阻尼的情况：远距离、大负荷、高功率因数送电。

④解决办法：AVR+PSS。

PSS就是提供增加系统阻尼力矩的附加励磁控制部件.4、PSS原理与应用原理：用一个附加信号，通过AVR的作用，加上特殊函数的作用，产生一个附加力矩，使得阻尼力矩增大，同步力矩减少。

应用要求：产生尽可能多的正阻尼分量，应克服或抵消AVR负阻尼作用。

在发电机励磁控制系统中,引入除发电机机端电压以外的附加控制信号,如同步发电机的电功率,轴速度和频率等信号或上述信号的组合,经过一定的相位处理后，再通过励磁调节器去控制发电机的励磁,可以增加机组的阻尼力矩,有效平息系统的低频振荡,提高电力系统的稳定性.5、相频特性问题理想的有补偿频率响应特性是，在系统可能发生低频振荡的整个频率范围内，其相频特性Фcomp均为-90°（以有功功率为输入信号）。

电力系统稳定器的设计毕业论文目录1 引言 (1)1.1电力系统稳定器 (1)1.2电力系统稳定器国内外研究现状 (1)1.3电力系统稳定器发展趋势 (2)1.4本课题研究意义 (2)2 电力系统低频振荡机理 (4)2.1电力系统低频振荡 (4)2.2电力系统数学模型分析方法 (5)2.3电力系统低频振荡分析模型 (7)2.4影响阻尼的因素及解决措施 (9)3 电力系统稳定器的工作原理 (10)3.1电力系统稳定器抑制低频振荡的原理 (10)3.2电力系统稳定器的输入信号 (11)3.3PSS的传递函数 (12)4 电力系统稳定器的结构 (13)4.1电力系统稳定器的结构图 (13)4.1.1TMS320F2812芯片介绍 (13)4.1.2 TMS320F2812 引脚介绍 (14)4.2模拟量输入通道 (14)4.2.1 交流信号采集调理电路 (16)4.2.2 直流信号采集调理电路 (17)4.2.3 ADC采样模块 (18)4.3开关量输入输出单元 (19)4.3.1 开关量输入通道 (19)4.3.2 开关量输出通道 (21)4.4同步检测及移相触发单元 (22)4.4.1 同步信号的检测 (23)4.4.2 移相脉冲的形 (24)4.4.3 脉冲功率放大电路 (25)4.4.4脉冲故障检测单元 (25)4.5其它硬件模块 (27)5电力系统稳定器的软件设计 (28)5.1电力系统稳定器软件总体设计思想 (28)5.2主程序设计 (28)5.2.1 系统初始化模快 (28)5.2.2 电量计算模块 (29)5.2.3 控制调节模块 (33)5.2.4限制保护模块 (35)5.3中断程序设计 (37)5.3.1 同步信号捕获中断 (37)5.3.2 移相脉冲中断 (40)5.3.3 AD转换完成中断 (44)5.4软件可靠性设计 (46)6 结论 (47)致谢 (51)参考文献 (52)1 引言1.1 电力系统稳定器电力系统稳定器（power system stabilizer， PSS）是一种安装在发电机自动电压调节装置上用于改善电力系统动态稳定性的附加励磁控制装置。

电力系统稳定器PSS在应用中的差异摘要：大容量高参数的电源系统与容量接近无限大的电网系统无疑是日后发展的方向，其带来的系统振荡的危害也是巨大的，如果不加以抑制及控制，其产生的灾难是瞬时的，巨大的，是人为操作无法及时避免的，而PSS的应用就是用来抑制系统振荡。

关键词：国标GB；美标IEEE；阻尼转矩作用；电力系统稳定器PSS模型电力系统稳定器（pss）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。

对于励磁系统模型的定义及操作办法在GB 7409.2《同步电机励磁系统电力系统研究用模型》中有详细的说明及定义，其中中国标准GB 7409.2《同步电机励磁系统电力系统研究用模型》等同采用了IEC 60034-16-2《旋转电机：第16部分：同步电机励磁系统第2章：电力系统研究用模型（Rotating electrical machines-part 16:Excitation systems for synchronous machines-chapter2:Models for power system studies,MOD）》，而IEEE Std 421.5《推荐用于PSS研究的励磁系统模型（Recommended practice for excitation systems models for power systems stability studies）》美标则规定了不同的研究模型GB 7409.2《同步电机励磁系统电力系统研究用模型》中电力系统稳定器输入信号一般有发电机有功功率、机端电压的频率、发电机转速或他们的组合。

PSS相位补偿原理的应用1. 什么是PSS相位补偿PSS（Power System Stabilizer）即电力系统稳定器，是用于提高电力系统稳定性的一种装置。

它通过对发电机励磁系统的控制，实现对系统频率和电压的调节，进而提升系统的稳定性。

PSS相位补偿是PSS系统中的一个重要功能，它通过调整励磁系统的相位，来实现对电力系统频率和电压的补偿。

相位补偿的目标是使发电机和负荷之间的功率交换尽量保持平衡，从而提高系统的稳定性和灵活性。

2. PSS相位补偿的原理PSS相位补偿的原理基于电力系统中的能量交换机制。

在电力系统中，发电机和负荷之间存在功率交换，这是通过励磁系统的控制来实现的。

PSS相位补偿利用这种功率交换机制，通过调整励磁系统的相位来实现对系统频率和电压的调节。

PSS相位补偿根据电力系统的特性和需要，在励磁系统中加入一个额外的相位控制环节。

这个相位控制环节通过对励磁系统的输入信号进行调节，来改变发电机的励磁电流相位，从而实现对系统频率和电压的补偿。

具体来说，PSS相位补偿根据系统频率和电压的变化情况，通过监测相应的测量信号，并对励磁系统的输入信号进行实时调整。

通过这种调整，PSS相位补偿可以有效控制发电机的励磁系统，减小系统频率和电压的波动，提高系统的稳定性和可靠性。

3. PSS相位补偿的应用PSS相位补偿广泛应用于电力系统的稳定性控制中。

它的主要作用是抑制电力系统频率和电压的振荡，防止系统发生失稳或电压崩溃等故障。

具体来说，PSS相位补偿在以下方面有着广泛的应用：3.1 调节发电机励磁系统PSS相位补偿通过调节发电机励磁系统的相位来实现对系统频率和电压的调节。

它可以根据系统频率和电压的变化情况，及时调整励磁系统的输入信号，使发电机产生适当的励磁电流，从而保持系统频率和电压的稳定。

3.2 防止系统振荡PSS相位补偿可以有效抑制电力系统频率和电压的振荡，防止系统振荡引起的故障和损失。

它通过对励磁系统的控制，调整系统内部的能量交换，使系统频率和电压保持在稳定的范围内。

电压调节器(AVRs)及电力系统稳定器(PSS)在电力系统中的作用-频率响应分析介绍：多年以来，持续的电力系统振荡干扰,和有效改进已经向电力供应的产业。

很多年提出了一个重要的挑战。

尤其在这种的背景下,一体化的分布式发电和加载到电力传动配送网络迅速增发展，许多以前的工作的中心问题,就是如何的有效作用使这种广泛使用的设备的发电机自动电压调节器(AVR)及电力系统稳定器(PSS)参加这些电力系统不稳定性衰减。

其他相关电力系统的问题关注最好的角度对于PSSs如何最好地评估其适当的调整和稳定的在面对改变电力系统的运行工况。

AVR的功能,在多机干饶的电力系统广泛记录。

正如它的名字建议,具有调节或维护提供终端电压的机器,一个高增益的AVR响应信号从改善暂态稳定在这个意义上说,它增加了电力系统能力保持同步热销的缺陷瞬态干扰严重,比如网络的缺点。

传统的暂态稳定评估方法具有性能已信号时域(非线性)仿真研究。

AVR的行动可以使响应高增益,然而,导致减少系统阻尼机电模式振荡。

消除这种系统阻尼损失的标准方法不是采用瞬态增益减少AVR或更广泛的附上一个PSS到适当的机器。

振动的传统的分析方法是小信号失稳数字分析。

最近的一项讨论大信号l暂态稳定的定义和小信号振荡稳定性被发现了。

本文摘要主要第一次详细的围绕两个基本问题。

第一个问题是,一个是AVR高增益可能对振动的稳定有不利的影响。

第二个问题是,一个PSS可以通过不顾励磁机的电压信号来减少暂态稳定度(参见[4,Ch。

7)。

第一个问题被广泛赏识,那么第二期明显的例外[8]和[9]。

换句话说,一个PPS表面上将会损害AVR的作用,反之亦然。

在Tel:400-806-5266本质上,行动AVR、PSS装置的动态相通的。

在一个基本层面,有一个权衡同步扭矩由AVR、阻尼力矩由PSS3]。

这种互连的AVR、PSS装置功能和交换和参与先前不被研究。

一种新的分析两种以上动力相互作用问题被提出，预示着频率响应分析方法，预示着频率响应的方法也协助为PSSs决定合适的发电机场所和评估电力系统稳定性低于变化的电力系统操作要求。

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：(2)PSS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。

(2)ALSTHOM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)。

探讨发电机PSS试验过程中功率振荡的原因及解决策略孟海军发表时间：2017-12-11T17:18:46.313Z 来源：《电力设备》2017年第22期作者：孟海军[导读] 摘要：本文分析了发电机PSS试验过程中功率振荡的原因及解决策略，总结了PSS现场试验流程及方法，验证了电力系统稳定器对解决电网低频振荡问题具有很好的效果。

（深圳钰湖电力有限公司广东省深圳 518111）摘要：本文分析了发电机PSS试验过程中功率振荡的原因及解决策略，总结了PSS现场试验流程及方法，验证了电力系统稳定器对解决电网低频振荡问题具有很好的效果。

关键词：发电机；PSS试验；功率振荡引言电力系统稳定器（pps）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。

一、案例介绍某厂在做#1发电机PSS试验过程中，当时#1发电机有功维持满负荷118.84MW，无功34.24MVar，根据故障录波器显示，在将#1发电机无功功率调至3.3MVar约一分钟后发生功率振荡，振荡幅度约127.9MW，持续时间约4分多钟，振荡频率约1Hz左右，励磁调节器低励限制动作指示灯亮，机组降负荷增磁后，振荡迅速衰减。

二、原因分析1、关于发电机低励限制曲线的分析根据发电机进相运行控制原理，低励限制曲线是随着发电机端电压进行调整，即装置无功低励限制定值各点均乘以机端电压标幺值的平方重新确定限制曲线，低励限制动作时的机端电压为13.729kV，计算前、后限制曲线的各点如下：通过图1录波得知低励限制动作时有功为118.84MW，无功为-1.425Mvar，根据当前有功118.84MW状态计算无功动作值为-1.37Mvar，试验时励磁调节器随机端电压变化调整，无功进一步下降为-1.425Mvar，励磁低励限制动作。