电力力系统稳定器整定试验导则(试行)
附件
南方电网电力系统稳定器整定试验导则
（试行）
Guide for Setting Test of Power System Stabilizer
（For Trial Implementation）
目次
前言................................................................................. III
1 范围 (1)
2 规范性引用文件 (1)
3 术语和定义 (1)
4 电力系统稳定器的整定试验条件 (2)
4.1 对电力系统稳定器的要求 (2)
4.2 对自动电压调节器（AVR）的要求 (2)
4.3 对原动机调速器的要求 (3)
4.4 对试验人员的要求 (3)
4.5 对试验仪器的要求 (3)
4.6 对试验机组运行工况的要求 (3)
4.7 电力系统稳定器参数的预计算 (3)
5 电力系统稳定器整定试验内容、方法、步骤和试验结果评判 (3)
5.1 试验范围 (3)
5.2 电力系统稳定器环节模型参数的确认 (3)
5.3 电力系统稳定器输入和输出信号标定和部分参数确定 (3)
5.4 励磁控制系统无补偿相频特性的确定 (4)
5.5 励磁控制系统有补偿相频特性的确定 (4)
5.6 电力系统稳定器增益的确定 (5)
5.7 效果检验 (6)
5.8 反调试验 (7)
5.9 其他说明 (7)
6 试验报告 (8)
附录A （规范性附录）励磁控制系统无补偿相频特性的计算方法 (9)
附录B （规范性附录）电力系统稳定器增益的估算方法 (11)
附录C （规范性附录）复核性计算 (12)
前言
GB/T 7409.3 《同步电机励磁系统大、中型同步发电机励磁系统技术要求》提出励磁系统的附加功能含有电力系统稳定器，DL/T650-1998《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》和DL/T843-2003《大型汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件》对PSS的配置、性能、试验项目和整定要求提出了一般要求，IEEE Std 421.2-1990《IEEE Guide for Identification,Testing,and Evaluation of the Dynamic Performance of Excitation Control Systems》提出了小信号性能准则、励磁系统控制稳定性和小信号性能试验要求。本标准基于以上标准对南方电网并网发电机组的电力系统稳定器整定试验作出规定。
本标准的附录A、附录B和附录C为规范性附录。
本标准由中国南方电网电力调度通信中心提出并负责解释。
本标准起草单位：中国南方电网电力调度通信中心，中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心。
本标准主要起草人：苏寅生、周剑、刘增煌、彭波、陈迅。
本标准自2009年10月1日起执行。
南方电网电力系统稳定器整定试验导则（试行）
1范围
本标准规定了南方电网并网发电机组的电力系统稳定器（Power System Stabilizer，简称PSS）现场整定试验和校核计算的内容、条件和方法。
本标准适用于南方电网并网发电机组的电力系统稳定器现场整定试验和校核计算。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 7409 同步电机励磁系统
DL/T 583 大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件
DL/T 650 大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件
DL/T 843 大型汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件
3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1
电力系统稳定器Power System Stabilizer
同步发电机励磁系统中的一种附加控制，它借助于自动电压调节器控制同步电机励磁，用以阻尼电力系统功率振荡。输入变量可以是转速、频率、功率，或多个变量的综合。
3.2
反调Reverse Action
因PSS的原因，当原动机输出功率增加（或减少）时引起励磁电压、同步电机电压和无功功率减少（或增加）的现象。
3.3
励磁控制系统无补偿频率特性Uncompensated Frequency Response of an Excitation Control System
由PSS产生的同步电机附加力矩T e对于PSS输出信号U sT的频率响应特性。工程上常用指定工况下的机端电压U t代替T e。
3.4
励磁控制系统有补偿频率特性Compensated Frequency Response of an Excitation Control System 由PSS产生的同步电机附加力矩T e对于PSS输入信号U sI的频率响应特性。工程上常用指定工况下的机端电压U t代替T e。
3.5
阻尼力矩Damping Torque
引起功率振荡衰减的力矩分量。
3.6
地区振荡模式Local Mode
一个发电厂的一台到多台同步电机或局部地区相邻的若干电厂相对于其他机组、其他电厂或电力系统产生的频率一般在0.7Hz至2Hz范围内的振荡模式。
3.7
区域间(联络线)振荡模式Interarea Mode or Tieline Mode
在一个电力系统内的一个区域的同步电机机群相对于另一区域的同步电机机群的振荡模式。区域间振荡模式的频率低于地区振荡模式的频率。
3.8
电力系统稳定器的直流增益（即电力系统稳定器增益）DC Gain of PSS
不包括隔直环节、振荡频率为零时的PSS 增益。
3.9
电力系统稳定器的交流增益 AC Gain of PSS
包括隔直环节、与不同振荡频率相对应的PSS 增益。
3.10
电力系统稳定器的临界增益 Critical Gain of PSS
不引起励磁控制系统失稳现象的PSS 的最大增益。
3.11
凝聚函数（Aggregate Function ）
也称为常相干函数或者谱相关函数，反映了测试系统的输出信号在数量上多大程度来源于输入信号，为：
输出信号的功率谱
输入信号的功率谱互功率谱2 ）的（输入信号和输出信号 当该值为1时，说明系统中没有噪声干扰，输出信号完全来自输入信号；如果该值为0，说明输出信号完全来自噪声。一般认为，当该值≥0.8时，输出信号与输入信号是凝聚的或相关的。
4 电力系统稳定器的整定试验条件
4.1 对电力系统稳定器的要求
4.1.1 电力系统稳定器类型应符合下述要求：
a) 水轮发电机和燃气轮发电机应首先选用无反调作用的PSS ，例如加速功率信号或转速（或频率）
信号的PSS ，其次选用反调作用较弱的PSS ，如有功功率和转速（频率）双信号的PSS ，不宜选用单有功功率信号的PSS ；
b) 具有快速调节机械功率作用的大型汽轮发电机应选用无反调作用的PSS ，其他汽轮发电机可选
用单有功功率信号的PSS 。
4.1.2 当采用转速信号时应具有衰减轴系扭振信号的滤波措施。
4.1.3 制造厂应提供电力系统稳定器和自动电压调节器数学模型，PSS 数学模型宜符合GB/T7409标准的规定。
4.1.4 电力系统稳定器基本性能应符合下列要求：
a) PSS 信号测量环节的时间常数应小于40ms ；
b) 有1个～2个隔直环节，隔直环节时间常数可调范围，对有功功率信号的PSS 应不小于0.5s ～
10s ，对转速（频率）信号的PSS 应不小于5s ～20s ；
c) 有2个～3个超前-滞后环节，交流励磁机励磁系统宜具备三级超前滞后环节；
d) PSS 增益可连续、方便调整，对功率信号的PSS 增益可调范围应不小于0.1～10，对转速（频
率）信号的PSS 增益可调范围应不小于5～40；
e) 有输出限幅环节。输出限幅应在发电机电压标幺值的±5%～±10%范围可调；
f) 应具有手动投退PSS 功能以及按照发电机有功功率自动投退PSS 功能，并显示PSS 投退状态； g) PSS 输出噪声应小于±0.005pu ；
h) PSS 调节应无死区；
i) 应具备进行励磁控制系统无补偿相频特性测量的条件，宜具备进行励磁控制系统有补偿相频特
性测量的条件；
j) 应能接受外部试验信号，调节器内应设置信号投切开关；
k) 应能内部录制试验波形并能保存、输出和查看，或输出内部变量供外部录制波形；
l) 数字式PSS 应能在线显示、调整和保存参数，时间常数应以有名值（单位为秒）表示，增益
和限幅值应以标幺化表示，参数应以十进制表示。
m) 数字式PSS 的各参数应能连续平滑设置，时间常数的最小分辨率应能达到10ms 。
n) PSS 自动投退的功率值应为可整定值。
o) PSS 投入和退出的信号可接入远方调度端。
4.2 对自动电压调节器（AVR ）的要求
a)A VR静态增益应满足GB/T7409规定的发电机端电压静差率要求；
b)发电机空载电压给定阶跃响应应符合GB/T7409、DL/T650、DL/T843、DL/T583等标准规定的
要求；
c)A VR暂态和动态增益应满足GB/T7409、DL/T650、DL/T843、DL/T583等标准规定的强励要
求；
d)A VR应具备外加模拟信号入口，以将外加信号取代PSS输出信号加入到A VR中。
4.3对试验人员的要求
a)应了解PSS原理，掌握PSS整定试验方法，具备相应的专业能力；
b)应熟悉被试机组的励磁控制系统（包括A VR和PSS），当被试机组PSS采用有功功率信号时应
了解机组原动机实际的出力最大变化速率和变化量。；
c)应准备好有关计算工具和程序；
d)应编制试验方案和制定相应的安全措施。
4.4对试验仪器的要求
a)宜采用频谱分析仪进行频率响应特性测量。频谱分析仪的测量频率范围应不小于0.1Hz～
10Hz，频谱分辨率不小于400线，输出的测量噪声信号可选随机噪声信号（Random Noise）或周期性调频信号（Periodic Chirp），信号的幅值可调范围应不小于0V～5V，信号的负载电流不小于20mA，幅值测量范围应不小于80dB；频谱分析仪应能可靠接地。
b)发电机电压测量环节的时间常数应不大于20ms；有功功率测量环节的时间常数应不大于
40ms，分辨率应不大于0.1%额定值。
4.5对试验机组运行工况的要求
a)被试机组应处于正常接线状态，运行稳定，继电保护投入运行，励磁系统无限制、异常和故障
信号；
b)被试机组有功功率应大于90%额定有功功率，无功功率应小于10%额定无功功率；
c)试验过程中被试机组无功功率波动应控制在±5%额定无功功率范围内。
d)被试机组的一次调频、AGC和自动无功功率调整功能应暂时退出。
4.6电力系统稳定器参数的预计算
4.6.1有条件时，宜在实际电网数据上或单机对无穷大系统上进行PSS参数预计算。
4.6.2预计算内容
a)本系统存在的最低机电振荡频率以及与本机组相关的低频振荡模式；
b)系统结构和工况变化时励磁控制系统无补偿相频特性变化范围，励磁控制系统无补偿相频特性
计算方法见附录A；
c)两种励磁控制系统无补偿相频特性(ΔU t/ΔU s和ΔE’q /ΔU s)的差异；
d)初步确定待选的PSS参数，PSS增益估算方法见附录B；
e)计算待选的PSS参数对系统扰动的影响和反调情况。
5电力系统稳定器整定试验内容、方法、步骤和试验结果评判
5.1试验范围
a)在励磁系统投产试验时，或在投产后规定的时段内应进行完整的PSS整定试验；
b)当PSS参数需要重新整定时，应进行完整的PSS整定试验；
c)仅修改PSS增益时，应进行临界增益试验和有、无PSS的发电机负载阶跃试验；
d)对模拟式PSS或采用独立CPU的数字式PSS，应每两年结合机组检修进行有、无PSS的发电
机负载阶跃试验；
e)一般大修试验应进行有、无PSS的发电机负载阶跃试验。
5.2电力系统稳定器环节模型参数的确认
PSS环节模型参数和功能指标的确认一般应在励磁调节器型式试验阶段完成，并且在产品使用说明书中给出有关说明。当制造厂不能提供相应的资料时应在PSS整定试验前进行PSS环节模型参数的确认工作。
5.3电力系统稳定器输入和输出信号标定和部分参数确定
a)对PSS输入信号应标定发电机额定视在功率为1pu（也可标定额定有功功率为1pu，但需要在
试验报告中说明），标定额定转速、额定频率为1pu；
b)对PSS输出信号，当PSS输出迭加到A VR电压相加点上时应标定发电机端电压额定值为1pu；
当PSS输出迭加到A VR电压相加点后的某环节的输出点时，应标定该嵌入点与A VR电压相加点之间环节在地区振荡模式频率下的增益为1pu，此时A VR电压相加点标定发电机端电压额定值为1pu；
c)电力系统稳定器输出限幅值的范围宜为±0.05pu～±0.10pu；
d)电力系统稳定器自动投退的有功功率应小于发电机正常运行的最小有功功率；
e)隔直环节参数应不造成要求频率范围内PSS信号相位和幅值的明显变化。
f)对PSS2A/2B类型的PSS，应收集发电机组的惯性时间常数T j，整定参数K s2为T7/T j。
5.4励磁控制系统无补偿相频特性的确定
5.4.1励磁控制系统无补偿相频特性应通过实际测量确定。
5.4.2实测励磁控制系统无补偿相频特性的方法和主要步骤
a)用频谱分析仪测量
1)选择试验信号源种类（随机噪声信号或周期性调频信号），选择频率范围；
2)将试验信号输出接到A VR的PSS嵌入点；
3)增大试验信号输出直至发电机电压有微小摆动，一般小于2%额定电压；
4)测量频率特性（ΔU t/ΔU s）；
5)减少试验信号输出至零；
6)观察、记录测量结果；曲线形状应符合规律、基本光滑、凝聚函数在关注频段内仅个别频
率点小于0.8，否则应调整试验信号幅值或采用其他类型信号源。
b) 用低频正弦信号发生器和波形记录分析仪测量
在0.1Hz～3.0Hz范围内取10个以上频率点，在所有选定的频率点上测量调节器PSS加入点到发电机电压的相频特性：
1)选定低频正弦试验信号的频率；
2)将试验信号输出接到A VR的PSS嵌入点；
3)逐步增大试验信号输出直至发电机电压有微小摆动（一般小于2%额定电压），波形稳定后
用波形分析记录仪记录波形，记录结束后减少试验信号输出至零；
4)选定新的试验信号频率，重复本条步骤2）、3）直至所有频率点测量完毕；
5)计算各个频率点下发电机电压相对于输入信号的相位。
5.5励磁控制系统有补偿相频特性的确定
5.5.1励磁调节器具备进行励磁控制系统有补偿相频特性测量的条件时，应通过实测确定励磁控制系统有补偿相频特性；无条件实测时，则应在完成PSS环节模型参数的确认的前提下，通过计算确定有补偿相频特性。
5.5.2对励磁控制系统有补偿相频特性的要求
PSS对系统可能发生的、与本机强相关的各种振荡模式（地区振荡模式和区域间振荡模式）应提供尽可能多的阻尼力矩。要求通过调整PSS相位补偿，使PSS输出力矩向量在0.2Hz~2.0Hz频率范围内滞后Δω轴的角度在-10o~45o之间；基于南方电网的特点，原则上要求PSS输出力矩向量在0.3Hz~0.8Hz 频率范围内滞后Δω轴的角度在0o~30o之间，并尽可能接近0o。
5.5.3确定励磁控制系统有补偿相频特性的方法和主要步骤
5.5.3.1实测励磁控制系统有补偿相频特性
5.5.3.1.1 实测励磁控制系统有补偿相频特性的条件
a)PSS为单信号输入或可以简化为单输入信号；
b)PSS具备外加模拟信号入口，将外加信号取代原输入信号加入到PSS中。
5.5.3.1.2 实测有补偿相频特性的主要步骤
a)根据励磁系统无补偿相频特性，确定一组PSS参数，增益可选择为频率等于1Hz 时的交流增
益为0.2；
b)选择试验信号源种类（随机噪声信号或周期性调频信号）和频率范围；
c)断开PSS原输入信号，将试验信号接到PSS的输入点；
d)增大试验信号输出直至发电机电压有微小摆动，一般小于2%额定电压；
e)测量发电机电压对于PSS输入点的频率响应特性；
f)减少试验信号输出至零；
g)观察、记录测量结果。曲线形状应符合规律、基本光滑、凝聚函数在关注频段内仅个别频率点
小于0.8，否则应调整测量信号幅值或采用其他信号源；
h) 检查有补偿相频特性是否满足5.5.2条的要求。不满足要求时，调整PSS 参数后重新进行测量，
直到满足要求为止。
5.5.3.2 计算励磁控制系统有补偿相频特性
当PSS 的输入为单信号时按照PSS 传递函数计算PSS 相频特性。当PSS 的输入为多信号时，按照信号之间关系转换为单信号PSS 后再计算PSS 相频特性。PSS 相频特性应包含PSS 输入量测量环节相频特性在内。励磁系统有补偿相频特性等于PSS 相频特性与励磁控制系统无补偿相频特性之和。调整PSS 相位补偿参数使励磁控制系统有补偿相频特性满足5.5.2条的要求。
5.6 电力系统稳定器增益的确定
5.6.1 PSS 增益应通过试验确定
5.6.2 对电力系统稳定器增益的整定要求
a) PSS 应提供适当的阻尼，有PSS 时发电机负载阶跃试验的有功功率波动衰减阻尼比应不小于
0.1；
b) PSS 增益应取极限增益的1/2~1/3（相当于开环频率特性增益裕量为6dB ～9dB ）；
c) 实际整定的PSS 增益应适当考虑反调和调节器输出波动幅度等因素。
5.6.3 现场试验法之一 ——临界增益法
5.6.3.1适用的条件和特点
本方法适用于增益易于调整的、具有手动投切功能的PSS 。
本方法可获得增益稳定裕量。
5.6.3.2 试验步骤
a) 在系统条件许可时宜退出同母线其他机组的PSS ；
b) 选择频率等于1Hz 时的交流增益为0.2；
c) 观察PSS 输出为零时投入PSS ；
d) 观察励磁调节器的输出或发电机转子电压有无持续振荡；
e) 退出PSS ；
f) 如无持续振荡则增大PSS 增益，如有持续振荡则减少PSS 增益，对双输入信号的PSS 要求按
比例增加或减少两个信号的增益；
g) 重复本条步骤c)、d)、e) 和f)，直至励磁调节器的输出或发电机转子电压出现微小、持续振荡
时为止，此时的增益即为临界增益；
h) 按照5.6.2确定PSS 增益，并确认PSS 投入后运行稳定、励磁调节器输出电压无异常波动。
5.6.4 现场试验法之二 ——PSS 开环输出/输入频率响应特性稳定裕量法
5.6.4.1 适用的条件和特点
本方法适用于可解开PSS 闭环并进行信号测试的PSS 。
本方法可获得PSS 开环频率特性的增益稳定裕量和相位稳定裕量。
5.6.4.2 试验步骤
a) 确定解开PSS 闭环的位置，如PSS 输入点或PSS 输出点。解开点的原信号流入端和流出端分
别为测试信号的输出和输入；
b) 对数字式调节器设置A/D 和D/A 变换器参数；
c) 确定闭环系统的开环放大倍数为1的开环频率特性增益余量频谱仪读数 L 0（dB ）
d) 设置 PSS 增益为预计算值或 1；
e) 逐步增大频谱仪噪声信号输出，直到所测频率特性在1 Hz ～10Hz 范围较为光滑，穿越频率明
确；
f) 测量输出/输入相位差为360°处的增益L m （dB ）；
g) 按式（1）计算需要调整的增益；
()20010em m L L L m K -+=…………………………………………………………( 1 )
式中：
K m ——需要增加的增益的倍数；
L em ——目标增益余量，取6dB ～9dB 。
h) 确认PSS 投入后运行稳定、励磁调节器输出电压无异常波动。
5.6.5 现场试验法之三——负载阶跃试验法
5.6.5.1 在PSS 装置不具备采用临界增益法或PSS 开环输出/输入频率响应特性稳定裕量法确定增益时，方可采用负载阶跃试验法。
5.6.5.2 试验步骤
a) 设置参考电压阶跃量（0.01～0.04）pu ；
b) 进行小阶跃量无PSS 的阶跃试验。如有功功率波动不明显，应加大阶跃量再进行试验； c) 进行同阶跃量下有PSS 的阶跃试验；
d) 计算有功功率振荡频率和阻尼比，当振荡频率不符合要求时应调整PSS 相位补偿参数，当阻
尼比不符合要求时应增大增益，再次进行有PSS 的阶跃试验直至满足5.6.5.4的要求。
e) PSS 增益扩大3倍进行负载阶跃试验，不出现持续振荡现象；
f) 投入PSS 后运行应稳定，调节器输出电压的波动应不大。
5.6.5.3 振荡频率和阻尼比的计算方法
取多个振荡周期按式（2）计算频率的平均值。
)/(112T T N f N -=+………………………………………………( 2 )
式中：
N ——计算周期数；
T 1——第一个峰值出现的时间，见图1，单位为秒（s ）；
T 2N+1——第（2N+1）个峰值出现的时间，单位为秒（s ）。
按照式（3）计算平均阻尼比ζ。
???
? ??--=++22122121N N P P P P Ln N π?………………………………………………( 3 ) 式中：
N ——计算周期数；
P 1、P 2——为第一个和第二个功率峰值，见图1，单位为兆瓦（MW ）；
P 2N+1、P 2N+2——为第（2N+1）个和第（2N+2）个功率峰值，单位为兆瓦（MW ）。
图1 发电机负载阶跃的有功功率响应 5.6.5.4 试验结果评判
a) 比较有无PSS 负载阶跃有功功率的振荡频率检验PSS 相位补偿和增益是否合理，有PSS 的振
荡频率应是无PSS 的振荡频率的95%～110%；
b) 有PSS 应比无PSS 的的负载阶跃响应的阻尼比提高0.05或0.1，其中0.05值对应无PSS 的阻
尼比大于0.1的情况，0.1值对应无PSS 的阻尼比小于0.1的情况。
5.7 效果检验
5.7.1 PSS 整定效果应通过现场发电机负载阶跃响应检验，还可根据情况补充进行其他检验。
5.7.2 发电机负载阶跃响应检验
5.7.2.1 发电机负载阶跃响应检验的目的
a) 检验对应地区性振荡的PSS 相位补偿参数是否正确有效；
b)检验PSS放大倍数是否适当。
5.7.2.2负载阶跃响应检验的方法
a) 设置参考电压阶跃量(0.01～0.04)pu；
b) 进行同阶跃量下有、无PSS的阶跃试验；
c) 比较有、无PSS时发电机负载阶跃响应的结果，应符合5.6.5.4要求。
5.7.3系统扰动检验的方法
系统扰动最常用且可行的方法是无故障切除发电厂的一条出线或系统的某一条联络线，也可以是切机、切负荷。在有、无PSS下各做一次扰动，录取线路和发电机的有功功率等量的波形。有PSS的振荡次数应少于无PSS的振荡次数，且有PSS时本机振荡的阻尼比应大于0.1。
5.7.4检验低频段PSS作用的计算方法
对于需要特别重视低频段阻尼作用的机组，可进行下述计算以说明PSS在低频段的作用。在单机对无穷大系统或者在多机系统中增大被试机组的转动惯量，使振荡频率降低到所需范围，进行有、无PSS的扰动计算，通过比较可以获得PSS对低频段低频振荡阻尼的影响，判断PSS在低频段的阻尼作用。
5.8 反调试验
5.8.1 适用范围
水轮发电机组、燃气轮发电机组和具有快速调节机械功率作用的汽轮发电机组上使用的各种形式的PSS都应进行反调试验。
5.8.2 试验目的
检验在原动机正常运行操作的最大出力变化速度下，发电机无功功率和发电机电压的波动是否在许可的范围。
5.8.3 试验准备
a)按照原动机正常运行操作的出力最大变化量和变化速度进行设定，例如连续减出力10%～20%
额定有功功率；
b)录波仪记录发电机有功功率、无功功率、励磁电压和发电机端电压。
5.8.4 安全措施
a)励磁调节器处于正常方式运行，各个限制保护设定正确，工作正常；
b)采用原动机正常运行操作方式；
c)先进行降原动机出力试验，再进行增原动机出力试验；
d)原动机出力变化量由小到预定值依次增加；
e)发生异常时停止原动机出力改变、退出PSS，并根据情况决定是否切到备用通道运行。
5.8.5 试验步骤
a)原动机出力不变时进行有、无PSS的稳态录波，观察有功功率和无功功率波动；
b)进行无PSS下的改变原动机出力试验，记录并观察有功功率、无功功率和发电机电压波动；
c)进行有PSS下的改变原动机出力试验，记录并观察有功功率、无功功率和发电机电压波动；
d)如不符合判别要求，则应视与区域间振荡模式相关程度选择以下措施：
1)采用输入信号为加速功率的PSS；
2)采用输入信号为转速的PSS；
3)增减原动机出力操作时短时闭锁PSS输出；
4)减少隔直环节时间常数；
5)减少PSS增益；
6)减少原动机出力调整幅度和速度（临时措施）。
5.8.6 试验结果评判
无功功率变化量小于30%额定无功功率，机端电压变化量小于3%～5%额定电压。
5.9 PSS自动投、退功能检验与整定
5.9.1 试验目的
检查PSS自动投、退功能是否正常，并设定PSS自动投、退定值。
5.9.2 试验步骤
a)将PSS自动投、退定值临时设置为略低于机组当前功率；
b)调整机组功率越过该设定值再恢复原功率，确认PSS自动退出、投入功能是否正确起作用；
c)整定PSS自动投切功率值，保证机组在可能出现的各种稳态运行工况下PSS均能可靠投入。
5.10 PSS的输出限幅功能检验与整定
5.10.1 试验目的
检查PSS输出限幅功能是否正常，并设定PSS输出限幅定值。
5.10.2 试验步骤
a)将PSS输出限幅定值临时设置为较小值（如±0.5%）；
b)进行发电机负载阶跃试验，确认PSS输出限幅功能正确起作用；
c)整定PSS输出限幅定值为±5%～±10%。
5.11 其他说明
a)采用合成加速功率的PSS需要先通过发电机负载阶跃确认合成机械功率点的波动最小；
b)抽水蓄能机组的PSS整定试验应在发电工况和泵工况下分别按照上述方法进行整定试验，且
PSS必须有根据发电工况/泵工况自动改变增益符号的功能；
c)复核性计算见附录C。
6 试验简报及报告
试验简报应包括以下内容：
a)机组A VR的模型和运行参数；
b)PSS模型和参数整定值（说明PSS输入输出信号的标定）；
c)给出PSS适应的频率范围，提出PSS投入条件和建议。
试验报告应包括以下内容：
a)试验机组及其励磁系统数据，包含A VR的模型和运行参数；
b)试验时间、试验工况、试验仪器和试验项目；
c)PSS参数确定方法；
d)励磁控制系统无补偿频率特性、PSS的相频特性、励磁控制系统有补偿频率特性；
e)PSS增益的确定
f)有、无PSS的发电机负载阶跃响应及其他检验结果；
g)反调试验结果；
h)PSS限制参数（如PSS自动投退定值、PSS输出限幅等）的校核；
i)PSS模型和参数整定值（说明PSS输入输出信号的标定）；
j)结论——评价PSS性能(包括PSS适用的频率范围)，提出投运PSS的条件和建议。
附录 A
（规范性附录）
励磁控制系统无补偿相频特性的计算方法
可采用以下三种方法之一进行励磁控制系统无补偿相频特性计算；
机组阻尼系数和转动惯量偏差对励磁控制系统无补偿相频特性的影响可忽略。
A.1 Phillips-Heffron模型的计算法
A.1.1 Phillips-Heffron模型
单机对无穷大系统线性化的Phillips-Heffron模型见图A.1。
图A.1 低频振荡分析用的单机对无穷大系统线性化Phillips-Heffron模型
A.1.2 励磁控制系统无补偿相频特性的计算步骤
a)已知参数：发电机X d、X’d、X q、T’d0、系统等值联系电抗X e、发电机阻尼系数D（汽轮发电
机可取D=2～5；水轮发电机可取D=0.05）、转动惯量T j、电压调节器的模型参数；
b)宜在以下两种工况下进行计算，P、Q和U t分别为发电机有功功率、无功功率和机端电压，各
量均以发电机额定值（S n、U tn）为基值：
1)对应最大滞后角的工况为：P=P n(P n为发电机额定有功功率)，Q=0pu，U t=1pu，X e=0.2pu；
2)对应最小滞后角的工况为：P=0.5pu，Q=0.5pu，U t=1pu，X e=0.4pu。
c)计算Phillips-Heffron模型中K1～K6；
d)计算对应上述两种工况的ΔU t/ΔU s和ΔE’q /ΔU s的频率特性，计算的频率范围应为0.1Hz～2Hz。
A.2 专用的电力系统分析程序建立单机对无穷大系统的计算法
a)已知发电机和励磁系统模型参数；
b)计算采用发电机模型应为5阶及以上，发电机阻尼系数可取0～0.05；
c)宜在以下两种工况下进行计算，P、Q和U t分别为发电机有功功率、无功功率和机端电压，各
量均以发电机额定值（S n、U tn）为基值：
1)对应最大滞后角的工况为：P= P n，Q=0pu，U t=1pu，X e=0.2pu；
2)对应最小滞后角的工况为：P=0.5pu，Q=0.5pu，U t=1pu，X e=0.4pu；
d)计算对应两种工况的ΔU t/ΔU s和ΔE’q /ΔU s的频率特性，计算的频率范围应为0.1Hz～2Hz。
A.3 专用的电力系统分析程序使用实际电网数据的计算法
a)已知实际电网数据、被试发电机励磁系统模型参数、其他机组励磁系统模型参数可采用同类励
磁系统的典型模型参数；
b)计算采用发电机模型应为5阶及以上，发电机阻尼系数可取0～0.05；
c)宜在以下两种工况下进行励磁系统滞后特性计算，有机端并列机组时宜计算并列的机组在线和
离线两种情况：
1)对应最大滞后角的工况为：全厂满发，被试机组高功率因数；
2)对应最小滞后角的工况为：全厂仅被试机组运行，P=0.5pu，低功率因数，多路出线仅留一
条运行；
d)计算对应两种工况的ΔU t/ΔU s和ΔE’q /ΔU s的频率特性，计算的频率范围应为0.1Hz～2Hz。
附录 B
（规范性附录）
电力系统稳定器增益的估算方法
B.1 估算条件
a)具备符合实际的发电机和励磁系统模型参数（包括PSS），在缺少实际的发电机组转动惯量时
可以采用典型值或制造厂的设计值进行计算；
b)使用适用的计算工具构成单机对无穷大系统，有电网数据时可在全网多机系统下进行计算；
c)PSS相位补偿参数通过试验或计算已经得到；
d)PSS增益可先设为1。
B.2 估算方法之一——临界放大倍数法估算
a)临界增益法可不计发电机阻尼系数和机组转动惯量的影响；
b)进行有PSS的发电机负载阶跃计算，增大PSS增益应见机组有功功率振荡减少，继续增大
PSS增益，当发电机转子电压出现高于本机振荡频率的持续振荡（振荡次数大于10次），此
时的PSS增益为计算的临界增益，振荡频率一般大于2Hz；
c)按照5.6.2要求，由临界增益确定PSS增益。
B.3 估算方法之二——负载阶跃法估算
a)负载阶跃法应考虑发电机阻尼系数和转动惯量的影响；
b)邻近单元机组有无PSS对试验机组负载阶跃阻尼比提高值影响不大；
c)进行无PSS的发电机负载阶跃计算；
d)进行有PSS的发电机负载阶跃计算，使有PSS的阻尼比比无PSS阻尼比提高0.05～0.1，其
中0.05值对应无PSS的阻尼比大于0.1的情况，0.1值对应无PSS的阻尼比小于0.1的情况。
对于机端并列机组有PSS的阻尼比比无PSS阻尼比提高0.1～0.2。
附录 C
（规范性附录）
复核性计算
C.1 复核性计算内容
电力系统运行部门接受PSS整定试验报告后可以选择以下一项或多项内容进行复核性计算：
a)进行阶段性全网小干扰稳定性计算（低频振荡模式分析）；
b)小干扰时域分析之一：进行有、无PSS负载阶跃响应计算，观察发电机有功功率振荡衰减情况。
对于区域间振荡模式可以采用增大试验机组惯性，使得负载阶跃产生对应于系统最低振荡频率的振荡；
c)小干扰时域分析之二：主变高压侧一条出线三相短路0.01s～0.04s后切除短路故障，或者主变
高压侧无故障切除一条出线，观察发电机有功功率振荡衰减情况；
d)大干扰时域分析：按照运行单位安全稳定分析规定进行大干扰校核，包括主变高压侧一条出线
三相短路后正常切除该线路，观察发电机有功功率振荡衰减情况。
C.2 复核性计算条件
采用符合实际的电力系统数据、发电机和励磁系统（包括PSS）模型和参数。
C.3 复核性计算结果判据
计算结果必须同时满足下列判据：
a)阶段性全网有、无PSS低频振荡模式比较，有PSS时全网不产生新的弱阻尼振荡模式；有PSS
时与试验机组有关的振荡模式阻尼比得到提高；
b) 时域响应计算的结果有PSS比无PSS的有功功率衰减的阻尼比应有提高，励磁电压不出现10
次以上的连续振荡。
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电力系统稳定器(PSS)现场整定试验方案
电力系统稳定器（PSS）现场整定试验方案 1．试验目的： 随着电力系统规模的不断扩大和快速励磁系统的采用，电力系统低频振荡的问题越来越突出，将系统中有关发电机的电力系统稳定器（PSS）投入可以明显改善系统的阻尼情况。 2．试验条件： 2．1 试验机组和励磁系统处于完好状态，调节器除PSS外所有附加限制和保护功能投入运行。 2．2 与试验2与试验有关的继电保护投入运行。 2．3调节器厂家技术人员确认设备符合试验要求。 2．4试验人员熟悉相关试验方法和仪器，检查试验仪器工作正常。 2．5试验时，发电机保持有功0.8pu以上,无功在0---0.2pu以下。 2．6同厂同母线其他机组PSS退出运行，机组AGC退出运行。 3．试验接线： 3．1 将发电机PI三相电压信号，A、C两相1将发电机PI三相电压信号，A、C两相电流信号以及发电机转子电压信号接入WFLC录波仪，试验时记录发电机的电压，有功功率和转子电压信号，对于交流励磁系统，还应将励磁机电压信号接入WFLC录波仪。 3．2 将动态信号分析仪的白噪声信号接入调节器的TEST输2将动态信号分析仪的白噪声信号接入调节器的TEST输入端子。 4．试验目的： 4．1 系统滞后特性测量 PSS退出运行，在PSS输出信号迭加点（TEST端子）输入白噪声信号，从零逐步增加白噪声信号的电平至发电机无功功率及发电机机端电压有明显变化，用动态信号分析仪测量发电机电压对于PSS输出信号迭加点的相频特性既励磁系统滞后特性。 注意：试验端子开路有可能造成发电机强励或失磁，要保证在迭加的信号被屏蔽的情况下进行接线或拆线。 4．2 PSS超前滞后参数整定 根据励磁系统滞后特性和PSS的传递函数计算PSS相位补偿特性和PSS 的参数。 4．3 有补偿特性试验 在PSS投入运行的情况下，在PSS的信号输入端输入白噪声信号，用动态信号分析仪测量发电机电压对于PSS信号输入点的相频特性，校验PSS补偿特性的正确性。 4．4 PSS临界增益测量 逐步增加PSS的增益，观察发电机转子电压和无功功率的波动情况，确定PSS的临界增益。 4．5 PSS增益整定 PSS的实际增益取临界增益的20%——30%。
武汉大学电力系统分析实验报告
电气工程学院 《电力系统分析综合实验》2017年度PSASP实验报告 学号： 姓名： 班级：
实验目的： 通过电力系统分析的课程学习，我们都对简单电力系统的正常和故障运行状态有了大致的了解。但电力系统结构较为复杂，对电力系统极性分析计算量大，如果手工计算，将花费 大量的时间和精力，且容易发生错误。而通过使用电力系统分析程序PSASP，我们能对电 力系统潮流以及故障状态进行快速、准确的分析和计算。在实验过程中，我们能够加深对电力系统分析的了解，并学会了如何使用计算机软件等工具进行电力系统分析计算，这对我们以后的学习和工作都是有帮助的。 潮流计算部分： 本次实验潮流计算部分包括使用牛顿法对常规运行方式下的潮流进行计算，以及应用PQ分解法规划运行方式下的潮流计算。在规划潮流运行方式下，增加STNC-230母线负荷的有功至1.5.p.u，无功保持不变，计算潮流。潮流计算中，需要添加母线并输入所有母线 的数据，然后再添加发电机、负荷、交流线、变压器、支路，输入这些元件的数据。对运行方案和潮流计算作业进行定义，就可以定义的潮流计算作业进行潮流计算。 因为软件存在安装存在问题，无法使用图形支持模式，故只能使用文本支持模式，所以 无法使用PSASP绘制网络拓扑结构图，实验报告中的网络拓扑结构图均使用Visio绘制， 请见谅。 常规潮流计算： 下图是常规模式下的网络拓扑结构图，并在各节点标注电压大小以及相位。 下图为利用复数功率形式表示的各支路功率（参考方向选择数据表格中各支路的i侧母
线至j侧），因为无法使用图形支持模式，故只能通过文本支持环境计算出个交流线功率，下图为计算结果。
电力系统功率特性和功率极限实验
电力系统实验指导书
第四章 电力系统功率特性和功率极限实验 一、实验目的 1． 初步掌握电力系统物理模拟实验的基本方法； 2． 加深理解功率极限的概念，在实验中体会各种提高功率极限措施的作用； 3． 通过对实验中各种现象的观察，结合所学的理论知识，培养理论结合实 际及分析问题的能力。 二、原理与说明 所谓简单电力系统，一般是指发电机通过变压器、输电线路与无限大容量母线联接而且不计各元件的电阻和导纳的输电系统。 对于简单系统，如发电机至系统d 轴和q 轴总电抗分别为X d 和X q ，则发电机的功率特性为： δδ2sin 2sin 2∑ ∑∑ ∑∑?-?+= q d q d d q Eq X X X X U X U E P 当发电机装有励磁调节器时，发电机电势E q 随运行情况而变化。根据一般励磁调节器的性能，可认为保持发电机E q （或E ）恒定。这时发电机的功率特 性可表示成： δδ2sin 2sin 2∑ ∑∑∑∑?'-'?+''='q d q d d q Eq X X X X U X U E P 或 δ'''='∑sin d q E X U E P 这时功率极限为 ∑ '='d Em X U E P 随着电力系统的发展和扩大，电力系统的稳定性问题更加突出，而提高电力系统稳定性和输送能力的最重要手段之一是尽可能提高电力系统的功率极限，从
简单电力系统功率极限的表达式看，提高功率极限可以通过发电机装设性能良好的励磁调节器以提高发电机电势、增加并联运行线路回路数或串联电容补偿等手段以减少系统电抗、受端系统维持较高的运行电压水平或输电线采用中继同步调相机或中继电力系统以稳定系统中继点电压等手段实现。 三、实验项目和方法 （一）无调节励磁时功率特性和功率极限的测定 1．网络结构变化对系统静态稳定的影响（改变x） 在相同的运行条件下（即系统电压U x、发电机电势保持E q保持不变，即并网前U x=E q），测定输电线单回线和双回线运行时，发电机的功一角特性曲线，功率极限值和达到功率极限时的功角值。同时观察并记录系统中其他运行参数（如发电机端电压等）的变化。将两种情况下的结果加以比较和分析。 实验步骤： （1）输电线路为单回线； （2）发电机与系统并列后，调节发电机使其输出的有功和无功功率为零； （3）功率角指示器调零； （4）逐步增加发电机输出的有功功率，而发电机不调节励磁； （5）观察并记录系统中运行参数的变化，填入表4-1中； （6）输电线路为双回线，重复上述步骤，填入表4-2中。 表4-1 单回线 020406080
电力系统稳定器装置说明
ＰＳＳ－１型 数字式电力系统稳定控制装置使用说明书 中国电力科学研究院 ２００４年４月
前言 研究表明，在发电机励磁控制系统中，引入除发电机机端电压以外的附加控制信号，如同步发电机的电功率，轴速度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－ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＳｔａｂｉｌｉｚｅｒ）就是提供增加系统阻尼力矩的附加励磁控制部件． ＰＳＳ－１型电力系统稳定控制装置适用于无电力系统稳定器的模拟式励磁调节器中，以增加励磁控制对系统低频振荡的阻尼作用．对于新型的数字式励磁调节器，在设计中都已经装备有稳定控制软件或硬件，一般不需要外加的ＰＳＳ部件．在特殊的情况下，如无整定计算资料，调试方法等，也可以使用本装置． 国内一些厂家仿进口装置开发了模拟式电力系统稳定器，但普遍存在着零漂影响大，元件易老化，参数不易确定等缺点，目前正在试图以数字式电力系统稳定器替代模拟式电力系统稳定器． 接入ＰＳＳ－１型数字式电力系统稳定器，需要２２０Ｖ或１１０Ｖ直流电源，励磁调节器（ＡＶＲ）中要有相加点，输入信号为发电机端ＰＴ三相线电压（额定为１００Ｖ）和发电机ＣＴ两相（Ａ，Ｃ）电流．对于水轮发电机励磁控制，还需要操作有功的闭锁接点，以便在人工增减发电机有功功率时闭锁ＰＳＳ输出，防止反调． PSS-1电力系统稳定器应用精确简单的算法原理，软、硬件采用模块化体系结构和高抗干扰设计，操作简单、实用，运行可靠。 PSS-1装置具有如下特点： 1.采用高性能的高速DSP（TMS320F243）单片数字信号处理控制器作为主控单元。 2.采用高速14位AD，极大提高测量精度。保护通道误差小于0.5%，量测通道误差小 于0.2%。 3.用大容量串行EEPROM存放参数定值，保证数据安全可靠。 4.采用全交流采样，软件数字滤波，彻底消除了硬件电路零漂的影响。 5.全中文液晶显示，操作界面直观简便。 6.装置具有完善的自检功能；三级Watchdog及电源监视功能，保证装置可靠运行。 7.所有定值和参数均可在面板上直接操作。 8.直接安装在励磁调节器柜上。 9.拔插式结构，CT回路采用自短路端子，便于检修。 10.电磁兼容设计，抗干扰能力强。 欢迎广大用户垂询并提出宝贵意见，我们将竭诚为用户服务。可按照用户要求特殊设计和生产。 一、用途及特点 PSS-1数字式电力系统稳定装置是新开发的自动装置。通过励磁控制系统，用来抑制
电力系统分析实验报告四(理工类)
西华大学实验报告（理工类） 开课学院及实验室： 实验时间 ： 年 月 日 一、实验目的 1)初步掌握电力系统物理模拟实验的基本方法。 2)加深理解功率极限的概念，在实验中体会各种提高功率极限措施的作用。 3)通过对实验中各种现象的观察，结合所学的理论知识，培养理论结合实际及分析问题的能力。 二、实验原理 所谓简单电力系统，一般是指发电机通过变压器、输电线路与无限大容量母线联接而且不计各元件的电阻和导纳的输电系统。 对于简单系统，如发电机至系统d 轴和g 轴总电抗分别为d X ∑和q X ∑，则发电机的功率特性为 当发电机装有励磁调节器时，发电机电势q E 随运行情况而变化，根据一般励磁调节器的性能，可认为保持发电机'q E （或' E ）恒定。这时发电机的功率特性可表示成 或 这时功率极限为 随着电力系统的发展和扩大，电力系统的稳定性问题更加突出，而提高电力系统稳定性和输送能力的最重要手段之一，就是尽可能提高电力系统的功率极限。从简单电力系统功率极限的表达式看，要提高功率极限，可以通过发电机装设性能良好的励磁调节器，以提高发电机电势、增加并联运行线路回路数；或通过串联电容补偿等手段，以减少系统电抗，使受端系统维持较高的运行电压水平；或输电线采用中继同步调相机、中继电力系统等手段以稳定系统中继点电压。 (3)实验内容 1)无调节励磁时，功率特性和功率极隈的测定 ①网络结构变化对系统静态稳定的影响（改变戈）： 在相同的运行条件下（即系统电压U-、发电机电势E 。保持不变．罚芳赆裁Ll=E 。），分别 测定输电线单回线和双回线运行时，发电机的功一角特性曲线，＆豆甍辜授冁蝮和达到功率极 限时的功角值。同时观察并记录系统中其他运行参数（如发电极端毫玉萼蔫交化。将两种 情况下的结果加以比较和分析。 实验步骤如下： a)输电线路为单回线； b)发电机与系统并列后，调节发电机，使其输出的有功和无ZZ 蔓专零： c)功率角指示器调零； d)逐步增加发电机输出的有功功率，而发电机不调节震磁： e)观察并记录系统中运行参数的变化，填入表1.3中： f)输电线路为双回线，重复上述步骤，将运行参数填入表l 。毒=：
MATLAB实验 电力系统暂态稳定分析
实验三 电力系统暂态稳定分析 电力系统暂态稳定计算实际上就是求解发电机转子运动方程的初值问题，从而得出δ-t 和ω-t 的关系曲线。每台发电机的转子运动方程是两个一阶非线性的常微分方程。因此，首先介绍常微分方程的初值问题的数值解法。 一、常微分方程的初值问题 （一）问题及求解公式的构造方法 我们讨论形如式（3-1）的一阶微分方程的初值问题 ?? ?=≤≤='00 )(),,()(y x y b x a y x f x y （3-1） 设初值问题（3-1）的解为)(x y ，为了求其数值解而采取离散化方法，在求解区间[b a ,]上取一组节点 b x x x x x a n i i =<<<<<<=+ΛΛ110 称i i i x x h -=+1（1,,1,0-=n i Λ）为步长。在等步长的情况下，步长为 n a b h -= 用i y 表示在节点i x 处解的准确值)(i x y 的近似值。 设法构造序列{}i y 所满足的一个方程（称为差分方程） ),,(1h y x h y y i i i i ??+=+ （3-2） 作为求解公式，这是一个递推公式，从（0x ，0y ）出发，采用步进方式，自左相右逐步算出)(x y 在所有节点i x 上的近似值i y （n i ,,2,1Λ=）。 在公式（3-2）中，为求1+i y 只用到前面一步的值i y ，这种方法称为单步法。在公式（3-2）中的1+i y 由i y 明显表示出，称为显式公式。而形如（3-3） ),,,(11h y y x h y y i i i i i ++?+=ψ （3-3） 的公式称为隐式公式，因为其右端ψ中还包括1+i y 。 如果由公式求1+i y 时，不止用到前一个节点的值，则称为多步法。 由式（3-1）可得
DL755-2001电力系统安全稳定导则
电力系统安全稳定导则 中华人民共和国电力行业标准 电力系统安全稳定导则 DL755－2001 Guideonsecurityandstability forpowersystem 2001-04-28发布2001-07-01实施 中华人民共和国国家经济贸易委员会发布 前言 本标准对1981年颁发的《电力系统安全稳定导则》进行了修订。 制定本标准的目的是指导电力系统规划、计划、设计、建设、生产运行、科学试验中有关电力系统安全稳定的工作。同时，为促进科技进步和生产力发展，要鼓励采用新技术，例如，紧凑型线路、常规及可控串联补偿、静止补偿以及电力电子等方面的装备和技术以提高电力系统输电能力和稳定水平。自本标准生效之日起，1981年颁发的《电力系统安全稳定导则》即行废止。 本标准由电力行业电网运行与控制标准化技术委员会提出。 本标准主要修订单位：国家电力调度通信中心、中国电力科学研究院等。 本标准主要修订人员：赵遵廉、舒印彪、雷晓蒙、刘肇旭、朱天游、印永华、郭佳田、曲祖义。 本标准由电力行业电网运行与控制标准化技术委员会负责解释。 目次 1.范围 2.保正电力系统安全稳定运行的基本要求 3.电力系统的安全稳定标准
4.电力系统安全稳定计算分析 5.电力系统安全稳定工作的管理 附录A(标准的附录)有关术语及定义 l 范围 本导则规定了保证电力系统安全稳定运行的基本要求，电力系统安全稳定标准以及系统安全稳定计算方法，电网经营企业，电网调度机构，电力生产企业，电力供应企业，电力建设企业，电力规划和勘测、设计、科研等单位，均应遵守和执行本导则。 本导则适用于电压等级为220kV及以上的电力系统。220kV以下的电力系统可参照执行。 2 保证电力系统安全稳定运行的基本要求 2．1总体要求 2．1．1为保证电力系统运行的稳定性，维持电网频率、电压的正常水平，系统应有足够的静态稳定储备和有功、无功备用容量。备用容量应分配合理，并有必要的调节手段。在正常负荷波动和调整有功、无功潮流时，均不应发生自发振荡。 2．1．2合理的电网结构是电力系统安全稳定运行的基础。在电网的规划设计阶段，应当统筹考虑，合理布局。电网运行方式安排也要注重电网结构的合理性。合理的电网结构应满足如下基本要求： a)能够满足各种运行方式下潮流变化的需要，具有一定的灵活性，并能适应系统发展的要求； b)任一元件无故障断开，应能保持电力系统的稳定运行，且不致使其他元件超过规定的事故过负荷和电压允许偏差的要求； c)应有较大的抗扰动能力，并满足本导则中规定的有关各项安全稳定标准； d)满足分层和分区原则； e)合理控制系统短路电流。 2．1．3在正常运行方式(含计划检修方式，下同)下，系统中任一元件(发电机、线路、变压器、母线)发生单一故障时，不应导致主系统非同步运行，不应发生频率崩溃和电压崩溃。 2．1．4在事故后经调整的运行方式下，电力系统仍应有规定的静态稳定储备，并满足再次发生单一元件故障后的暂态稳定和其它元件不超过规定事故过负荷
电力系统暂态稳定实验
电力系统暂态稳定实验 一、实验目的 1 ?通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解，使课堂理论教学与实践结合，提高学生的感性认识。 2?学生通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施 3?用数字式记忆示波器测出短路时短路电流的非周期分量波形图，并进行分析。 二、原理与说明 电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否继续保持同步运行的问题。在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。 正常运行时发电机功率特性为：P1=( Eo x Uo)x sin S i/X1 ; 短路运行时发电机功率特性为：P2=( Eo x Uo)x sin S 2X2 ; 故障切除发电机功率特性为：P3 =( Eo x Uo)x sin S 3/X3 ; 对这三个公式进行比较，我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。而系统保持稳定条件 是切除故障角S c小于S max S max可由等面积原则计算出来。本实验就是基于此原理，由于不同短路状态下，系统阻抗X2不同，同时切除故障线路不同也使X3不同，S max也不同，使对故障切除的时间要求也不同。 同时，在故障发生时及故障切除通过强励磁增加发电机的电势，使发电机功率特性中Eo增加，使S max增加，相应故障切除的时间也可延长；由于电力系统发生瞬间单相接地故障较多，发生瞬间单相故障时采用自动重 合闸，使系统进入正常工作状态。这二种方法都有利于提高系统的稳定性。 三、实验项目与方法 (一)短路对电力系统暂态稳定的影响 1 ?短路类型对暂态稳定的影响 本实验台通过对操作台上的短路选择按钮的组合可进行单相接地短路，两相相间短路，两相接 地短路和三相短路试验。 固定短路地点，短路切除时间和系统运行条件，在发电机经双回线与“无穷大”电网联网运行时，某一回线发生某种类型短路，经一定时间切除故障成单回线运行。短路的切除时间在微机保护装置中设定，同时要设定重合闸是否投切。 在手动励磁方式下通过调速器的增 (减)速按钮调节发电机向电网的出力，测定不同短路运行时能保持系统稳定时发电机所能输出的最大功率，并进行比较，分析不同故障类型对暂态稳定的影响。将实验结果与理论分析结果进行分析比较。P max为系统可以稳定输出的极限，注意观察有功表 的读数，当系统出于振荡临界状态时，记录有功表读数，最大电流读数可以从YHB-川型微机保护 装置读出，具体显示为： GL- 三相过流值 GA- A相过流值
电力系统稳定器
电力系统稳定器PSS模型学习资料 （徐伟华、陈小明） 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，其控制功能是与励磁绕组的励磁系统相配合而起作用的。 静态励磁系统具有高的增益和快速响应时间，这大大地帮助了瞬态稳定（同步力矩）。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。在电力系统中，其摇摆的频率是在一个很大的范围内变化。 PSS是用于提供一个正的阻尼力矩分量以弥补A VR所产生负阻尼，从而形成一个有补偿的系统，它增加了阻尼，并增强了小信号（静态）稳定。这是由于生成一个与转子转速同相的信号，并与A VR得出的参考值相加而得到的。再者，由于发电机励磁电流与A VR的功能之间有一种固有的相位滞后，为补偿这种效应，需要有一个相应的相位提前。 PSS的早期开发，曾广泛地以转速或频率输入信号作为设计和应用的基础。 另外一种选择是电气功率，它已经在某些市场中广泛地采用，如PSS1A。 最新一代的PSS是基于加速功率的原理，如PSS2A、PSS2B。 1、PSS1A型电力系统稳定器（简称PSS1A模型） 图15表示的单输入的电力系统稳定器的一般形式，通常电力系统稳定器的输入信号（Vsi）有：转速、频率、功率。 T6用于表示传感器时间常数，Ks表示电力系统稳定器的增益，信号的隔直由时间常数T5设置。在下一模块中，A1、A2是使高频扭转滤波器的一些低频效果起作用，如果不是为此目的，若有必要，该模块用于稳定器幅频、相频特性的整形。接下来的两个模块是两级超前、滞后补偿环节，由常数T1至T4设置。 稳定器的输出可以有多种方法限幅，它们并没有在图15中全部表示出来。该模型仅仅表示了简单的稳定器输出限制，V STMAX 和V STMIN。在有些系统中，如果机端电压偏离了一定的范围，稳定器的输出被闭锁，如图19所示的附加非连续励磁控制模块DEC3A。在其它的一些系统中，稳定器输出的限制是以机端电压函数的形式给出，如图17的DEC1A所示。稳定器的输出Vst，是附加非连续控制模块的输入，这里没有使用附加非连续控制模块，所以Vs=Vst。 2、PSS2A型电力系统稳定器（简称PSS2A模型） 图16所示的稳定器模型，用于代表多种双输入的稳定器，它综合了功率和转速或频率
电力系统分析实验指导书
电力系统分析实验指导书 实验一、 电力系统功率特性和功率极限实验 （一）实验目的 1、初步掌握电力系统物理模拟实验的基本方法； 2、加深理解功率极限的概念，在实验中体会各种提高功率极限措施的作用； 3、通过对实验中各种现象的观察，结合所学的理论知识，培养理论结合实际及分析问题的能力。 （二）原理 所谓简单电力系统，一般是指发电机通过变压器、输电线路与无限大容量母线联接而且不计各元件的电阻和导纳的输电系统。 对于简单系统，如发电机至系统d 轴和q 轴总电抗分别为X d ∑和X q ∑，则发电机的功率特性为： δδ2sin 2sin 2∑ ∑∑ ∑∑?-?+= q d q d d q Eq X X X X U X U E P 当发电机装有励磁调节器时，发电机电势E q 随运行情况而变化。根据一般励磁调节器 的性能，可认为保持发电机E 'q （或E '）恒定。这时发电机的功率特性可表示成： δδ2sin 2sin 2∑ ∑∑∑∑?'-'?+''='q d q d d q Eq X X X X U X U E P 或 δ'''='∑sin d q E X U E P 这时功率极限为 ∑ '='d Em X U E P 随着电力系统的发展和扩大，电力系统的稳定性问题更加突出，而提高电力系统稳定性和输送能力的最重要手段之一是尽可能提高电力系统的功率极限，从简单电力系统功率极限的表达式看，提高功率极限可以通过发电机装设性能良好的励磁调节器以提高发电机电势、增加并联运行线路回路数或串联电容补偿等手段以减少系统电抗、受端系统维持较高的运行电压水平或输电线采用中继同步调相机或中继电力系统以稳定系统中继点电压等手段实现。
电力系统暂态稳定性
10 电力系统暂态稳定性 10. 1习题 1) 什么是电力系统暂态稳定性？ 2）电力系统大扰动产生的原因是什么？ 3）为什么正常、短路、短路切除三种状态各自的总电抗不同？对单机无限大供电系统为什么Ⅰ＜Ⅲ＜Ⅱ？PⅠ·max＞PⅢ·max＞PⅡ·max？ 4）短路情况下Ⅱ如何计算？ 5）什么是加速面积？什么是减速面积？什么是等面积定则？ 6）单机无限大供电系统，设系统侧发生三相短路，试问短路时功率极限是多少？ 7）什么是极限切除角？ 8）若系统发生不对称短路，短路切除后最大可能减速面积大于短路切除前的加速面积，系统能否暂态稳定？若最大可能减速面积小于加速面积发生什么不稳定？ 9）分段法中t=0时和故障切除时过剩功率如何确定？ 10）写出分段法的计算步骤。 11）为什么说欧拉法是折线法？每段折线如何确定？ 12）改进欧拉法在何处做了改进？ 13）写出改进欧拉法的计算步骤。 14）用图解说明单相自动重合闸为什么可以提高暂态稳定性？ 15）试说明快关汽轮机汽门、连锁切机有何相同与不同？ 16）提高电力系统暂态稳定的具体措施有哪些种？原理是什么？ 17）提高电力系统暂态稳定的措施在正常运行时是否投入运行？ 18）解列点的选择应满足什么要求？ 19）异步运行时为什么系统需要有充足的无功功率？什么是振荡中心？ 设已知系统短路前、短路时、短路切除后三种情况的以标幺值表示的功角特性曲线：=2、=0.5、=1.5及输入发电机的机械功率=1。 求极限切除角。 20）供电系统如图10- 1所示，各元件参数： 发电机G：P N=240MW，U N=10.5kV,，，X2=0.44，T J =6S，发 电机G电势以E‘表示；变器T1的S N为300MVA，U N为10.5/242kV，X T1=0.14 T2的S N为 280MVA，U N为220/121kV，X T2=0.14电力线路长l=230km每回单位长度的正序电抗X1= 0.42Ω/km，零序电抗X0=4X1。 P=220MW
浙江大学电力系统分析综合实验1
实验报告 课程名称：__电力系统综合分析使实验__ 指导老师：____成绩：__________________ 实验名称：____同步发电机准同期并列实验___实验类型：_______同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一．实验目的 1、加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2、掌握微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法； 3、熟悉同步发电机准同期并列过程； 4、观察、分析有关波形（*）。 二．原理与说明 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。根据并列操作自动化程度的不同，又分为：手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。 正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。 线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电 压专业：电气工程及其自动化 姓名：___xxxxx____ 学号：__0000000__ 日期：__2012.9.19___ 地点：________________
电力系统静态稳定暂态稳定实验报告
电力系统静态、暂态稳定实验报告 一、实验目的 1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围；2．通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解 3．通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施 二、原理与说明 实验用一次系统接线图如图1所示： 图1. 一次系统接线图 实验中采用直流电动机来模拟原动机，原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。 为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。 电力系统静态稳定问题是指电力系统受到小干扰后，各发电机能否不失同步恢复到原来稳定状态的能力。在实验中测量单回路和双回路运行时，发电机不同出力情况下各节点的电压值，并测出静态稳定极限数值记录在表格中。 电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否过渡到新的稳定状态，继续保持同步运行的问题。在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。 正常运行时发电机功率特性为：P1＝（Eo×Uo）×sinδ1/X1； 短路运行时发电机功率特性为：P2＝（Eo×Uo）×sinδ2/X2； 故障切除发电机功率特性为：P3＝（Eo×Uo）×sinδ3/X3； 对这三个公式进行比较，我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。而系统保持稳定条件是切除故障角δc小于δmax，δmax可由等面积原则计算出来。本实验就是基于此原理，由于不同短路状态下，系统阻抗X2不同，同时切除故障线路不同也使X3不同，δmax也不同，使对故障切除的时间要求也不同。 同时，在故障发生时及故障切除通过强励磁增加发电机的电势，使发电机功率特性中Eo增加，使δmax增加，相应故障切除的时间也可延长；由于电力系统发生瞬间单相接地故障较多，发生瞬间单相故障时采用自动重合闸，使系统进入正常工作状态。这两种方法都有利于提高系统的稳定性。 三、实验项目与结果 双回路对称运行与单回路对称运行比较实验
(电力安全)电力系统安全生产的重要性
电力系统安全生产的重要性 安全生产是我国的一项基本国策，是保证经济建设持续、稳定、协调发展和社会安定的基本条件，也是社会文明进步的重要标志。电力的安全生产不仅是电力工业发展的前提和基础，也是电力企业发挥社会效益和提高企业经济效益的保证，“安全第一，预防为主”的方针是电力生产建设的永恒主题。电力生产安全的总体目标是防止发生对社会构成重大影响，对生产力的发展以及对国有资产保值、增值构成重大损失的事故，尤其要杜绝电力生产的人身伤亡事故。为实现这一总体目标，电力安全生产的重点工作要深入贯彻落实、健全完善安全再生产机制和安全教育机制。把搞好安全生产作为企业管理工作核心和基础，加强对电业职工的安全思想教育和安全技术培训工作，提高全员安全技术素质，以确保电力工业的稳步发展。 1、电力安全生产的含义 在电力生产中，安全有着三方面的含义：确保人身安全，杜绝人身伤亡事故；确保电网安全，消灭电网瓦解和大面积停电事故；确保设备安全，保证设备正常运行。这三方面是电力企业安全生产的有机组成部分，互不可分，缺一不可。 2、电力安全生产的重要性和基本方针 电力工业是建立在现代电力能源转换、传输、分配科学技术基础上的高度集中的社会化大生产，是供给国民经济能源的基础行业，也是关系城乡人民生活的公用事业。电力工业具有高度的自动化和发、供、用同时完成的特点。发电、输
电、配电和用户组成一个统一的电网运行系统，任何一个环节出了事故，都会影响整个电网的安全稳定运行。严重的事故则会使电网运行中断，甚至导致电网的崩溃和瓦解，造成长时间、大面积的停电，直接影响到工农业生产和人民生活的正常进行，给社会造成重大的经济损失，影响社会的安定，损害党和政府以及企业的形象。所以电力安全生产不仅是经济问题，也是政治问题。为此，我国电力工业一直坚持“安全第一，预防为主”的方针，并从电网的技术管理、规程制度建设、职工思想行为的规范和职业道德的建设等方面着手，采取一系列措施，加强和改进安全管理工作，努力提高电力生产安全的水平。 “安全第一，预防为主”的方针是由电力工业的特点和电力生产的客观规律决定的，是电力生产多年实践经验的结晶，坚持这一方针，是电力生产、建设、经营等各项工作顺利进行的基础和保证，任何时侯都不能有动摇。
浙江大学电力系统分析综合实验1备课讲稿
浙江大学电力系统分析综合实验1
实验报告 课程名称：__电力系统综合分析使实验__ 指导老师：_ ___成绩： __________________ 实验名称：____同步发电机准同期并列实验___实验类型：_______同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一．实验目的 1、加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2、掌握微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法； 3、熟悉同步发电机准同期并列过程； 4、观察、分析有关波形（*）。 二．原理与说明 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。根据并列操作自动化程度的不同，又分为：手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。 专业：电气工程及其自 动化 姓名：___xxxxx____ 学号：__0000000__ 日期：__2012.9.19___
正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。 线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应用。 手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点（同相点）时合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应时间或角度。 自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。准同期控制器根据给定的允许压差和频差，不断检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸并且发出均匀均频控制脉冲。当所有条件满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。 三．实验项目和方法 1．机组微机启动和建压 (1)在调速装置上检查“模拟调节”电位器指针是否指在0位置，如果不 在，则应调到0位置； (2)合上操作台的“电源开关”，在调速装置、励磁调节器、微机准同期 控制器上分别确认其“微机正常”灯为闪烁状态，在微机保护装置上确认“装置运行”灯为闪烁状态。在调速装置上确认“模拟方式”灯为熄灭状态，否则，松开“模拟方式”按钮。同时确认“并网”灯为熄灭状态，“输出0”、“停机”灯亮。检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄，调速装置面板上数码管在并网前显示发电机转速（左）和控制量（右），在并网后显示控制量（左）和功率角（右）； (3)按调速装置上的“微机方式自动/手动”按钮使“微机自动”灯亮；
武大电气《电力系统分析综合实验》2019年度PSASP实验报告
电气工程与自动化学院 《电力系统分析综合实验》2019年度PSASP实验报告 学号： 姓名： 班级：
1、阐述基于PSASP的电力系统分析综合实验的目的。 实验目的：掌握用PSASP进行电力系统潮流计算，短路计算，暂态稳定计算。（1）潮流计算可以为短路计算和暂态稳定计算提供初始状态，是电力系统计算中的基本计算，要求掌握软件的操作步骤，并对比分析牛顿拉夫逊法和PQ分解法的区别，在实验过程中体会PQ分解法相比牛顿拉夫逊法的特点。 （2）短路计算的目的要求根据数据结合对称分量法加深对于短路计算的理论知识的理解。 （3）暂态稳定计算里最关键的是故障极限切除时间的确定，加深对复杂电力系统暂态的判定的认识。 2、简要阐述本实验课程的主要实验任务 （1）掌握用PSASP对电力系统进行建模。 （2）潮流计算，包括对常规方式和规划方式的电力系统进行潮流计算。 （3）短路计算，基于潮流作业1和2等5个单相接地短路、AB两相短路、复杂故障短路计算等短路计算并分析结果。 （4）暂态计算，基于潮流作业1和2的瞬时故障进行暂态稳定计算并分析结果。 3、实验方案原理图介绍。 图1（a）常规方式（b）规划方式以上为系统常规运行方式的单线图。由于母线STNB-230 处负荷的增加，需对原有电网进行改造，具体方法为：在母线GEN3-230 和STNB-230 之间增加一回输电线，增加发电3 的出力及其出口变压器的容量，新增或改造的元件如下图虚线所示： 4、计算分析用建模数据的整理 表1母线数据
5、按照下列作业要求，完成计算分析实验作业。 (1)基于实验二的潮流计算，对牛顿法和PQ法的原理做比较性的说明。 表6 常规方式下PQ法和NR法的潮流计算摘要信息报表 表7 常规方式下PQ法和NR法的全网母线（发电、负荷）结果报表 牛顿拉夫逊法每次都对电压幅值和相位进行修正，且每次计算
电力系统安全稳定导则.doc
电力系统安全稳定导则 DL 755-2001 1范围 本导则规定了保证电力系统安全稳定运行的基本要求，电力系统安全稳定标准以及系统安全稳定计算方法，电网经营企业、电网调度机构、电力生产企业、电力供应企业、电力建设企业、电力规划和勘测设计、科研等单位，均应遵守和执行本导则。 本导则适用于电压等级为220kV 及以上的电力系统。220kV 以下的电力系统可参照执行。 2保证电力系统安全稳定运行的基本要求 2.1总体要求 2.1.1为保证电力系统运行的稳定性，维持电网频率、电压的正常水平，系统应有足够的静态稳定储备和有功、无功备用容量。备用容量应分配合理，并有必要的调节手段。在正常负荷波动和调整有功、无功潮流时，均不应发生自发振荡。 2.1.2合理的电网结构是电力系统安全稳定运行的基础。在电网的规划设计阶段，应当统筹考虑，合理布局。电网运行方式安排也要注重电网结构的合理性。合理的电网结构应满足如下基本要求：a）能够满足各种运行方式下潮流变化的需要，具有一定的灵活性，并能适应系统发展的要求； b）任一元件无故障断开，应能保持电力系统的稳定运行，且不致使其它元件超过规定的事故过负荷和电压允许偏差的要求； c）应有较大的抗扰动能力，并满足本导则中规定的有关各项安全稳定标准； d）满足分层和分区原则； e）合理控制系统短路电流。 2.1.3在正常运行方式（含计划检修方式，下同）下，系统中任一元件（发电机、线路、变压器、母线）发生单一故障时，不应导致主系统非同步运行，不应发生频率崩溃和电压崩溃。 2.1.4在事故后经调整的运行方式下，电力系统仍应有规定的静态稳定储备，并满足再次发生单一元件故障后的暂态稳定和其它元件不超过规定事故过负荷能力的要求。 2.1.5电力系统发生稳定破坏时，必须有预定的措施，以防止事故范围扩大，减少事故损失。 2.1.6低一级电网中的任何元件（包括线路、母线、变压器等）发生各种类型的单一故障均不得影响高一级电压电网的稳定运行。 2.2电网结构 2.2.1受端系统的建设 2.2.1.1受端系统是指以负荷集中地区为中心，包括区内和邻近电厂在内，用较密集的电力网络将负荷和这些电源联接在一起的电力系统。受端系统通过接受外部及远方电源输入的有功电力和电能，以实现供需平衡。 2.2.1.2受端系统是整个电力系统的重要组成部分，应作为实现合理的电网结构的一个关键环节予以加强，从根本上提高整个电力系统的安全稳定水平。加强受端系统安全稳定水平的要点有： a.加强受端系统内部最高一级电压的网络联系；
电力系统分析实验指导书
第四章 电力系统功率特性和功率极限实验 一、实验目的 1． 初步掌握电力系统物理模拟实验的基本方法； 2． 加深理解功率极限的概念，在实验中体会各种提高功率极限措施的作用； 3． 通过对实验中各种现象的观察，结合所学的理论知识，培养理论结合实 际及分析问题的能力。 二、原理与说明 所谓简单电力系统，一般是指发电机通过变压器、输电线路与无限大容量母线联接而且不计各元件的电阻和导纳的输电系统。 对于简单系统，如发电机至系统d 轴和q 轴总电抗分别为X d ∑和X q ∑，则发电机的功率特性为： δδ2sin 2sin 2∑ ∑∑ ∑∑?-?+= q d q d d q Eq X X X X U X U E P 当发电机装有励磁调节器时，发电机电势E q 随运行情况而变化。根据一般励磁调节器的性能，可认为保持发电机E 'q （或E '）恒定。这时发电机的功率特性可表示成： δδ2sin 2sin 2∑∑∑∑∑?'-'?+''='q d q d d q Eq X X X X U X U E P 或 δ'''='∑sin d q E X U E P 这时功率极限为 ∑ '='d Em X U E P 随着电力系统的发展和扩大，电力系统的稳定性问题更加突出，而提高电力系统稳定性和输送能力的最重要手段之一是尽可能提高电力系统的功率极限，从简单电力系统功率极限的表达式看，提高功率极限可以通过发电机装设性能良好的励磁调节器以提高发电机电势、增加并联运行线路回路数或串联电容补偿等手段以减少系统电抗、受端系统维持较高的运行电压水平或输电线采用中继同步调相
机或中继电力系统以稳定系统中继点电压等手段实现。 三、实验项目和方法 （一）无调节励磁时功率特性和功率极限的测定 1．网络结构变化对系统静态稳定的影响（改变x） 在相同的运行条件下（即系统电压U x、发电机电势保持E q保持不变，即并网前U x=E q），测定输电线单回线和双回线运行时，发电机的功一角特性曲线，功率极限值和达到功率极限时的功角值。同时观察并记录系统中其他运行参数（如发电机端电压等）的变化。将两种情况下的结果加以比较和分析。 实验步骤： （1）输电线路为单回线； （2）发电机与系统并列后，调节发电机使其输出的有功和无功功率为零； （3）功率角指示器调零； （4）逐步增加发电机输出的有功功率，而发电机不调节励磁； （5）观察并记录系统中运行参数的变化，填入表4-1中； （6）输电线路为双回线，重复上述步骤，填入表4-2中。 表4-1 单回线 表4-2 双回线 注意： （1）有功功率应缓慢调节，每次调节后，需等待一段时间，观察系统是否稳定，以取得准确的测量数值。
南邮通达电力系统实验报告
单机无穷大系统稳态实验： 一、整理实验数据，说明单回路送电和双回路送电对电力系统稳定运行的影 响，并对实验结果进行理论分析： 实验数据如下: 由实验数据，我们得到如下变化规律： （1）保证励磁不变的情况下，同一回路，随着有功输出的增加，回路上电流也在增加，这是因为输出功率P=UIcos ，机端电压不变所以电流随着功率的增加而增加； （2）励磁不变情况下，同一回路，随着输出功率的增大，电压损耗在增大；这是由于电压降落△U=(PR+QX)/U，而横向分量较小，所以电压损耗也随着输出功率的增大而增大。 单回路供电和双回路供电对电力系统稳定性均有一定的影响，其中双回路要稳定一些，单回路稳定性较差。 二、根据不同运行状态的线路首、末端和中间开关站的实验数据、分析、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点和变化范围。 由实验数据，我们可以得到如下结论： （1）送出相同无功相同有功的情况下：单回路所需励磁电压比双回路多，线路电流大小相等，单回路的电压损耗比双回路多；（eg.P=1,Q=0.5时） （2）送出相同无功的条件下，双回路比单回路具有更好的静态稳定性，双回路能够输送的有功最大值要多于单回路； 发生这些现象的原因是：双回路电抗比单回路小，所以所需的励磁电压小一些，电压损耗也要少一些，而线路电流由于系统电压不改变；此外，由于电抗越大，稳定性越差，所以单回路具有较好的稳定性。 三、思考题： 1、影响简单系统静态稳定性的因素是哪些？ 答：由静稳系数S Eq=EV/X，所以影响电力系统静态稳定性的因素主要是：系统元件电抗，系统电压大小，发电机电势以及扰动的大小。 2、提高电力系统静态稳定有哪些措施？ 答：提高静态稳定性的措施很多，但是根本性措施是缩短"电气距离"。 主要措施有: