Несмотря на то, что изучение проблемы устойчивости синхронной машины имеет давнюю историю, она привлекает внимание современных исследователей. Основные акценты делаются учеными на исследовании средств управления, для того, чтобы обеспечить требуемые эффекты компенсации и возместить сокращение границ устойчивости, свойственных в результате действия возмущений [1].
Энергетическая система представляет собой сложную структуру с высоко нелинейной динамикой. Ее устойчивость зависит от режимов функционирования и конфигурации. Низкие колебания частоты – обычная проблема в больших энергетических системах. Система возбуждения, или автоматический регулятор напряжения применяются для повышения эффективности – улучшения полной устойчивости. Регуляторы энергетической системы подключены к системам возбуждения для увеличения демпфирования в процессе низких колебаний частоты.
Выход регулятора энергетической системы используется как источник дополнительного сигнала управления на вход регулятора напряжения машины. Колебания небольшой амплитуды и низкой частоты часто продолжаются в течение длительных периодов времени и в некоторых случаях могут накладывать ограничения на способность передачи энергии. Регулятор энергетической системы – устройство, которое улучшает демпфирование электромеханических колебаний генератора. Регуляторы использовались на больших генераторах в течение нескольких десятилетий, позволяя предприятиям коммунального обслуживания поддерживать устойчивость требуемых режимов функционирования.
Входной сигнал простого регулятора энергетической системы (PSS) фильтрован, чтобы обеспечить сдвиг фазы в электромеханических частотах в представляющий интерес диапазон 0,1–5,0 Гц.
Простые регуляторы и законы управления, основанные на методах синтеза по заданному расположению корней характеристического уравнения или собственных значений матрицы замкнутой системы, широко использовались в энергетических системах. Такой регулятор гарантирует требуемое качество функционирования только в номинальном режиме и не обеспечивает хорошее функционирование в других рабочих режимах из-за внешних возмущений, таких как изменения нагрузки и колебания механической мощности.