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电力系统中 PSS 安装位置的确定

张燕

华北电力大学电力工程系，保定（071003）

E-mail：122147934@qq.com

摘要：电力系统的规模越来越大，整个电力系统也越来越复杂，其低频振荡问题日益突出，

严重威胁到了电力系统的安全稳定运行。为了维护电力系统的稳定运行，加装电力系统稳定

器（PSS）仍然是常用的方法，根据参与因子找出针对每个低频振荡模式所要加装 PSS 的机

组，再利用可拓层次分析法来确定 PSS 的安装顺序。电力系统中装有 PSS 后，系统的阻尼

会重新分配，它在系统的模式之间传递。应用新英格兰 10 机系统作为算例来验证本文所给

结果的正确性。

关键词：阻尼；可拓层次分析法；电力系统稳定器

中图分类号：TM7

1. 引言

随着社会的发展，现在用电量不断增加，促进了电力系统的发展，使得它的规模不断扩

大以及运行方式复杂多变，其动态问题日益突出，致使低频振荡现象在系统实际运行中频繁

发生，造成一系列事故，严重威胁到电力系统的安全稳定运行

[1]

。为了改善这种状况，国内

外的学者研究出一系列方法

[2]

，来增强电力系统的稳定运行，而目前在电力系统中加装电力

系统稳定器（PSS）仍然是抑制低频振荡的经济有效方法，PSS 在系统中的安装配置不同对

系统的影响也不相同。利用经典的特征值分析法得出参与因子，结合可拓层次分析法来对

PSS 安装进行分析，找出针对不同低频振荡模式加装 PSS 时，阻尼和阻尼比变化的权重，

由此来确定 PSS 的安装顺序。电力系统产生低频振荡的根本原因

[3]

是由于缺乏机械模式阻尼

而引起，系统中出现了负阻尼或是弱阻尼，在电力系统中，加装 PSS 后系统的阻尼会重新

分配。

本文利用新英格兰 10 机系统作为算例来验证以上所提到的问题。

2. PSS 安装地点的确定

2.1 利用特征分析法分析电力系统

电力系统是一个包含大量线性和非线性元件的大系统，通常情况下可视为非线性自治

系统，由文献[4]可知，系统可化为标准的 n 维线性化状态方程为：

（1）

X 为系统增量形式的状态矢量，A 为系统的 n×n 维系数矩阵，n 是系统的阶数。

对系统的状态矩阵 A 进行特征值分析，可得到 A 的特征值（λ

1

,…,λ

n

）以及每个特征值

的右、左特征向量，它们之间满足如下关系：（2）

（3）

(i=1,2,…,n) （4）

其中 u

i

和 v

i

分别为 A 的对应于特征值 λ

i

的右特征向量和左特征向量。λ

i

可以是实数也可以

是复数，复数的特征值以共轭复数成对出现，共轭特征值对应的右、左特征向量也分别互为

共轭。由机电模式 λ

i

=α

i

±iω

i

，可计算阻尼比：

（5）

AX

X

=

&

22

ii

i

ωα

α

ξ

+

−=

iii

uAu

λ

=

i

T

i

T

i

vAv

λ

=

Iuv

i

T

i

=

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