随着全国联网和远距离大容量输电的发展,电力系统稳定问题日趋复杂。暂态稳定和静态稳定呈现出新的特点,动态稳定、电压稳定问题日益突出,以低频振荡为代表的小干扰稳定对电网稳定的影响越来越严重。国内外的研究和工程实践表明,合理整定电力系统稳定器(Power system stabilizer,PSS)的相关参数可以有效抑制低频振荡,提高电网和发电机组的安全稳定运行性能。本文主要研究PSS抑制电网低频振荡的机理和参数整定方法。首先,扼要介绍了电力系统小干扰稳定性的分析方法,阐述了低频振荡的基本模式及其主要特点,论述了低频振荡的产生机理和主要抑制措施。其次,在阐述同步发电机励磁系统作用的基础上,建立了单机-无穷大系统的基本数学模型,详细推导了同步发电机的线性化微分-代数方程组,即Heffion-Philips模型;系统地分析了同步发电机励磁调节器对系统低频振荡的影响,阐述了 PSS抑制低频振荡的作用原理,建立了 PSS的通用数学模型,并介绍和比较了 IEEE推荐的几种常用的PSS模型的基本结构和特点。再次,将PSS的基本理论应用于工程实际,以柘溪水电厂扩建的两台250 MW机组发生两次低频振荡为研究背景,以南瑞电控NES5100励磁调节器的PSS2B型电力系统稳定器为研究对象,对PSS抑制低频振荡的作用进行了试验验证研究,总结形成了 PSS参数整定试验的标准流程和试验风险控制措施。最后,以PSS2A型PSS为研究对象,提出了一种PSS参数整定计算的改进方法,开发了基于Matlab的参数整定软件,并分别在株溪口水电厂3号机和黑糜峰抽水蓄能水电厂300 MW机组的PSS参数整定中进行了试验检验。本文的研究成果已广泛应用在湖南省内所有大中型发电机组上,特别在柘溪水电厂扩建250MW机组发生低频振荡时,通过现场整定、投运和优化PSS参数,成功抑制机组低频振荡,解决了柘溪水电厂丰水期"窝出力"的问题。在株溪口水电厂本机振荡点超出导则规定2Hz范围的情况下,开发了适用于0.1Hz～3Hz频率补偿范围的PSS参数整定计算软件,经现场试验验证得到了较好的阻尼抑制效果。