电力系统发电机经输电线联结并联运行总是不可避免的会发生各种形式的扰动时，各发电机的转子相对功角振荡也会随之发生，若此时系统阻尼不足控制不住振荡的衰减，则会使系统无法维持动态稳定，影响系统正常运转。电气联系较弱或重负荷输电的电网在扰动发生后会产生负阻尼，导致电力系统出现的低频，在0.1～2.5 Hz的功率振荡，严重的低频振荡会造成大面积停电事故，对负阻尼进行抑制以保证电力系统扰动的正常衰减已成为保证电力系统安全、稳定运行的紧要因素。低频振荡是一种机电振荡，随着电网运行规模和复杂控制方式的发展以及高放大倍数快速励磁的广泛应用，改变甚至是降低了系统的阻尼，随着发电机快速励磁调节器的普遍应用，在我国电力系统的发展壮大过程中，电力系统内部低频振荡的问题越来越显得突出。在这种情况下，发电机励磁装设电力系统稳定器可以针对性地改良电力系统的阻尼情况。　　本文分析了励磁系统对电力系统稳定性的影响，研究了飞利普斯-海佛容模型以分析低励振荡，深入研究了快速励磁调节器恶化系统阻尼的原因，阐述了PSS对于提高系统阻尼的必要性；分析了励磁系统产生的阻尼力矩和同步转矩，研究同步电机不同工况对阻尼的影响；采用不同自动电压调节器模型时励磁系统滞后相位的计算方法。重点研究 PSS2B模型及其传递函数，分析了其原理和输入信号的获取。针对目前使用最普遍的相位补偿法不易同时满足多个主导振荡模式相位补偿要求和增益不易整定的两个特点，研究了针对这两方面不足的优化设计方法：首先对经典相位补偿法进行研究和改进，提出了优化算法设计方法，使参数能同时兼顾多个振荡模式的相位补偿要求；其次，分析增益和相位补偿环节参数对其控制效果的作用及影响，研究了采用小信号分析处理实时发电机运行状态的有效表征参数对电力系统阻尼状态进行实时评估的方法，并根据此方法设计出实时可变参数的增益设置。通过 PSASP自定义模型建立单机无穷大系统与两区四机系统，进行无PSS、加装PSS2B，在各类扰动与故障下，将优化前后的系统响应进行了比较，仿真结果显示经参数优化后的电力系统稳定器对低频振荡有更好的抑制作用，为系统提供了正阻尼。本文的研究对于 PSS的参数整定试验有一定的理论意义。