PSS電力系統(tǒng)穩(wěn)定器模型

1、按照標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)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空制勵磁輸出， 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(shù)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 0.2 -2.5Hz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(fù)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只有一個疊加到AVR的輸出量

2、，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(xué)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 ）、PSS

3、4B（多頻段Multi-band PSS，這是目前PSS模型最權(quán)威的分類，也是學(xué)習(xí) 和交流PSS技術(shù)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(jìn)行超前滯后處理，以 達(dá)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(fù)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。 E 帯 fFigure 8-1Type PSS1ASingle*input PSS I后環(huán)節(jié)*:PSS2B，雙輸入PS

4、S，一個輸入量是3, 個是P,三級超前滯后環(huán) 節(jié)。其原理是利用3和P計算發(fā)電機機械功率 Pm和電磁功率 Pe,二者 一減得到發(fā)電機的加速功 率厶Pa,這樣當(dāng)機組單方向增負(fù)荷或單方向減負(fù) 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(dāng)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，個輸入量是3, 個是P,相當(dāng)于一個 3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。Figure 8*3Type PSS3BDuabinput PSSPSS4B是一個多頻段的PSS，將3分成三個頻率段分別處理最后再 疊加

5、，可以提高PSS在超低頻范圍的作用，非常復(fù)雜，應(yīng)用更加少見，但 是理論研究前景看好。vL maxFigure 8-4aType PSS4BMulti-band PSS比較IEEE1992年版和2005年版PSS模型分類，PSS1A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(lǐng) 域。A Pa加速功

6、率.超前滯:超前灘: 后環(huán)節(jié)! *后環(huán)節(jié)q : IFigure 16-Type PSS2A-Dual Input Power System Stabilizer在2005年版IEEE之前，中國電力科學(xué)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(jìn)型PSS2A ”從原理上稱為“雙 輸入信號加速功率型PSS”。2005年IEEE修訂了 PSS模型標(biāo)準(zhǔn)，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

7、踐混用。但是按照IEEE的新標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在應(yīng)該改叫PSS2B。PSS在國外的歷史始于上世紀(jì)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(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(shù)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。廣義畛式的單輸入電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PASI島型圖5雙輸入電力系統(tǒng)穩(wěn)定S （PSS2A型2008年國家勵磁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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

8、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。1 1十譏1 HjTwi"I屜a1 5科l+iTnHEJl十譏EJt*i>-51 + j Ffa圈舊加噩勸臨型他力乘繪犠定器蛭型卜閱2単)+jTh1 + 17'nl + iTpj7Hl! V廠二1+jTh1 + tTn1 +【/ ¥ m U站土“ffl用 卑端入佶號電力厭竦iftir器愼蟹PSS1型圖20雙輸入信號電力系統(tǒng)穩(wěn)定器模型卩鬧3型顯然，國標(biāo)的PSS1就是IEE的PSS1A, PSS2就是PSS2B, PSS3 就是PSS3B但是我們習(xí)慣上還是采用IEEE標(biāo)準(zhǔn)IEEE Std 421.5-200