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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。
中国地质大学（北京）现代远程教育专科实习报告题目电力系统智能稳定器PSS的设计学生姓名刘浩批次1403专业电气工程及其自动化学号1419011910068 学习中心知金北京学习中心2016年 3 月摘要随着社会的发展，电力系统的规模也在不断的扩大，重负荷远距离输电线路也在不断的增多,快速励磁系统以及快速励磁调节器得到普遍运用,这些都使得电力系统低频振荡问题日益突出,因此研究低频振荡问题对电力系统稳定产生的影响也日渐重要。
发电机励磁控制向来是受人们关注的保障电力系统稳定运行的重要手段。
在此背景下,人们采用电力系统稳定器(Power System Stabilizers,即PSS）作为励磁系统的附加控制。
在发电机的励磁系统中，电力系统稳定器是其重要的组成部分。
它直接影响发电机的运行特性，对电力系统的安全稳定运行有着重要的影响。
电力系统规模的不断增大，系统结构和运行方式的日趋复杂，对发电机电力系统稳定器运行的可靠性、稳定性、经济性和灵活性提出了更高的要求。
本文正是根据这些要求以及电力系统稳定器的国内外发展趋势，研究和设计了以TMS320F2812芯片为控制核心的电力系统稳定器。
基于TMS320F2812的电力系统稳定器能够在较大的电力系统运行范围内向系统提供充分的阻尼,抑制低频振荡，提高系统的稳定性.关键词:电力系统稳定器低频振荡 TMS320F2812 移相触发ABSTRACTWith the development of the society, the size of power system is expanding.Heavy—load and long—distance transmission lines are increasing constantly , and the fast excitation system and A VR are widely used。
All the development makes the problem of Power System Low Frequency Oscillation more and more significant 。
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 。
2010年第4卷第3期南方电网技术研究与分析2010，V ol. 4，No. 3 SOUTHERN POWER SYSTEM TECHNOLOGY Study&Analysis 文章编号：1674-0629(2010)03-0067-05 中图分类号：TM743 文献标志码：A PSD-BPA与PSS/E暂态稳定数学模型比较韩松1，徐政1，吴小辰2，金小明2(1. 浙江大学电机系，杭州310027；2. 南方电网技术研究中心，广州510623)摘要：对中国电力科学研究院引进并再开发的PSD-BPA程序与Siemens PTI公司开发的PSS/E程序的暂态稳定数学模型进行了分析比较。
通过对一个3机9节点交流系统算例和南方电网交直流系统算例的仿真计算，比较了两个程序的潮流和暂态稳定计算结果。
分析和计算表明，两个程序的计算结果比较接近。
关键词：PSD-BPA；PSS/E；电力系统仿真；暂态稳定；数学模型Comparison of Mathematical Models for Transient Stabilitybetween PSD-BPA and PSS/EHAN Song1, XU Zheng1, WU Xiaochen2, JIN Xiaoming2(1. Department of Electrical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China;2. CSG Technology Research Center, Guangzhou 510623, China)Abstract: Both PSD-BPA and PSS/E are simulation programs, and the former is introduced and developed by China Electric PowerResearch Institute while the latter is developed by Siemens PTI (Power Technologies International). This paper analyzes andcompares the mathematical models for transient stability in PSD-BPA and PSS/E, and calculates examples of a 3 machine and 9 busAC system and an actual AC/DC system in China Southern Power Grid on power flow and transient stability with the two software respectively．The results of the analysis and calculation show that the conclusions of PSD-BPA and PSS/E are almost the same．Key words：PSD-BPA; PSS/E; power system simulation; transient stability; mathematical modelPSD-BPA电力系统分析程序（简称BPA）[1−2]是中国电力科学研究院1980年左右从美国BPA （Bonneville Power Administration）引进的电力系统分析软件包。
关于PSS 的数学模型一、PID 控制模型及PSS 相加点EXC9000励磁调节器自动通道的主控制部分如图1所示。
其中：PSS_uk 为PSS 加入点，PID 输出的有效数据范围是：-10000～＋10000。
图1 自动通道的主控制环节PSS 的相位补偿作用由两部分组成：（1）Φe ：励磁系统本身的相位滞后特性――即励磁系统在线无补偿频率特性。
指从PSS 加入点到发电机输出的相位。
（2）Фpss ：通过PSS 模型整定的相位补偿特性。
指从PSS 输入点到PSS 加入点即PSS 环节产生的相位补偿。
PSS 整体的相位补偿角度为：以-ΔP e 为参考，有补偿相位＝Фpss ＋Φe 。
二、PSS1A 的数学模型EXC9000励磁调节器自动通道的PSS1A 的数学模型如图2所示。
图2 PSS1A 的数学模型PSS1A 的数学模型，以发电机电功率做为PSS 的输入，是单变量输入。
发电机电功率很容易通过测量的方法获得，是PSS 中普遍采用的输入变量。
从抑制低频振荡的效果来说，发电机电功率作为产生附加电磁力矩的参考量，是最有效的变量。
PSS1A 存在的主要问题是反调现象。
正常调节情况下，当发生有功功率振荡时，电功率增加，PSS 输出负值使励磁电流减少，从而减少电功率，起阻尼振UgPID 输出荡的作用。
但当调节原动机,使机械功率增加时,电功率也相应增加,此时由于PSS 的作用会使励磁减少。
这种因PSS 的原因，当原动机输出功率增加（或减少）时引起励磁电压、机端电压和无功功率减少（或增加）的现象，就称为反调。
反调对静态稳定不利。
使用PSS1A 时，为了避免“反调”现象，普遍采用的方法是：在调节发电机电功率输出过程中，暂时闭锁PSS ；而在调节稳定后，才解除闭锁，使PSS 再投入运行。
随着自动发电控制（Automation Generation Control ，即AGC ）广泛应用，发电机电功率调节速度变快，调节也变得十分频繁，电网不再允许采用暂时闭锁PSS 的方法解决“反调”问题。
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.
ﻫ
PＳＳ2B,双输入PSS,一个输入量是ω，一个是P,三级超前滞后环节。
其原理是利用ω和P计算发电机机械功率ΔPm和电磁功率ΔPｅ，二者一减得到发电机的加速功率ΔPa，这样当机组单方向增负荷或单方向减负荷时,加速功率等于零，PSＳ不起作用即不产生无功反调。
只有当机组有功增减变化即振动时，PSＳ才起作用,抑制系统低频振荡。
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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。
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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，应用更加少见，但是理论研究前景看好。
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。
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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（PSS２A）,如下图所示。
ﻫ2008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,PSS ３就是ＰＳS3B。
但是我们习惯上还是采用IEEＥ标准《ＩEＥE Ｓｔｄ421.5-2０0５ 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 EｘｃｉtatiｏｎＳyｓtｅm Mｏde ｌｓfoｒPower Ｓysｔem ＳtａｂiｌityＳｔudies）》来划分PS Ｓ模型。
