PSASP电力系统分析综合程序简介

目录
PSASP电力系统分析综合程序简介............................................................................................- 1 - PSASP图模一体化平台（7.0版）..............................................................................................- 3 - PSASP潮流计算程序....................................................................................................................- 6 - PSASP暂态稳定计算程序............................................................................................................- 8 - PSASP短路计算程序................................................................................................................. - 10 - PSASP电磁暂态仿真计算程序................................................................................................. - 12 - PSASP最优潮流和无功优化计算程序..................................................................................... - 14 - PSASP静态安全分析计算程序................................................................................................. - 16 - PSASP网损分析计算程序..........................................................................................................- 17 - PSASP静态和动态等值计算程序............................................................................................. - 18 - PSASP用户自定义模型和程序接口......................................................................................... - 19 - PSASP直接法稳定计算程序..................................................................................................... - 21 - PSASP小干扰稳定分析程序..................................................................................................... - 22 - PSASP电压稳定分析程序......................................................................................................... - 24 - PSASP继电保护整定计算程序................................................................................................. - 25 - PSASP线性/非线性参数优化程序 ............................................................................................ - 27 - PSASP谐波分析程序................................................................................................................. - 28 - PSASP分布式离线计算平台..................................................................................................... - 30 - PSASP电网风险评估系统......................................................................................................... - 32 - PSASP暂态稳定极限自动求解程序......................................................................................... - 34 - PSASP负荷电流防冰融冰辅助决策系统................................................................................. - 35 -
PSASP电力系统分析综合程序简介
电力系统分析综合程序（Power System Analysis Software Package，PSASP）是中国电力科学研究院电力系统技术分公司（原电网数字仿真技术研究所）开发的一套用于进行电力系统分析计算的软件包，其主要包括如下模块：
➢PSASP图模一体化平台
➢PSASP潮流计算模块（LF）
➢PSASP暂态稳定计算模块（ST）
➢PSASP短路计算模块（SC）
➢PSASP最优潮流和无功优化计算模块（OPF）
➢PSASP静态安全分析模块（SA）
➢PSASP网损分析模块（NL）
➢PSASP静态和动态等值计算模块（EQ）
➢PSASP用户自定义模型和程序接口模块（UD/UPI）
➢PSASP直接法稳定计算模块（DST）
➢PSASP小干扰稳定分析模块（SST）
➢PSASP电压稳定分析模块（VST）
➢PSASP继电保护整定计算模块（RPS）
➢PSASP线性/非线性参数优化模块（LPO/NPO）
➢PSASP谐波分析模块（HMA）
➢PSASP分布式离线计算平台
➢PSASP电网风险评估系统
➢PSASP暂态稳定极限自动求解程序
➢PSASP负荷电流防冰融冰辅助决策系统
PSASP功能强大、使用方便、高度集成并开放，是具有我国自主知识产权的大型软件包。

其自1973年开发应用以来，经历了多次大跨越式的改进，并于1985年荣获首届国家科技进步一等奖。

PSASP立足于易于应用、可扩展、跨平台、兼容性好、数据库通用、设置灵活的设计理念和总体架构，以其高可靠性、强大的计算功能、友好的人机界面和开放的平台赢得了众多用户的青睐。

目前，PSASP已拥有600多家用户，遍及全国各网、省、地、县电力调度运行、电力规划设计单位、高等院校、科研机构、大工业企业、配电系统、铁路系统等，
市场占有率在80％以上。

依托多年的电力系统计算分析经验和技术优势，PSASP在原有诸多功能的基础上，又开发了分布式离线计算平台、电网风险评估系统、负荷电流防冰融冰辅助决策系统、暂态稳定极限自动求解程序、PSASP在线应用等多个产品，为提高我国电力系统仿真速度、分析能力和智能化水平提供了有力支撑。

PSASP 图模一体化平台（7.0版）
为了便于用户使用以及软件功能扩充，在电力系统分析综合程序（PSASP ）7.0版中设计和开发了图模一体化支持平台。

该平台具备多文档界面（MDI ，Multi Document Interface ），可以方便地建立电网分析的各类数据，绘制所需要的各种图形（单线图、地理位置接线图、厂站主接线图等）。

该平台服务于PSASP 的各计算模块，在此之上可以进行各种分析计算，输出计算结果。

量测
实时数据库
基础数据库单线图、地理图过流保护马达启动电磁-机电混合仿真继电保护整定网络等值电压稳定直接法稳定最有潮流和无功优化谐波分析参数优化
网损分析
静态安全分析
小扰动稳定
短路计算
暂稳计算
潮流计算
计算结果
报表图形曲线其他格式
PMU SCADA EMS WAMS 数据录入图模一体化平台
★基本特点
功能强大、人机界面友好、使用操作方便，真正实现了图模一体化，具有良好的可扩展性、兼容性和通用性。

★主要功能
PSASP图模一体化支持平台的主要功能和特点包括：
(1) 用户可以通过平台方便地建立电网数据、绘制电网图形、进行各种分析计算。

人机界面友好，操作方便。

(2) 真正实现了图模一体化。

可边绘图边建数据，也可根据已有数据进行图形自动快速绘制。

图形、数据自动对应，所见即所得。

(3) 应用该平台可以绘制各种电网图形，包括单线图、地理位置接线图、厂站主接线图等。

·图形独立于计算模块，并为各计算模块共享；
·可在图形上进行各种计算操作，并在图上显示各种计算结果；
·同一系统可对应多套单线图、地理位置接线图、厂站主接线图，多层子图嵌套；
·可定义各种厂站主接线模板，通过模板自动生成厂站主接线图及其数据；
·各种电网图形基于统一的图形组态定义，实现各类元件图元样式的灵活定义和扩展。

(4) 具备安全的数据架构，进行了层次化的数据保护，保证了电网数据和图形的安全性和一致性。

(5) 采用实时数据库为图形界面显示和分析计算提供快速数据访问途径，保证了PSASP7.0版图形显示和分析计算的高效性；并可与在线数据接口，便于PSASP的在线应用。

(6) 具有良好的可扩展性，基于该平台的应用软件（计算模块）的接入为“即插即用”式，便于PSASP程序模块定制剪裁及功能扩充，适应用户需求不断发展的需要。

(7) 具备网络拓扑和网络校验功能，可对各计算模块需要的计算数据进行必要的数据校验和网络拓扑计算。

(8) 兼容PSASP各种版本的数据；提供BPA、IEEE等数据格式的转换接口。

(9) 通过与实际厂站中物理元件的对应，实现PSASP与在线数据接口。

平台可接入SCADA/EMS等实际量测信息，实现PSASP在线分析计算。

(10) 除PSASP之外，该平台还可作为在线动态安全评估（DSA）、调度员培训模拟（DTS）等系统的运行支持平台。

(11) 使用标准Qt图形库支持，保证了程序的多平台兼容性，可运行于Windows/
Linux/UNIX操作系统下。

(12) 向AutoCAD, MatLab, Excel 等通用软件开放。

PSASP潮流计算程序
潮流计算是电力系统分析最基本也是最重要的计算。

除它自身的重要作用之外，在电力系统分析综合程序(PSASP)中，潮流计算还是网损计算、静态安全分析、暂态稳定计算、小干扰稳定计算、短路计算、静态和动态等值计算的基础。

★基本特点
计算功能强大、图形显示直观、使用操作方便，具有灵活的调节控制功能和用户自定义建模功能，结果输出多样化。

★主要功能
PSASP潮流计算的主要功能和特点包括：
(1) 强大的计算功能
·可计算交直流混合电力系统
·可考虑负荷静态特性
·除可考虑一般的PQ节点和PV节点外，还可对该节点的电压值和无功功率加以限制·可通过调节指定的发电机的出力，控制某个(或某些)断面有功功率的交换值
·潮流计算前能自动进行全网的拓扑分析
·提供潮流数据检查功能，包括检查全网拓扑结构、各元件带电状态并可对发电、负荷按区域和全网进行统计
·几个孤立的电网可以同时计算
(2) 强大的图形功能
·可在单线图上方便地修改潮流方式
·可在单线图和地理位置接线图上显示潮流初始数据
·可在单线图和地理位置接线图上显示潮流计算结果
·无需用户绘制，可自动通过电网元件浏览器对潮流结果进行图示化输出
·可自动统计全网的总发电、总负荷和总损耗，并在图上显示
·图面显示内容可由用户定制
(3) 程序中提供多种控制调节功能
·用某一母线的电压或无功功率去控制同一母线或另一母线的电压值
·用某一母线的电压或无功功率去控制某一线路的无功功率
·用注入某一母线的有功功率去控制某一线路的有功功率
·用某一线路的电抗(jX)值去控制某母线电压或某线路的有功功率或无功功率
·用某一变压器的变比(Tk)值去控制某母线的电压或某线路的无功功率
·可模拟移相器的功能
(4) 通过用户自定义建模方法，用户可建立各种模型实现多种功能
·系统调度自动化中自动发电控制(AGC)
·联络线(一条或多条)功率控制
·可控硅控制的静止补偿器、自动投切的电容器和电抗器
·可控硅控制移相器、可控串补等电力电子控制设备及其它灵活交流输电系统(FACTS)元件的模拟
·各种负荷特性的模拟
(5) 提供多种潮流计算方法
包括PQ分解法、牛顿法(功率式)、最佳乘子法(非线性规划法)、牛顿法(电流式)以及PQ 分解转牛顿法
(6) 多样化的结果输出方式
·输出范围可选：可指定全网、区域、分区、厂站或某些母线和支路的集合
·报表内容和格式可选：在输出的目标确定之后，可进入具体报表项目的选择，其中除常用的固定表格外，还设有用户自制的方式，即由用户决定表格的项目和次序等·可以Excel报表和文件形式输出
·可以图示化或表格的方式，显示某一区域、分区或厂站与其他区域、分区或厂站的连接图，标出它们之间的功率交换。

同时可继续追踪其他区域、分区或厂站·可以图示化或表格的方式，输出电力系统各元件的潮流计算结果。

同时可追踪显示与此元件相连元件的潮流结果
·可通过报表和曲线的形式输出计算所涉及的用户自定义模型变量
PSASP暂态稳定计算程序
暂态稳定计算的目的在于确定系统受到大干扰（如发生短路故障、负荷瞬间发生较大的突变、切除大容量的发电、输电或变电设备等）以后，各发电机组是否能维持同步运行。

并在此基础上完成对系统暂态稳定的分析。

主要应用范围包括：复杂和严重事故的事后分析，通过再现事故后系统的动态响应，了解稳定破坏的原因，并研究正确的反事故措施；在规划设计阶段，考核系统承受极端严重故障的能力，即超出正常设计标准的严重故障，以研究减少这类严重故障发生的频率和防止发生恶性事故的措施；对电力系统电压稳定性进行分析评估，从系统承受故障的能力，如N-1、N-2 事故仿真、故障临界切除时间和系统传输功率极限等方面进行计算分析，对动态元件的配置及其对暂态稳定的影响进行考虑，例如：电气制动、快速调整汽门、切机、单相重合闸等的研究。

★基本特点
计算功能强大、模型种类丰富、故障和扰动方式设置灵活多样，并具有灵活的用户自定义模型功能，使用操作方便。

★主要功能
PSASP 暂态稳定计算的主要功能和特点包括：
(1) 电力系统模型的计算功能
·可计算交直流混合电力系统
·可考虑变电站（主接线）内部开关状态对系统网络结构的影响
·系统元件模型（固定模型）种类丰富，包括各种同步机、风机、调节器、调速器、电力系统稳定器、负荷、静止无功补偿器、高压直流输电模型
(2) 复杂故障方式的计算功能
·可同时考虑多处三相对称故障，包括三相短路，三相断线，串联电容保护三相击穿等·可同时考虑多处不对称故障，包括单相短路，单相负荷投入，两相短路，两相接地，单相断线，两相断线，串联电容器不对称击穿等
·在不对称故障下，可考虑输电线零序互感的影响
·可进行短路电流计算及动态过程中的复杂故障短路电流计算
·可做输电线工频暂态过电压及潜供电流计算分析
·能给出三相不平衡方式下序电压，序电流，相电压，相电流的分布
(3) 扰动方式和稳定措施模拟的计算功能
可设置丰富的扰动方式，用以模拟电力系统的某些冲击和稳定措施
·冲击负荷的模拟
·负荷功率随机波动的模拟
·励磁回路电压波动的模拟
·励磁电压设定值变化的模拟
·发电机出力跟踪调节的模拟
·调速器汽门快速调整的模拟
·调压器励磁电压快速调整的模拟
·按不同准则（时间、角度、高频率、频率差、过电流）减少母线上的部分和全部机组的出力
·按不同准则（时间、低电压、低频率、频率差、线路过电流、异步电动机自身过电流）切除母线上的部分和全部负荷
·按不同准则（时间、低电压、低频率、角度差、零序过电流、正序过电流）开断线路开关
·风电场风速变化的模拟
·可控串补、强补及旁路的设置
·可控高抗的开环控制
·振荡解列信号继电器的设置
(4) 通过用户自定义模型的方法，用户可建立各种模型以实现所需的计算功能
·电力系统各种一次设备模型，如不同型号的同步电机，异步电机，静止无功补偿器等·电力系统各种自动装置模型，如各种类型的调压器、调速器、电力系统稳定器（PSS）及各种继电保护和安全自动装置等
·随不同工程而异的超高压直流输电线路及其控制系统模型
·灵活交流输电系统（FACTS）装置模型，如可控硅串联补偿器（TCSC），静态同步补偿器（STATCOM）等
(5) 灵活多样的输出方式
可进行不同模型、不同元件、不同变量的输出设置，并可自由选择图形、文本、表格等输出形式，还可进行自动分析输出。

PSASP短路计算程序
短路计算的目的主要用于解决下列问题：
①电气主接线方案的比较与选择，或确定是否需要采取限制短路电流的措施
②电气设备及载流导体的动热稳定校验和开关电器、管型避雷器等的开断能力的校验
③接地装置的设计
④继电保护装置的设计与整定
⑤输电线对通讯线路的影响
⑥故障分析
求解短路电流的一般方法是：利用对称分量法实现ABC系统与120系统参数转换；列出正、负、零序网络方程；推导出故障点的边界条件方程；将网络方程与边界条件方程联立求解，求出短路电流及其他分量。

★基本特点
计算功能强大，故障方式设置灵活，结果输出形式多样。

★主要功能
PSASP 短路计算的主要功能和特点包括：
(1) 可进行交直流混合电力系统的短路电流计算
(2) 可进行简单故障方式下的短路电流计算
·全网短路电流的扫描计算
·指定区域各母线短路电流的扫描计算
·指定母线或线路上任意点的短路电流的计算
(3) 可进行线路故障扫描计算，即按一定间隔在指定线路上设置相继发生的同种简单故障，得到各故障点的电流
(4) 可进行复杂故障方式下的短路电流计算，即任意母线和线路上任意点的多种组合方式的复杂故障计算
(5) 可计算故障点的短路电流和短路容量
(6) 可计算电网各节点的正、负、零序戴维南等值阻抗
(7) 计算时可考虑平行线路零序互感的影响
(8) 短路电流计算可基于给定的潮流方式，也可不基于潮流方式。

前者考虑发电机电势和负荷电流的影响；后者发电机取E”=1∠0°(p.u.)，不计负荷影响
(9) 结果输出形式的多样化
·可在图上直接输出短路计算结果，显示直观方便
·输出的故障点可选，可从短路计算的作业中选择某一个或某几个故障点
·输出范围可选，可指定全网，区域，电压等级或某些母线和支路集合
·输出的内容可选，如母线的相电压、序电压，支路的相电流、序电流等
·报表具体项目和格式可选，在输出内容确定后，可进入报表具体项目的选择，其中除常用的固定表格外，还设有用户自制的方式，即由用户决定表格的项目和次序等·可以单独输出短路电流曲线、短路容量比较报表和戴维南等值阻抗报表
·输出方式多样，可以是文件和Excel报表，对于线路故障扫描还可输出短路电流曲线
PSASP电磁暂态仿真计算程序
电磁暂态计算，主要用于分析和计算故障或操作后可能出现的暂态过电压和过电流，以便根据所得到的暂态过电压和过电流对相关电力设备进行合理设计，确定已有设备能否安全运行，并研究相应的限制和保护措施。

此外，对于研究新型快速继电保护装置的动作原理，故障点探测原理以及电磁干扰等问题，也常需要进行电磁暂态过程分析。

由于电磁暂态过程变化很快，一般需要考虑元件的电磁耦合，计及输电线路分布参数所引起的波过程，有时甚至要考虑线路三相结构的不对称、线路参数的频率特性以及电晕等因素的影响。

★应用范畴
电磁暂态计算可用于解决如下的电力系统分析计算问题：
⏹电力系统的故障分析
⏹故障或操作引起的暂态过电压、过电流分析
⏹高压直流输电系统的动态特性仿真
⏹由串联电容补偿、直流输电等引起的次同步振荡现象分析
⏹PSS等控制器参数设计
⏹直流输电系统（HVDC）和灵活交流输电系统（FACTS）控制器设计
……
★主要功能
PSASP电磁暂态计算的主要功能包括：
(1)可模拟电力系统的各种暂态过程，包括操作暂态、谐振暂态、故障暂态等；
(2)具有分网并行计算功能，实现了一定规模电磁暂态网络的实时或超实时仿真；
(3)可通过A/D和D/A转换接口接入物理模型或实际控制装置，进行电力系统的仿真研究或装置试验。

可接入的装置包括：继电保护设备、安全自动装置、PSS装置、发电机励磁装置、FACTS控制装置、HVDC控制装置等。

★主要特点
PSASP电磁暂态计算（包括其图形界面）的主要特点有：
⏹网络分割方式灵活，可以采用“点的分裂”方式、也可以采用“线的分割”方式、或者
二者结合使用；
⏹电磁暂态仿真采用带阻尼的隐式梯形积分法，避免开关动作后发生数值振荡；
⏹采用了一种适合直流输电系统电磁暂态仿真的网络并行技术及交直流分割算法，可
实现具有双极12脉冲换流器和交直流滤波装置的整流和逆变站、直流控制器、直
流输电线路的直流输电系统的电磁暂态实时仿真；
⏹可共享机电暂态的数据，大大减少了电磁暂态数据录入的工作量；
⏹采用图形方式创建系统模型电路图和控制系统图形，对话框方式录入参数，方便易
用；
⏹元件可用单线图显示，也可用多线图显示；元件显示样式可由用户定制
⏹电路图可分层次显示并具有“多层嵌套”的结构，结构清晰；
⏹提供多种结果显示手段，包括程序运行过程中的结果监视及结果的事后回放；
⏹支持多文档、多视窗结构，可以同时打开多个图形窗口。

同时处理与各种元件库、
用户工程对应的不同窗口。

不同窗口之间在合理条件下可以互相拷贝图形对象，实现资源共享；
⏹一个工程对应一个文件，不同用户之间数据交换方便。

PSASP最优潮流和无功优化计算程序最优潮流(Optimal Power Flow OPF)是最优化技术在电力系统中的一种应用，是保证电力系统经济和安全运行的一种潮流计算方法，它把电网的经济调度、质量控制和安全运行协调起来，对电力系统的规划和运行有着重要意。

PSASP 中最优潮流的主要功能是在满足电力系统各节点正常的功率平衡及各种安全约束的条件下，求以网损、煤耗或发电费用、无功补偿经济效益为目标函数最优的潮流分配。

★基本特点
计算功能强大，目标函数、优化方式、约束条件选择多样化，可进行分区优化调整，结果输出灵活多样，显示直观方便。

★主要功能
PSASP 最优潮流计算的主要功能和特点包括：
(1) 可进行电力系统有功优化、无功优化及有功和无功混合优化计算
(2) 可提供多种目标函数
·电力系统网损最小
·煤耗或发电费用最小
·无功补偿经济效益最大
(3) 可对多种控制变量进行优化
·发电机的有功功率PG
·发电机的无功功率QG
·发电机机端电压V
·负荷的无功补偿QC
·可调变压器的变比TK
(4) 可考虑多种安全约束
·母线电压的限制
·可调变压器的变比的限制
·发电机的有功功率、无功功率的限制
·负荷的无功补偿容量的限制
(5) 系统的缓冲点(Slack bus)可设置多个
(6) 具有分区优化调整的功能，即对指定区域内的调整变量进行优化，指定区域外的
节点作为Vθ节点且为固定值，以提高收敛性
(7) 提供多种计算方法，包括梯度法、牛顿法、内点法
(8) 优化潮流报表的灵活编辑
·输出范围可选，可指定全网、区域、电压等级或某些母线和支路的集合
·输出的目标和对象可选，如有关母线(包括发电机和负荷)、有关交流线、有关变压器等，以便进一步细选
·报表的内容和格式可选，在输出的目标确定之后，可进入具体报表项目的选择，其中除常用的固定表格外，还设有用户自制的方式，即由用户决定表格的项目和次序等·可以固定格式报表Excel 报表和文件形式输出
(9) 优化潮流结果的图示化输出
·可将某母线及其所连的线路、变压器等自动画出连接关系图，并在图上标出相应结果数据，同时可在该图基础上继续追踪、扩展
·可以某一区域为中心自动画出与其他区域的连接图，标出区域间的功率交换、功率损耗等，同时可在该图基础上继续追踪其他区域
(10) 优化调整报表输出
·可输出目标函数、母线电压及控制变量，包括变压器、发电机、无功补偿负荷点，优化前后的对照表，便于用户查看和分析优化效果
·可以固定格式报表、Excel 报表和文件形式输出
(11) 迭代过程报表输出
·如果最优潮流计算不收敛，可输出迭代过程详细情况，便于分析不收敛原因
PSASP静态安全分析计算程序
静态安全分析是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件及给定的切除方案，确定切除某些元件是否危及系统的安全，即系统中所有母线电压是否在允许的范围内，系统中所有发电机的出力是否在允许的范围内，系统中所有线路变压器是否过载等等。

★基本特点
计算功能强大，切除方案定义简单、灵活，图形化显示直观、方便，结果输出内容和形式多样化。

★主要功能
PSASP静态安全分析计算的主要功能和特点包括：
(1) 可选择进行全网，某区域网或某电压等级网的N-1计算，以及对指定切除方案的计算
(2) 切除方案信息的给定简单、方便、灵活，一个方案可以是交流线、变压器、发电机或负荷中的某个元件，也可是其中多个元件的任意组合，并可在切机/切负荷的情况下进行自动发电分配
(3) 以PSASP潮流计算为基础，其基本数据包括所基于潮流的全部数据和发电机及其调速器的部分数据
(4) 图形化显示直观、方便，可在单线图上显示潮流初始数据
(5) 结果输出的内容和形式多种多样。

既可分别输出每个切除方案的多种信息（如各种物理量的越限信息等），也可对所有切除方案作各种形式的统计（如可按一个物理量、一个范围、一个母线，一个交流线或一个变压器）输出，还可任意选择想要输出的元件及变量
(6) 可选择不同的计算方法，包括PQ分解法、牛顿法（功率式）、最佳乘子法（非线性规划法）、牛顿法（电流式）、PQ分解转牛顿法。