PSS(电力系统稳定器)模型

技术支持部文档模板标题 文档密级：内部公开按照标准技术语言：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0.22.5Hz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P,再对P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。PSS2B，双输入PSS，一个输入量是，一个是P，三级超前滞后环节。其原理是利用和P计算发电机机械功率Pm和电磁功率Pe，二者一减得到发电机的加速功率Pa，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。PSS3B也是双输入PSS，一个输入量是，一个是P，相当于一个输入的单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。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。 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 Pow