电力系统稳定器PSS模型简介

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-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。

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。

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。

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。

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 Power System Stability Studies）》来划分PSS模型。