近年来,直流孤岛送出系统中陆续出现了振荡频率低于0.1Hz的超低频振荡现象,严重危害电网的安全稳定运行.研究表明,由于水电机组中存在水锤效应,若调速器控制参数设置不合理,系统的阻尼和稳定性会恶化,水电机组比例过高会使得系统中出现超低频振荡.针对此问题,首先建立含PID型水电机组调速器的多机系统线性化状态空间模型,求解出超低频振荡模式.然后,采用阻尼转矩分析法分析调速器控制系统的阻尼特性,并提出一种基于相位补偿原理的调速器侧电力系统稳定器(governor power system stabilizer,GPSS)设计方法,可以通过GPSS来增加调速器控制系统阻尼,从而抑制系统的超低频振荡.最后,在3机9节点系统中,采用特征分析法,根据参与因子和根轨迹对超低频振荡特性进行分析得出:调速器控制系统确实深度参与了超低频振荡现象,通过合理设置调速器控制参数可以增大超低频振荡模式的阻尼比.同时,在单机单负荷和4机2区域仿真系统中验证了该文所设计的GPSS抑制超低频振荡的有效性.