PSS電力系統(tǒng)穩(wěn)定器模型

1、 技術支持部文檔模板標題 文檔密級：內(nèi)部公開按照標準技術語言：電力系統(tǒng)穩(wěn)定器Power System Stabilizer簡稱PSS，是勵磁調(diào)節(jié)器通過一種附加控制功能，借助于AVR控制勵磁輸出，阻尼同步電機的低頻功率振蕩，用以改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定性能的一個或一組單元。按照陳小明理解的技術語言：PSS是勵磁調(diào)節(jié)器自動通道（自動電壓調(diào)節(jié)器AVR）的附加環(huán)節(jié)或者附加裝置，以低頻0.22.5Hz的有功功率擺動作為輸入，經(jīng)過放大和調(diào)整相位后疊加在AVR輸出上，產(chǎn)生同發(fā)電機阻尼繞組一樣效果的正阻尼，抵消單純電壓偏差調(diào)節(jié)的AVR所產(chǎn)生的負阻尼，防止電力系統(tǒng)出現(xiàn)低頻振蕩，提高電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性。顯然，PSS只有一

2、個疊加到AVR的輸出量，至于輸入量最少一個。按照PSS輸入的不同可以劃分出不同的PSS模型。按照其他方式劃分，又有其他模型。無論什么理論，只要一說到分類，張三李四王麻子各有各的愛好，分類也就越來越多。幸好PSS源于美國，且數(shù)學模型研究不是中國人的特長，因此，PSS模型的劃分還是比較簡單的，美國電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)1992年將PSS劃分PSS1A型（單輸入）和PSS2A型（雙輸入），2005年版的IEEE為將PSS劃分PSS1A（單輸入Single-input PSS）、PSS2B（雙輸入Dual-input PSS）、PSS3B（雙輸入Dual-input PSS）、PSS4B（多

3、頻段Multi-band PSS），這是目前PSS模型最權威的分類，也是學習和交流PSS技術的重要依據(jù)。PSS1A，單輸入PSS，兩級超前滯后環(huán)節(jié)。最早的輸入量是頻率，現(xiàn)在普遍采用功率P，利用隔直環(huán)節(jié)得到P,再對P進行超前滯后處理，以達到抑制低頻振蕩之目的。PSS1A主要適用于火電廠，因為火電機組調(diào)負荷很慢，其有功變化頻率不在PSS1A的頻率范圍，不會產(chǎn)生機組無功反調(diào)。PSS1A，簡單可靠。所謂反調(diào)，就是發(fā)電機無功隨有功增減而減增，顯然不利于電力系統(tǒng)穩(wěn)定，需要避免。  PSS2B，雙輸入PSS，一個輸入量是，一個是P，三級超前滯后環(huán)節(jié)。其原理是利用和P計算發(fā)電機機械功率Pm

4、和電磁功率Pe，二者一減得到發(fā)電機的加速功率Pa，這樣當機組單方向增負荷或單方向減負荷時，加速功率等于零，PSS不起作用即不產(chǎn)生無功反調(diào)。只有當機組有功增減變化即振動時，PSS才起作用，抑制系統(tǒng)低頻振蕩。PSS3B也是雙輸入PSS，一個輸入量是，一個是P，相當于一個輸入的單PSS與一個P輸入的單PSS疊加、協(xié)調(diào)工作，在我國使用很少，我估計參數(shù)不好整定。  PSS4B是一個多頻段的PSS，將分成三個頻率段分別處理最后再疊加，可以提高PSS在超低頻范圍的作用，非常復雜，應用更加少見，但是理論研究前景看好。 比較IEEE1992年版和2005年版PSS模型分類，PSS1

5、A的分類沒有變化，增加了PSS3B和PSS4B。令人困惑的是用P222B取代了PSS2A，為什么IEEE要用PSS2B來取代PSS2A呢？比較PSS2A和PSS2B，二者都是雙輸入PSS，都是采用加速功率計算原理，唯一的區(qū)別是PSS2A只有兩級超前滯后環(huán)節(jié)，而PSS2B具有三級超前滯后環(huán)節(jié)。超前滯后環(huán)節(jié)多，參數(shù)的調(diào)整方便，更加適用于工程領域。 在2005年版IEEE之前，中國電力科學院發(fā)現(xiàn)只有兩個超前滯后環(huán)節(jié)的PSS2A調(diào)整參數(shù)不方便，故實踐中增加了一個環(huán)節(jié)，并把這種具有三個超前滯后環(huán)節(jié)的PSS2A稱為的“改進型PSS2A”，從原理上稱為“雙輸入信號加速功率型PSS”。2005年IE

6、EE修訂了PSS模型標準，把具有三個超前滯后環(huán)節(jié)的PSS2A稱為PSS2B，替代了原來的PSS2A模型。顯然，從原理上講，PSS2B也就是PSS2A，因此造成PSS2A與PSS2B在工程實踐混用。但是按照IEEE的新標準，現(xiàn)在應該改叫PSS2B。PSS在國外的歷史始于上世紀60年代，在我國始于70年代，著名PSS專家劉取老師在電力系統(tǒng)穩(wěn)定性及發(fā)電機勵磁控制序言中對此有一個簡單敘述。2006年水電勵磁技術標準DLT583_2006大中型水輪發(fā)電機靜止整流勵磁系統(tǒng)及裝置技術條件將PSS劃分為“廣義形式的單輸入電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS1A型)”和雙輸入電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS2A），如下圖所示。

7、0;    2008年國家勵磁技術標準GBT7409.2-2008同步電機勵磁系統(tǒng)電力系統(tǒng)研究用模型將PSS劃分為PSS1（單輸入信號PSS）PSS2（加速功率型PSS）PSS3（雙輸入信號PSS），也如下圖所示。     顯然，國標的PSS1就是IEE的PSS1A，PSS2就是PSS2B，PSS3就是PSS3B。但是我們習慣上還是采用IEEE標準IEEE Std 421.5-2005 IEEE推薦的電力系統(tǒng)穩(wěn)定研究用勵磁系統(tǒng)數(shù)學模型（IEEE Recommended Practice for Excitation System Models for