发电机励磁系统稳态监测的主要目的是对发电厂的励磁控制系统进行监控和统计，并为调度人员提供全网的励磁系统稳态运行状态及安全运行范围。主要的监测内容包括AVR状态监视和统计、PSS状态监视和统计、发电机元功安全裕度在线计算和展示。

1）AVR状态监视和统计

图6-7为发电机励磁控制系统示意图。当励磁系统在“自动方式”下运行时，实际上是维持发电机机端电压恒定，即Ur恒定，则发电机的有功功率输出公式为：

式中　δ——发电机功角，即UT与U0的夹角。

图6-7　发电机励磁控制系统示意图

当发电机励磁系统在自动方式下运行时，随着功率的增加和功角的加大，引起机端电压下降，经过“自动方式”的调节作用，使励磁电流增大，与之成正比的电动势Eq就会不断增大，并保持发电机端电压恒定。由此可见，励磁系统在自动方式下运行，对提高小扰动稳定性有显著效果，同时对于防止电压不稳定也能起良好的作用，它相当于等效减少了线路电抗，加强了系统的联系。为提高全网的稳定性，有必要要求上网机组尽可能投入自动运行方式。

因此，励磁系统AVR状态的监测指标为“自动方式”运行的年投入率，其计算公式如下：

在实际工程中，为了统计结果的合理，“自动方式”投入理论运行小时数需剔除以下因素：

①剔除发电机处于停机状态的时间；

②剔除发电机组未并网前的空载运行时间；(www.daowen.com)

③剔除PMU子站与WAMS系统中心通信故障时间。

根据DL／T843《大型汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件》的要求，自动电压调节器应保证投入率不低99%。根据国调励磁调度管理规定，机组运行时其AVR必须投入，即自动方式运行率为100%。

2）PSS状态监视和统计

在正常运行条件下，以发电机机端电压为负反馈量的发电机闭环励磁调节系统是稳定的。当转子角发生振荡时，励磁系统提供的励磁电流的相位滞后于转子角。在某一频率下，当滞后角度达到180°时，原来的负反馈变为正反馈，励磁电流的变化进一步导致转子角的振荡，即产生了所谓的“负阻尼”。PSS在自动电压调节的基础上以转速偏差功率偏差频率偏差中的一种或者两种信号作为附加控制，其作用是增强对电力系统机电振荡的阻尼，以增强电力系统动态稳定性。在电网发生低频振荡情况下，发电机输出有功功率发生等幅或增幅的振荡；在PSS投入后，可有效抑制发电机有功功率的波动。为提高全网的稳定性，有必要要求上网机组尽可能投入PSS功能。

因此，PSS状态的监测指标为PSS的年投入率，其计算公式如下：

与AVR的投入统计率类似为了统计结果的合理，PSS投入理论运行小时数需剔除以下因素：

①剔除发电机处于停机状态的时间；

②剔除发电机组未并网前的空载运行时间；

③剔除PMU子站与WAMS系统中心通信故障时间；

④剔除发电机运行中有功功率小于额定值30%的时段。

根据《汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件》的要求，PSS投入率不低于90%。根据国调励磁调度管理规定，要求投入PSS功能的其投入率必须100%。