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电力系统稳定器培训教材（PSS）电力系统稳定器（PSS）是一种自动控制装置，是为改善同步电机稳定性而设计的，与励磁控制配合使用。
PSS有许多不同的实现方式。
自并励励磁系统具有高的增益和快速响应时间，这大大地提高了暂态稳定。
但与此同时，却趋向于降低对小信号的稳定（阻尼力矩）。
PSS控制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。
PSS的实现由于PSS的主要功能是对电力系统振荡增加阻尼，基本的控制理论可以指出，任何在电力系统振荡中可以测量到的信号，都可以作为很好的待选输入信号。
容易得到的信号是直接的转子转速测量值，频率和功率。
从系统设计的观点来看，在选择适当的输入信号时，有很多因素要考虑。
例如，直接的转子转速测量容易受到汽轮机发电机扭振作用的影响。
在发电机励磁控制系统中，引入发电机机端电压，发电机的功率、转速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，有效地平息系统的低频振荡，提高电力系统的稳定性。
电力系统稳定器（PSS-Power System Stabilizer）就是提供增加系统阻尼力矩的附加励磁控制部件。
电力系统稳定器是以发电机功率为信号的电力系统稳定器。
它由模拟电路组成。
输入发电机电压和电流，利用模拟乘法器测得发电机的电功率，经信号复归电路滤去稳态量，再由两级超前－滞后电路和增益控制电路进行相位和增益调整，输出信号送入励磁调节器中，与发电机端电压、给定电压相加共同控制发电机的励磁。
相位补偿角的选择：PSS的相位补偿电路主要用来补偿励磁调节器和发电机回路中的相位滞后，所以，PSS的相位补偿与调节器的参数以及励磁系统的形式有关。
进行相位补偿应在AVR参数确定并证明其特性良好的情况下进行，对于以功率为信号的PSS，一般要求0.2至2Hz的频率范围内，PSS 的相移角φp加励磁系统的滞后角φe为－60°～－120°。
辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司LIAONING DIAOBINGSHAN COAL GANGUE POWER PLANT CO.,LTD 电力系统稳定器PSS运行操作规程批准：审核：编制：2011年6月15日电力系统稳定器PSS运行操作规程1 电力系统稳定器PSS简介1.1 我厂1、2号机组微机励磁调节器AVR中均配备了电力系统稳定器PSS。
1.2 长传输线的使用会限制电网容量，经常导致电力系统稳定性问题，表现为现地、区域内角频率和有功0.2-3Hz的低频振荡。
电力系统稳定器PSS根据平均有功和瞬时有功计算有功加速度，并由此合成一含纠正相位及放大倍数的调节信号。
注入AVR的电压相加点，对有功的振荡产生阻尼，从而改善电力系统的稳定性。
1.3 电力系统稳定器PSS只在电力系统发生低频振荡时起作用，振荡平息后，作用自动中止。
1.4 发电机并网时，电力系统稳定器PSS只在发电机有功高于预设值、AVR自动方式并且发电机出口电压在整定范围内等条件下才能起控制作用。
2电力系统稳定器PSS操作2.1 电力系统稳定器PSS投入前必须检查是否具备投入条件，各定值参数正确。
2.2 电力系统稳定器PSS投退操作2.2.1 投入：手动旋转励磁调节屏“PSS”投退旋钮至“投入”位置，同时检查发电机各运行参数无明显变化，若出现波动则立即将旋钮复位，将PSS退出，并立即向省调汇报。
2.2.2 退出：将“PSS”投退旋钮至“退出”位置。
2.2.3 电力系统稳定器PSS投入运行中，若系统出现振荡时应由PSS 自动调节，不得自行将PSS退出。
3 电力系统稳定器PSS故障分析处理3.1 现象：无功幅度摆动，AVR输出电流、电压摆动，发电机励磁电流、电压摆动。
3.2 原因：3.2.1 以电功率作为输入信号的PSS，如果电功率测量出现问题，PSS输出出错，会导致无功大幅度摆动。
3.2.2以电功率作为输入信号的PSS，如果原动机输出功率发生变化，由于PSS本身无法分辨电功率系统的功率变化，造成PSS 按照测量的功率进行，会造成无功的摆动，即所谓的“反调”。
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。
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 。
2附件：宁夏并网发电机组电力系统稳定器（PSS）运行管理规定1 范围1.1宁夏电网调度、生产、运行、试验、科研等各部门在开展涉及直接并入宁夏电网110kV及以上电压等级电网的10万千瓦及以上火电机组、5万千瓦及以上水电组PSS运行管理方面各项工作时，需遵循本规定。
1.2其它机组开展PSS相关工作时可根据实际情况参照本规定执行。
2 依据本规定依据《电力系统安全稳定导则》、《西北电力系统调度规程》、《西北电力系统稳定运行规程》、《西北电力系统安全自动装置运行管理规定》、《西北电网并网发电机电力系统稳定器（PSS）运行管理规定（试行）》等制订。
3 职责分工3.1宁夏电力调度中心职责：（1） 在西北网调的统一协调下，提出宁夏电网对PSS功能和性能的要求和指标，参加技术标准和管理流程的制订和修改，参加专业技术交流等。
（2） 组织、协调宁夏中调直接管辖发电机组PSS性能验证试验。
（3） 组织宁夏中调直接管辖发电机组PSS性能验证试验报告审核，向西北网调上报调管机组PSS性能验证试验报告及审核结果备案。
（4） 编制并下达宁夏中调直接管辖发电机组PSS定值，向西北网调上报机组PSS定值备案。
（5） 根据电网实际运行工况和需要，确定宁夏中调直接管辖发电机PSS投退状态，并上报西北网调核准。
（6） 负责建立并维护宁夏中调直接管辖机组PSS适用于当前电网安全稳定分析工具的计算模型和参数，并将机组PSS计算模型和参数报西北网调备案。
（7） 负责建立并维护宁夏中调管辖机组PSS计算模型参数库。
（8） 在西北网调组织下定期开展电网小干扰稳定分析，校核宁夏电网各典型方式动态稳定水平，发现动态稳定薄弱环节，提出包括调整部分发电机组PSS定值及投退状态在内的提高电网动态稳定水平的对策，并在西北网调统一协调下安排相关并网电厂实施。
（9） 在公司生产、安监部门的组织下，参加本网调度管辖范围机组PSS相关事故调查和分析。
3.2并网发电企业职责：（1） 作为包括励磁系统PSS模块在内的发电机组及其附属控制系统的所有者，负责励磁系统PSS模块的选型安装、运行维护、调试检修及技术改造全过程工作，确保PSS在其3生命周期全过程处于良好的运行状态，满足运行可靠性和其他功能性运行指标要求。
电力系统稳定器(PSS)PSS原理及其作用为了既能利用高放大倍数的励磁调节器又能避免其负阻尼效应，人们对传统励磁系统进行了改进。
对一个可能引起负阻尼的励磁调节器，向其中注入某些附加控制信号，使之可以提供正的阻尼，平息振荡，这就是PSS最基本的原理。
PSS 作为一种附加励磁控制环节，即在励磁电压调节器中，通过引入附加信号，产生一个正阻尼转矩，去克服励磁调节器引起的负阻尼，控制量可以采用电功率偏差（△P）、机端电压频率偏差（△f）、过剩功率（△Pm）、和发电机轴速度偏差（△w）以及它们的组合等。
它不仅可以补偿励磁调节器的负阻尼，而且可以增加正阻尼，使发电机有效提高遏制系统低频振荡能力。
2 低频振荡产生原因分析及危害性电力系统低频振荡在国内外均有发生，通常出现在远距离、重负荷输电线路上，或者互联系统的弱联络线上，在采用快速响应高放大倍数励磁系统的条件下更容易出现。
随着电力电子技术的快速发展，快速励磁调节器的时间常数大为减少，这有效地改善了电压调节特性，提高了系统的暂态稳定水平。
但由于自动励磁调节器产生的附加阻尼为负值，抵消了系统本身所固有的正阻尼，使系统的总阻尼减少或成为负值，以至系统在扰动作用后的功率振荡长久不能平息，甚至导致自发的低频振荡，低频振荡的频率一般在0.2-2Hz之间。
低频振荡会引起联络线过流跳闸或系统与系统或机组与系统之间的失步而解列，严重威胁电力系统的稳定。
解决低频振荡问题成为电网安全稳定运行的重要课题之一。
PSS的构成和传递函数早期的PSS由分立元件构成，在微机式励磁调节器中PSS由软件构成，我厂3#、4#机组均是哈尔滨电机厂生产的三机无刷励磁发电机组,型号为QFSN-600-2YH，励磁调节器采用英国ROLLS-ROYCE(简称R-R)公司的数字式励磁调节器，PSS完全由软件构成，其PSS输入信号采用发电机电功率即△P，其结构如图1：。
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。
XXXX 发电有限责任公司电力系统稳定器（PSS）动态投运试验方案
中国电力科学院
xxx 电力试验研究所
xxxx 年xx 月xx 日
批准：审定：审核：编写：
1. 试验目的
XX 电厂两台发电机使用东方电机厂生产的300MW 发电机，励磁调节器为英国罗罗公司生产的TMR-A VR 型微机励磁调节器，励磁系统采用自并励静止可控硅励磁方式，属快速励磁系统，由于联网运行时对系统动态稳定影响较大，应尽快将励磁系统中电力系统稳定器(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。
2．编制依据
本方案按照中华人民共和国电力行业标准DL/T650-1998《大型汽轮机自并
励静止励磁系统技术条件》有关要求编制。
3. 组织措施为保证试验顺利进行，成立领导小组和试验小组。
人员组成如下：
3.1 现场试验领导小组组长：
副组长：成员：
3．2 现场试验专业组组长：成员：
4．发电机励磁系统简介
XX电厂2台发电机的励磁系统为机端自并励方式，励磁调节器和整流装置
由英国Rools- Royce 公司制造，是三模冗余静态励磁系统。
自动调节方式为
PID+PSS。
PSS输入信号为△ P有功信号。
4.1 主要设备参数
4.1 .1 发电机参数
制造厂：东方电机厂型号：QFSN-300-2-20
额定功率：300MW
额定电压：20kV
额定电流：10190A
额定功率因数:0.85
额定励磁电压:463V 实测值
额定励磁电流:2203 A 实测值
空载励磁电压: 169V 实测值
空载励磁电流: 815A 实测值
最大励磁电压：489V 实测值
励磁绕组电阻（15 ° C）: 0.1561 Q
纵轴同步电抗Xd （非饱和值）199.7% 纵轴瞬变（暂态）电抗Xd'（非饱和值/饱和值）26.61%/29.57% 纵轴超瞬变（次暂态）电抗Xc”（非饱和值/饱和值）16.18%/17.59% 横轴电抗Xq （非饱和值）193%
横轴瞬变（暂态）步电抗Xq'（非饱和值/饱和值）37%/41.77%
横轴超瞬变（次暂态）电抗 Xq ”（非饱和值/饱和值）17.5%/20.73%
负序电抗X2 （非饱和值/饱和值）19.74%/21.46%
4.1.2励磁变压器
漏抗（短路电压）：
4.1.3互感器变比
发电机定子电流 CT 变比：15000A/5A
发电机定子电压 PT 变比：20000V/100V
白噪声信号
Kp = 40/50（满载/ 空载）， Ki = 0.08 , K D = 0.04, Ti = 0.08s, Td = 0.04s
一次额定电压：20
kV 二次额定电压：0.94
kV
4. 2 PSS 投运频率响应试验的AVR PSS 频谱分析仪关系框图
6.2 发电机三相电压、三相电流：取自调节器屏上。
6.3 发电机转子电压U L :取自调节器屏上输出。
6.4 发电机转子电流I I ：取自调节器屏上输出。
6.5 阶跃响应试验输入信号、录波输出信号接线见下图
机端电压U AB ------- ► 转子电压U L ------ ► WFLC
电量
转子电流I L 分析仪
5. 试验前准备工作
5.1 试验使用仪器
5.2 将励磁调节器监视用计算机通过 RS-232串口与被试调节器联接，以便试
验时修改定值，并实时监视试验过程中调节器各参数的变化情况。
5.3 集控室设专人监视各参数，准备两对对讲机，用于试验时通讯联络。
5.4 调度中心负责编写调度方案并安排试验时省网运行方式。
现场安全措施由 禹州电厂负责安排。
5. 5 XX 电厂PSS 静态投运试验完成。
5.6 PSS 参数根据系统计算和静态试验的结果，确定好预备整定的参数。
5. 7 PSS 频率响应试验时，PSS 模拟信号输入在 AVR 底板背面的TB2L TB2H
和TB2D 端子上，端子01为正，02为负。
三个通道要同时加入白噪声信号。
6. 录波量测点配置
试验时对下列各电气量进行测量或录波
6.1发电机定子电压：频率响应特性测试时，经变送器变换为直流电压后送至
频谱分析仪；阶跃响应试验时，接入 WFLC 分析仪。
6.6 阶跃响应试验方法
调节器自动通道运行。
⑴ 发电机电压在额定值。
⑵ 在Miscellaneous 中，在Step Size For Digital Step 中输入阶跃量为0.05 (5%)，然后点击Assert Digital Step 框中的向下箭头为负阶跃，使机端电压降至
0.95U N ，同时启动录波。
⑶ 点击Assert Digital Step 框中的向上箭头返回原整定值，进行+5%阶跃
试验，同时启动录波。
7．试验内容及步骤7.1 负载时动态试验
7.1.1 在线无补偿励磁系统频率响应特性测试
发电机并网运行，有功功率接近额定，分别在励磁调节器后背板上TB2D、TB2H TB2L端子排的01、02号端子上用HP3582A频谱仪加入噪声信号，将发
电机PT三相电压接入FLC-1测试仪中，将噪声信号和FLC-1输出接入HP3582A 的A B端，PSS参数选择中的Inhibit PSS 应为0 (表示投入PSS，Enable
Voltage High Level 应为1.1 标幺值，Enable Voltage Low Level 应为0.90。
在上述条件满足后，选择PSS按钮，PSS开始运行。
逐步增大HP3582A勺噪声
输出电平，使发电机电压波动，但不超过2%，实测励磁系统无补偿频率响应特
性曲线，重点记录相频特性和幅频特性中0.1Hz—2Hz范围内相位滞后角①E及
增益变化。
7. 2. 3 在线有补偿励磁系统频率响应特性仿真
PSS 中的各项参数先按英国罗罗公司调试时给定值给定。
隔直环节
(Washingout)时间常数T1=1.5，PSS平均电功率时间常数(相当于一级隔直环
节)Te=10,三极超前/滞后(LEAD/LAG)环节时间常数分别为T2=0.2、T3=4、
T4=0.12、T5=0.1、T6=0.8、T7=1.1。
限幅值VSTmin =VSTmax=0.05标幺值，PSS
投入有功闭锁取0.3标幺值，PSS增益取2, PSS延时取0.14。
根据以上参数,
计算PSS相频特性和幅频特性，得到0.1Hz—2Hz范围内相位滞后角相频特性中
0.1Hz —2Hz时相位滞后角①E及增益变化。
在0.2 —1Hz频段内，相位角①E +①
PSS应接近于90度，偏差不超过30度。
不满足要求时，修改超前/滞后（LEAD/LAG
环节时间常数T2，T3，T4，T5，T6，T7。
7. 2. 4 PSS负载阶跃干扰试验
发电机并网运行，有功功率接近额定，将发电机PT及CT二次侧三相电压
和三相电流接入WFLC电量分析仪中准备录波。
操作励磁调节器监控机，先将
PSS切除，用FLC-1调整一不大于5熾定参考电压值，在励磁调节器后背板上
TB2D TB2H TB2L端子排的01、02号端子突然加入，同时启动WFL（录波，记
录有功功率的摆动幅值和次数（也可用自动励磁调节器监控机中加入阶跃量）将PSS投入，同样工况下重复以上试验，录波观察，有功功率的摆动幅值和次数应减少。
7.2.5 PSS 临界增益测定试验
发电机并网运行，有功功率接近额定，将发电机PT及CT二次侧三相电压和三相电流接入WFLC电量分析仪中准备录波，操作励磁调节器监控机将
PSS投入，逐渐增大PSS增益，当出现频率较高的电磁环振荡时，立即将增
益减小，此时的增益值即为PSS临界增益值。
7.2.6 PSS 增益值设定
操作励磁调节器监控机将PSS增益设定为临界增益值的约三分之一，将PSS投入，同时观察发电机各运行参数，应稳定运行。
7.2.7 PSS 反调试验
PSS 投入运行，按正常运行增减负荷速度改变有功功率，观察调节器输出
电压和电流，不应出现随有功功率变化而大幅度摆动现象。
8．安全注意事项
8.1 试验方案、调度方案准备就绪；有关试验及操作人员熟悉本方案。
8.2 系统运行方式及机组运行工况满足试验要求，试验方可进行。
8.3 试验中一旦出现异常，应立即暂停试验，待分析研究后再决定试验是否继
续进行。
8. 4试验接线时，应严防CT回路开路，PT回路短路。
8．5 试验中一旦出现功率摆动增大现象，应立即将励磁方式切至手动，同时减少有功，增加有功，若摆动仍不能消除，应立即停机。
8.6 试验前应确认励磁调节器工作正常，自动手动切换工作正常，增减磁操作正常，发变组保护应投入。
8.7试验中使用对讲机应距离AVR柜5M以上。
8.8 试验中自动通道与手动通道切换时，应在两者输出平衡时进行，以免切换时出现较大波动。
8.9 每次试验结束后，应立即检查试验录波完好，否则应重复该项试验。
