电压调节器(AVRs)及电力系统稳定器(PSS)在电力系统中的作用-频率响应分析介绍： 多年以来，持续的电力系统振荡干扰，和有效改进已经向电力供应的产业。很多年提出了一个重要的挑战。尤其在这种的背景下，一体化的分布式发电和加载到电力传动配送网络迅速增发展，许多以前的工作的中心问题，就是如何的有效作用使这种广泛使用的设备的发电机自动电压调节器(AVR)及电力系统稳定器(PSS)参加这些电力系统不稳定性衰减。其他相关电力系统的问题关注最好的角度对于PSSs如何最好地评估其适当的调整和稳定的在面对改变电力系统的运行工况。 AVR的功能，在多机干饶的电力系统广泛记录。正如它的名字建议，具有调节或维护提供终端电压的机器，一个高增益的AVR响应信号从改善暂态稳定在这个意义上说，它增加了电力系统能力保持同步热销的缺陷瞬态干扰严重，比如网络的缺点。传统的暂态稳定评估方法具有性能已信号时域(非线性)仿真研究。AVR的行动可以使响应高增益，然而，导致减少系统阻尼机电模式振荡。消除这种系统阻尼损失的标准方法不是采用瞬态增益减少AVR或更广泛的附上一个PSS到适当的机器。振动的传统的分析方法是 青岛11中小信号失稳数字分析。
最近的一项讨论大信号l暂态稳定的定义和小信号振荡稳定性被发现了。本文摘要主要第一次详细的围绕两个基本问题。第一个问题是，一个是AVR高增益可能对振动的稳定有不利的影响。第二个问题是，一个PSS可以通过不顾励磁机的电压信号来减少暂态稳定度(参见[4,Ch。7)。第一个问题被广泛赏识，那么第二期明显的例外[8]和[9]。换句话说，一个PPS表面上将会损害AVR的作用，反之亦然。在www.lixise
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本质上，行动AVR、PSS装置的动态相通的。在一个基本层面，有一个权衡同步扭矩由AVR、阻尼力矩由PSS3]。这种互连的AVR、PSS装置功能和交换和参与先前不被研究。
一种新的分析两种以上动力相互作用问题被提出，预示着频率响应分析方法，预示着频率响应的方法也协助为PSSs决定合适的发电机场所和评估电力系统稳定性低于变化的电力系统操作要求。他们提供小信号信息。然而，在大信号好的瞬态行为的感觉中一个好的瞬态行为小信号常识是必要的条件。像往常一样，好的瞬态行为必须被确认大信号仿真。
应急调度
以前频率响应有用的方法应用于电力系统多机[5],[8],[10]-[23],[27]，与数理分析相比有许多优点[5]-[7]：
频率响应方法是有效的，对自然的振荡频率没有限制[10]；他们有能力分析非振动互动模式控制器[10]；它们可以用来分析暂态条件稳定性；通过直接预示在外绘图、稳健性评估对于变化的电力系统操作条件的变化或配置熟练完成。文献[8]和[19]，特别是，在偏袒和控制工程稳定性方法绘制奈奎斯特优于传统同步和阻尼力矩的分析[3]对于PSS作用，这不仅仅是因为前者是通过植物频率响应分析器直接可测量。ISO 14644
DUDGEON et al.:AVR、PSS在电力系统的有效的作用：
摘要组织如下。一个两个区域四发电机测试电力系统是在第二部分描述。预示着频率响应方法在部分是第三和第四场景分别使用表征的影响在稳定。振动高增益使AVR一个干燥的影响在电压信号的方法(在暂态稳定)。进一步核查的共性这些方法是由另一个机器应用39母线新英格兰测试系统研究在第五部分。在第VI部分，预示着方法用来提供直接。另外两种稳定性评价方案，改变主功率流和变化,
从一个小岛风力发电并网系统。第七章结论。
II测试系统I
主要的网络下，研究表明两个区域电力系统图1显示的是测试系统，是基本要素相当于[4,p。813]，但也有一个动态负荷母线8。这个发电机额定900MVA和20kV，连接通过对网络商场20/230kV变压器。名义系统1区为区域2输送400MW。发电机建模为圆转子画法。电力负荷下，和是静负载研
是动力负载模拟成一圆转子生成器而产生的负面的力量(细节在附录)。有源电力负荷需求满足2734MW 发电机提供由四个平等的主动权。尽管一个简单的网络，它生动有趣地评价提供了一个范例AVR或PSS 的性能。
一个8*8线性(小信号)动态模型的测试体系产生的电力系统软件PSS/E有以下输入,U和输出,Y,我国最早的医书
那里是机械动力扰动输入到发电机发电机励磁电压的扰动，是发电机轴转速，是发电机终端电压。下标1-4的表示发电机的号(见(1)和(2)，显示
表I
机电振荡模式
这个两区域测试系统，描绘出在图1，有四个轻阻尼振动机电模式。表I给频率及阻尼振荡的4种模式没有AVRs名义系统运行点或PSSs。模式1是一个内部区域就是发电机1和2的
旋启式相互作用的地方。模式2是一个内部区域模式在区域2里3号和4号发电机组摆动相互影响。模式3是一个发电机/电机，发电机摆动模式不谋而合对电机，发电机3号和4号是最占优势。模式4是一个主要发电机的模式，在区域1摆动对发电机的地区2。
使用这个著名的测试系统，补充作用AVR、PSS的由频率响应分析器阐明在部分III和IV，独自。
III AVR频率响应分析
考虑各个发电机测试系统，我已经anAVR在图1连接了到它，每个AVR的传递函数
它的焦点对系统动力学和电AVR、PSS装置有关。说明这些设备的选择实质上是独立的州长由于带宽分离。因此，一个4输入4输出的电动力学系统模型准确地代表一个10rad/s带宽考虑。在这个4输入4输出的系统模型，每四个发电机具有投入产出发电机励磁电压输入之间的配对发电机终端输
出电压，图2是一个原理AVR体系的反馈回路AVR1开放和所有其他AVR关闭反馈回路。
协调AVRs分散规定：相关与每一个发电机投入产出配对，单个开放式回路AVR通道被定义为之间的传播终端参考电压源的输出输入和终端电压。在图测试系统相应的反馈回路开放，但对于所有其他的反馈回路也关上了。这穿透率是开环AVR1频道或者C1有
四个这样的开环AVR渠道、其他被表示为
图2我和AVR1Four-generator测试系统的反馈回路开放、反馈AVR2钮扣,AVR3,AVR4关闭，开环AVR1频道或定义C。
每一个单输入单输出的分析，从而进行信道具有在自然协调分散的态度[10],[14],[18]、[25]在分析通过渠道，是基础看到整个电力网络从AVR。它符合工业除去规定的电力系统的实践，让短暂的稳
定和振荡模式稳定问题进行讨论为并联电机方案[2]。不像[10]，也没有多输入输出限制对角优势和序
贯反馈回路封是必需的。如果任何振荡不稳定发生，它可以观测和分析在任何AVR频道，因为所有的闭环AVR渠道拥有相同磁极[26]。AVR提供了暂态稳定的稳健性在振动的条件稳定性：一个高增益使响应AVR提供了一个AVR通道增益明显到0以上分贝(20分贝的可能更大)越高AVR AVR增益和更快的反应，更广泛的频率范围在AVR通道的频率反应，仍然以高增益。一个高AVR争取显著提高能力的频率范围系统恢复系统在小信号干扰的感觉。良好的恢复系统系统扰动在一个小信号感是一个必要条件，恢复良好从系统扰动系统的在一个大信号的情况也就是说暂态稳定性。AVR频道的图对测试系统图3中立即可以证明这一点AVR的有效性在通道在一个小信号情况下;AVR频道获得明显大于0分贝在
硫酸锌片
一个频率范围接近3rad/s。存在的机电振荡模式在3.5和6.5(rad)/秒图3中是明显的。自从AVR通道增益在这些频率是在附近的0分贝模式动力修改吗由AVR几乎总是导致减少阻尼。而造成的后果是具有高增益使响应，从而阻尼系统的振荡模式减少有时会产生的不稳定。信号和稳定性特点，预示：在测试系统I，每个通道有轻度AVR阻尼模式组成一对极点伴随着一对为零；签名是一种特点，预示在3.5rad/s 附近，主要的频率机电模式，作为说明AVR频道为在图3中频率的水平方向右半部分的极点和零点
预示着相关3.5rad/s附近都列在表II。当零点水平方向右半部分的AVR频道和（如表格2）信号是一种预兆特征量峰值伴随着商场上相位和震级伴随着降压槽在阶段：振动的条件然后由AVR不能稳定得以实现。
台湾921大地震
图3预示着块开环AVR通道C(E=r与所有其他AVR为测试系统循环关闭)对测试系统1。
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