电力系统仿真软件综述
电力系统仿真计算软件介绍
电力系统仿真计算软件介绍钱鑫，李琥，施围(西安交通大学电气工程学院，陕西西安710049)摘要：以电力系统仿真软件EMTP为例对其历史、计算原理及程序的功能做了较为全面的描述，另外，文中列举当前几种较为流行的电力系统仿真软件及其特点，对于提高电力工作者的工作效率有一定帮助。
关键词：仿真软件；EMTP1引言电力系统仿真就是通过建立适当的数学模型来模拟实际电路的一种研究方法，随着电力系统的不断扩大和网络化，实际电力网络拓扑系统变得越来越复杂，而这时候掌握高效的模拟仿真计算软件也变得越来越重要，随着计算机技术的不断发展，电力系统仿真软件已成为电力系统工作者进行电力系统规划、保护、调度及故障研究的重要工具。
为使读者对于电力系统仿真软件有一个全面、清晰的了解，下面以在电力系统应用最为广泛的EMTP为例，介绍其历史、计算原理及程序功能，并介绍当今流行仿真软件的各自特点。
2EMTP介绍2.1EMTP的历史与现状电力系统分析程序EMTP是目前国际通用的一种数字程序。
它规模大、功能强，最初由加拿大不列颠哥伦比亚大学(UBC)的H.W.Dommel教授创立，又经过很多专家的共同努力而不断完善。
美国邦纳维尔电力局(BPA)对程序的开发做了很大的贡献。
近年来成立的包括美国、加拿大、日本及欧洲一些国家在内的EMTP联合发展中心(DCG)和在欧洲成立的另一个EMTP用户协会(LEC)，都还在为该程序的改进提高和推广进行着大量的工作。
EMTP 的UBC版本、BPA版本、DCG版本分别为以上机构各自开发的产品［1］。
EMTP发展经历了几十年时间才日趋完整。
首先，1960～1963年H.W.Dommel在德国慕尼黑进行电磁暂态分析程序的研究工作，并对单相回路，含元件R、L、C无损线路，一个开关，一个电源，集中参数用梯形积分法，输电线路采用贝杰龙法(即特性线法)等建立相应模型算法。
而后到1969年，一些组织和个人的不断介入使程序功能不断得到完善，又建立了多相π输电线路、多相分布参数(包括不同换位情况)和随频率变化特性模型。
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电力系统仿真软件综述
电力系统仿真软件综述电力系统仿真软件综述随着电力系统规模不断扩大和复杂性增加，对于电力系统的仿真和分析工作变得越来越重要。
电力系统仿真软件被广泛应用于电力系统规划、运行和维护等领域，为电力行业提供了强大的工具和支撑。
本文将综述当前市场上常见的电力系统仿真软件，并对其特点和优势进行分析。
1. PSS/EPSS/E 是一款功能强大的电力系统仿真软件，广泛应用于电气工程领域。
它具有强大的建模、仿真和分析能力，可以模拟复杂的电力系统网络，包括传输线路、变压器、发电机、电容器等设备。
PSS/E 提供了多种仿真分析功能，包括电压稳定性分析、动态稳定分析、短路分析等，可以帮助工程师进行电力系统规划和故障诊断。
2. DIgSILENT PowerFactoryDIgSILENT PowerFactory 是一款领先的电力系统仿真软件，具有广泛的应用场景和强大的建模和仿真功能。
它可以模拟各种电力系统网络，包括输电网、配电网和微电网等。
DIgSILENT PowerFactory 提供了多种分析模块，包括稳态分析、暂态分析、谐波分析等，可以帮助工程师进行电网规划和运行分析。
同时，DIgSILENT PowerFactory 还支持与其他软件的接口对接，方便系统集成和数据交换。
3. EMTP-RVEMTP-RV 是一款专业的电磁暂态仿真软件，主要用于对高压和超高压电力系统进行分析。
它具有高精度的仿真能力，可以模拟各种暂态现象，包括开关操作、故障和雷电等。
EMTP-RV 提供了丰富的元件和模型库，使得建模过程更加简便和准确。
此外，EMTP-RV 还支持并行计算和分布式仿真，提高了仿真效率。
4. PSATPSAT 是一款免费开源的电力系统分析软件，主要用于稳态和暂态分析。
它提供了多种建模元件和模型，可以模拟各种电力设备和控制装置。
PSAT 支持稳态潮流分析、动态模拟和谐波分析等多种分析功能，为电力系统设计和运行提供了强大的工具和支持。
电力系统仿真软件综述
电力系统仿真软件综述李广凯,李庚银(华北电力大学 电气系统保护与动态安全监控教育部重点实验室,河北保定071003)摘 要:随着现代电力系统网络规模的不断扩大和电网电压等级的不断升高,电力系统规划、运行和控制的复杂性亦日益增加,因此在电力系统的生产和研究中仿真软件的应用越来越广泛。
重点分析了BPA、EM T P、PSCAD/EM T DC、NE TOM AC和PSAS P等几种主要的电力系统仿真分析软件的结构、功能特点和应用情况,综合比较了它们的优势,并简要介绍了M AT LAB、PSPICE、PSS/E、ETM SP、SYM POW和EDSA等仿真软件,最后展望了电力系统仿真软件的未来发展方向。
关键词:电力系统仿真软件;BPA;EM TP;PSCAD/EM T DC;PS ASP中图分类号:TM743 文献标识码:A 文章编号:1008-0686(2005)03-0061-05 The Summary of Power System Simulation SoftwareLI Guang-kai,LI Geng-yin(K e y L aboratory of P ow er Sy stem Protection and Dy namic S ecurity M onitoring and Control und er M inistry of E d ucation,N orth Ch ina E lectric Pow er Univ ersity,B aod ing071003,China)Abstract:Because the m odern pow er system scale is larg er and larger and the v oltag e rank is higher and hig her,the co mplex ity of layout,operation and contro l fo r po w er system is enhanced increasingly.T he applications of pow er system sim ulation software are w idely and widely in the pro duction and research of po w er sy stem.T he structure,function,char acter istics and applications of so me kinds of mainly pow er sy stem sim ulation softw are are discussed in this paper such as BPA,EMT P,PSCAD/EM T DC,NE-TOM AC and PSASP.T he adv antages of them are co mpared.Some kinds of sim ulation so ftw are are intro-duced sim ply such as M ATLAB,PSPICE,PSS/E,ET MSP,SYM POW and EDSA.Finally the dev elo p-ment direction of pow er system sim ulation softw are is prospected.Keywords:pow er system simulatio n softw are;BPA;EMT P;PSCAD/EM TDC;PSASP0 引言电力系统是一个大规模、时变的复杂系统,而且在国民经济中有非常重要的作用,电力系统数字仿真已成为电力系统研究、规划和设计的重要手段。
电工仿真软件
电工仿真软件介绍电工仿真软件是一种用于模拟和分析电工系统的工具。
它可以在计算机上模拟电工设备、电路和系统的行为，为电工工程师提供了一个直观、安全且高效的调试和优化电工系统的方法。
本文将介绍电工仿真软件的基本原理、应用领域和常见的软件。
原理电工仿真软件利用数学和物理模型对电工系统进行建模。
它可以模拟各种电气设备的行为，例如发电机、变压器、电动机、电池等。
通过输入电气参数、电路拓扑和控制策略，仿真软件可以计算电压、电流、功率、效率等各种电气量，并预测电气设备的性能和行为。
电工仿真软件通常包含以下几个基本步骤：1.模型建立：选择适当的模型进行建模，包括电气设备和电路拓扑。
2.参数输入：输入电气设备和电路的参数，例如电阻、电感、电容等。
3.控制策略：定义电气系统的控制策略，例如开关动作、调节器的操作等。
4.仿真运行：运行仿真程序，计算电气系统的各种电气量。
5.结果分析：分析仿真结果，评估电气设备和电路的性能。
应用领域电工仿真软件在各个电力系统和电气工程领域广泛应用。
以下是一些常见的应用领域：发电系统设计和优化电工仿真软件可以帮助电力公司和发电厂设计和优化发电系统。
通过模拟发电机、变压器、输电线路等设备的行为，仿真软件可以评估系统的稳定性、效率和可靠性，并提供改进建议。
输电网规划和分析电工仿真软件可以用于规划和分析输电网。
它可以模拟电力系统中的潮流、短路、暂态等问题，帮助电力公司确定输电线路的容量、电压稳定性和电力负荷分配等问题。
电动机控制和调试电工仿真软件可以模拟各种电动机的行为，帮助工程师进行电动机的控制和调试。
通过输入电动机的参数和控制策略，仿真软件可以模拟电动机的运行情况，并评估效率、转矩和速度等性能指标。
嵌入式系统设计电工仿真软件可以用于嵌入式系统的设计和测试。
它可以模拟嵌入式系统中的电源、传感器、执行器等设备的行为，并评估系统的功耗、延迟和可靠性等性能。
电力电子器件设计电工仿真软件可以用于设计各种电力电子器件，例如逆变器、整流器和变频器等。
PSCAD电力系统仿真软件介绍
PSCAD电力系统仿真软件介绍只要您能想取得，就能够模拟得出随着电力系统的进展，对精准的、直观的仿真工具的需求变得越发重要了。
用PSCAD，您能够创建、仿真、并能轻易地模拟您的系统，给电力系统仿真提供了无穷可能。
PSCAD包括一个完整的系统模型库，系统模型从简单的无源元件和操纵功能，到电机和其他复杂的设备。
PSCAD得益于30连年的不断研究和开发。
咱们从全世界用户群的方式和反馈中取得启发。
那个哲理使得PSCAD成为现今最受欢迎的电力系统暂态仿真软件。
提供知识、专业技术和解决方案咱们的专家在电力系统行业为咱们的客户提供一系列全面的技术效劳。
咱们为全世界的电力行业提供专业的知识、技术和解决方案，包括电力系统研究和项目治理效劳。
作为加拿大最大公共事业公司之一的子公司Manitoba HVDC Research Centre，将连年的体会和独特的视角跟技术研究结合到一路，是公认的应用电力系统分析和建模的世界领导者。
Manitoba HVDC Research Centre所能提供的项目研究和给世界各地的公司提供过的效劳。
电力系统研究作为世界知名的PSCAD仿真软件的开发者，咱们有独特的优势和对仿真研究的深刻明白得，这是很多其他技术效劳提供商所不具有的。
在电力系统计划和业务研究方面，咱们对利用各类软件工具有着丰硕的体会，比如PSCAD, PSS/E, DSA Power Tools, ETAP, CYME, Risk_A等等。
咱们给公用事业，顾问公司，工业客户，设备制造商和行业领导者等提供过效劳，并与研究学术机构，运营商和监管机构有着紧密的合作。
咱们在以下领域为客户提供了一系列的解决方案：. 负载流、短路和动态研究. 系统计划研究. 运筹计划研究（短时间计划）. 转让限制. 系统阻碍研究（HVDC，风能，太阳能）. 基于FACTs的解决方案. 次同步谐振（SSR）. 电磁暂态研究. 绝缘配合研究（雷电、开关SOV，TOV）. 断路器TRV. GIS站的快速瞬变. 费罗共振，网共振和变压器励磁涌流. 电容器组的设计. 电动机启动. 详细故障与爱惜系统分析. 系统恢复（黑启动）研究. 电能质量谐波、闪变. 传输线场效应和电晕分析. 自概念模型的开发HVDC研究咱们拥有体会丰硕，熟悉多学科的专家团队，而且为世界各地的HVDC电力系统社区提供专门的工程解决方案。
电力系统仿真软件综述
机电暂态仿真工具： PSS/E 、 PSASP 、BPA 、Simpow、Eurostag、 PowerWorld Simulator 、 POWERTECH DSA 、 CYME、NEPLAN、ETMSP 电磁暂态仿真工具： EMTP/ATP、PSCAD/EMTDC 、EmtpE 混合仿真工具： NETOMAC、DIgSILENT、SimPowerSystems 电磁场仿真工具： ANSOFT、ANSYS、CDEGS 电力电子仿真工具: PLECS、PSIM 配电网仿真工具: ETAP 、EDSA/DesignBase、 PSS/SINCAL、 PSS/ADEPT
DSATools组成模块
Powertech的电力系统动态安全综合分析软件包 DSATools 目前包括下列功能模块： 潮流及短路分析程序PSAT (Powerflow & Short-circuit Analysis Tool)； 电压安全分析程序 VSAT (Voltage Security Assessment Tool)； 暂态安全分析程序 TSAT (Transient Security Assessment Tool)； 小干扰稳定分析程序 SSAT (Small Signal Analysis Tool); 用户自定义模型图形编辑器(UDM Editor)； 电力系统稳定器PSS设计及整定(CDT)； 在线动态安全分析平台(DSA Manager)。
电力系统仿真软件综述
武汉大学电气工程学院 曹玉胜
内部交流 谢绝公开
内容
电力系统仿真概述
机电暂态仿真软件
电磁暂态仿真软件
电力电子仿真工具 配电网仿真软件
一. 电力系统仿真概述
第一章电力系统仿真软件介绍
第1章 概 述
电力电子子库中含有二极管、简化/复杂晶闸管、GTO、 开关、MOSFET、IGBT和通用桥式电路模型。
第1章 概 述
附加子库中包含内容较多，主要和系统离散化、控制、计算 和测量有关，包括RMS测量、有效和无功功率计算、傅里 叶分析、HVDC 控制、轴系变换、三相V-I测量、三相脉冲 和信号发生、三相序列分析、三相 PLL 和连续/离散同步 6/12脉冲发生器等。
第1章 概 述
(3) 德国西门子公司研制的电力系统仿真软件NETOMAC (Network Torsion Machine Control)；
德国西门子公司在上个世纪70年代开发的电力系统分析 软件，经过多年的发展，该软件不断完善，功能日益强大， 具有良好的开放性，可嵌入用户自行编制的 FORTRAN语言 子程序、数学表达式等，用户遍及世界各地。
第1章 概 述
此外，SimPowerSystems 4.0 中还含有一个功能强大的图形 用户分析工具Powergui和一个 废弃的“相量子库”(Phasor Elements)。这些模块可以与标 准的SIMULINK模块一起，建 立包含电气系统和控制回路的 模型，并且可以用附加的测量 模块对电路进行信号提取、傅 里叶分析和三相序分析。
以上各个电力系统仿真软件的结构和功能不同，它们各 自的应用领域也有所侧重。 EMTP主要用来进行电磁暂态过 程数字仿真，PSCAD/EMTDC、NETOMAC主要用来进行电 磁暂态和控制环节的仿真，BPA、PSASP主要用来进行潮流 和机电暂态数字仿真。
第1章 概 述
近年来，MATLAB由于其完整的专业体系和先进的设 计开发思路，在多个领域都有广泛的应用。
第1章 概 述
第1章 概 述
电力系统仿真软件的运用与比较
电力系统仿真软件的运用与比较电力系统仿真软件在电力系统的规划、设计和运行中具有重要意义。
通过对电力系统的仿真模拟，我们可以预测和评估各种电力系统配置的性能表现，优化系统设计，提高系统稳定性与可靠性。
本文将介绍常用的电力系统仿真软件，分析其优缺点，并比较其在不同运用场景下的表现。
PSS/E：PSS/E是一款功能强大的电力系统仿真软件，由美国电力科学研究院开发。
它支持多种仿真模型，如发电机、变压器、负荷等，可以模拟复杂的电力系统稳态和动态行为。
PSS/E的优点是精度高、速度快、稳定性好，缺点是价格昂贵，且对用户的要求较高。
MATLAB/Simulink：MATLAB/Simulink是MathWorks公司开发的著名仿真软件，可以用于各种动态系统的建模与仿真。
它支持自定义模型库，用户可以根据需要创建自己的模型。
MATLAB/Simulink的优点是易学易用、模块丰富、功能强大，缺点是对于某些特定领域的模型库支持不够完善。
ETAP：ETAP是一款广受欢迎的电力系统仿真软件，由美国ETAP公司开发。
它支持电力系统的稳态和暂态仿真，具有强大的分析功能和广泛的设备模型库。
ETAP的优点是界面友好、操作简单、支持广泛，缺点是价格较高，且可能存在一定的学习曲线。
电力系统仿真软件在以下几个方面有广泛运用：动态模拟：通过对电力系统的动态模拟，我们可以研究不同运行条件下的系统性能，如故障恢复、负荷波动等。
稳态分析：稳态分析有助于我们了解电力系统的长期运行状态，优化系统配置，提高电力系统的稳定性。
电机启动：电机启动过程中可能会对电力系统产生较大冲击，通过仿真软件可以预测和评估不同启动方案对系统的影响。
我们将使用不同仿真软件对同一电力系统进行仿真，并对结果进行比较。
在动态模拟方面，PSS/E和MATLAB/Simulink均表现出较高的精度和速度，而ETAP在这方面略逊一筹。
在稳态分析方面，PSS/E和ETAP的结果相近，但MATLAB/Simulink在一些关键参数的模拟上存在一定误差。
电力系统实时仿真技术研究综述
大陆 部分在 本世 纪初 叶将形成 规 模 巨大 的全 国性
的 互 联 电 网 。 而 且 ， 国 联 网 系 统 中 既 有 交 流 线 全
电力 系统 动模 实验 仿真 系统 是最早 出 现的进 行 电力 系统研 究 的实时 仿真 工具 。电力 系统 动模 实 验室 的硬件 通 常按相 似理论 由若 干 台按 比例缩 小 的 电机 、 定数量 的 兀型线 路模 型 、 一 电源 、 负荷 、 开关模 型 以及 相应 的监 测 、 制 系统 组 成 。通 常 控 用来 进 行 电力 系统 机 电暂态 以及动 态过 程 的实时 仿 真研究 。电力 系统 动 态 模 拟 试验 的优 点 是 ： 在
设备 昂贵 、 占地 面积大 、 可模 拟 的 电力 系统 规模受 制于 装置 自身 的规 模 和 元 件 的物 理 特 性 ， 置 的 装 可扩 展性 和兼 容 性 差 ， 难 以大 量 推 广 。它们 在 也
门新 兴 综 合 性 技 术 。在 对 电 力 系 统 进 行 仿 真
时， 若有 实物 系统介入 仿 真系统 ， 必须要 求 仿真系 统 时 间 比例 尺 完 全 等 于 实 际 系 统 的 时 间 比例 尺 ， ］ 这种仿 真 称 为 电力 系 统 实 时仿 真 。它 不 仅
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第 ２ ３卷 第 ５期
２０ ０ ６年 １ ０月
供 用 电
１ ３
电力 系统 实 时 仿真 技 术 研 究 综 述
罗 建 民 ， 正 文 何
（ 汉大 学 电气 工程 学 院 ， 武 湖北 武 汉
４０ ７） ３ ０ ２
摘 要 ： 电力 系 统 实 时 仿 真 已成 为 电力 系 统 试 验 研 究 、 划 设 计 和调 度 运 行 的重 要 工 具 。介 绍 了 电 力 系 统 实 规
电力系统仿真软件综述
轴系扭振分析 变压器及并联电抗器/电容器的开断 铁磁共振现象的研究 电力电子设备的研究 断路器电弧、冲击电流 FACTS 设备： STATCOM, SVC, UPFC, TCSC 模型 谐波分析与网络共振现象 保护设备的实验
三、PSCAD/EMTDC
Dennis Woodford 博士于 1976 年在加拿大曼尼托巴水电局开发完成了 EMTDC 的初版，是一 种世 界各国广泛使用的电力系统仿真软件， PSCAD 是其用户界面，PSCAD 的开发成功， 使得用户能更方便地使用 EMTDC 进行电力系统分析，使电力系统复杂部分可视化成为可 能，而且软件可以作为实时数字仿真器的前置端。可模拟任意大小的交直流系统。操作环境 为：UNIX OS, Windows95, 98,NT；Fortran 编辑器；浏览器和 TCP/IP 协议。 功能： ·可以发现系统中断路器操作、故障及雷击时出现的过电压 · 可对包含复杂非线性元件（如直流输电设备）的大型电力系统进行全三相的精确模拟， 其输入、输出界面非常直观、方便 · 进行电力系统时域或频域计算仿真 · 电力系统谐波分析及电力电子领域的仿真计算 · 实现高压直流输电、FACTS 控制器的设计
二、EMTP/ATP
简介: EMTP 是加拿大 H.W.Dommel 教授首创的电磁暂态分析软件,它具有分析功能多、元件 模型全和运算结果精确等优点,对于电网的稳态和暂态都可做仿真分析，它的典型应用是预 测电力系统在某个扰动（如开关投切或故障）之后感兴趣的变量随时间变化的规律，将 EMTP 的稳态分析和暂态分析相结合，可以作为电力系统谐波分析的有力工具。 ATP（The alternative Transients Program）是 EMTP 的免费独立版本，是目前世界上电磁暂态 分析程序最广泛使用的一个版本, 它可以模拟复杂网络和任意结构的控制系统，数学模型广 泛，除用于暂态计算，还有许多其它重要的特性。 ATP 程序正式诞生于 1984 年，由 Drs. W. Scott Meyer 和 Tsu-huei Liu,所组成的世界各地的用户组不断地发展。 ATP 还配备有比 TACS 更灵活、功能更强的通用描述语言 MODELS 及图形输入程序 ATPDraw。 功能： 雷电过电压研究 操作过电压和故障 系统过电压研究 接地等现象的快速暂态分析 设备建模 电机启动过程动态仿真
电力系统仿真计算软件介绍
" 引言
电力系统仿真就是通过建立适当的数学模型来 模拟实际电路的一种研究方法， 随着电力系统的不 断扩大和网络化， 实际电力网络拓扑系统变得越来 越复杂， 而这时候掌握高效的模拟仿真计算软件也 变得越来越重要， 随着计算机技术的不断发展， 电力 系统仿真软件已成为电力系统工作者进行电力系统 规划、 保护、 调度及故障研究的重要工具。为使读者 对于电力系统仿真软件有一个全面、 清晰的了解， 下 介绍 面以在电力系统应用最为广泛的 &’() 为例， 其历史、 计算原理及程序功能， 并介绍当今流行仿真 软件的各自特点。图& Nhomakorabea节点网络图
即节点 & 有如下关系式： （ "） （ "） （ "） （ "） ! &! ’ ! &( ’ ! &) ’ ! &* + !（ & "） & （ "） ］ ! &! + ［ $（ "） , $（ ! "） # & - ! （ "） 在电感支路 $（ + % &( % "） -" ） （ $（ " ’ $ " . !" ） % % 差分化后成为 + ! （ " . !" ） ! （ "） . ! &( % &( !" 由于 $（ + $（ . $（ % "） & "） ( "） 在电阻支路 " 故得 ! &( （ "） ］ + !［ $（ "） . $（ ’ ( "） !% & （ " . !" ） & &( 其中： （ （ " . !" ） & &( " . !" ） + ! &( ’ " !［ ］ $（ " . !" ） , $（ ( " . !" ） !% & & 在电容支路 $（ + !（ ! "） -" ’ "） ’ 类似方法可得到： !’ （ "） （ $（ ］ ! &) + ［ . $（ ’ & "） ) "） !" （ " . !" ） & &) 其中 & &) （ " . !" ） （ " . !" ） + . ! &) . !’ ［ ］ $（ , $（ 万方数据 & " . !" ） ) " . !" ） !"
基于PSSE的电力系统仿真计算及分析综述
；
；
带入①式，并将有功、无功功率分列：
(2-2)（2） 变量的分类
由公式(2-2)可知，对于n个节点的网络，共有2n个功率方程，除了 外，共有12个变量。分别为：
扰动变量： ；
控制变量： ；
因变量：
当系统有n个节点时，上述三个变量各有2n个，总共有6n个变量。为了方便求解，给定（n-1）对控制变量 ，留下一对 待定；给定一对 ，求剩下的（n-1）对状态变量 。这样，就可以从2n个方程式中求解2n个未知变量了。
电力系统潮流计算是电力系统运行和规划的基础，对整个电力网络的运行有很大的帮助,比如在电网规划时，可通过潮流计算，设计出无功功率的补偿点、选择合适的补偿方案以达到电网的运行条件；在系统进行检修时，通过潮流计算得知电厂中发电机组的启停情况以及如何分配有功、无功；同时，还可以为预想事故、设备退出等情况作出理想的调整方案[5,9,12]。
第二章 电力系统潮流计算方法介绍
2.1电力系统潮流计算的基本介绍
1956年，Ward等人将电子计算机运用在了电力系统潮流计算中。最初的潮流计算方法是基于导纳的高斯—赛德尔法，随后发展成为了基于阻抗的高斯—赛德尔法。1961年Van Ness等人提出了牛顿法，并随之出现了许多基于该方法的改进方法。80年代Sun DI提出了最优潮流牛顿法，该方法与解耦技术结合，形成了解耦型最优潮流牛顿算法[2,3]。
Power flow calculation of power systems andanalysis ofits results based on PSS/E
Abstract
Power flow calculation is one of the important means to study power system. Through the power flow calculation, we can calculate the voltage of each node and the power distribution, so that we can check whether the voltage of nodes and current distribution satisfy demand or not. At the meantime, we can analyse the reasonable distribution of power flow. In addition, under the normal maintenance and the special operation mode, we can also through power flow calculation to know that the start-up mode of power plants, so we can make good preparations for contingency and the dropping out of equipments.
电力系统仿真软件介绍-推荐下载
电力系统仿真软件综述
Operator
actions LFC
Prime mover control
Protection
Generator control HVDC, FACTS,
etc.
Frequency variations
Tie-line regulation
Daily load variation
Long term dynamicsLong-duration
目前，国内常用的机电暂态仿真程序是电力系统综合程序(PSASP)和中国版BPA 电力系统分析程序。国际上常用的有美国PTI公司的PSS／E、美国EPRI的ETMSP 、ABB的SIMPOW程序、德国西门子的NETOMAC、德国Powerfactory的 DIgSILENT。
1.PSS/E
电力系统仿真软件综述
内 容
电力系统仿真概述 机电暂态仿真软件 电磁暂态仿真软件 电力电子仿真工具 配电网的仿真软件 实时物理仿真工具
一. 电力系统仿真概述
现代电力系统是集发电、输电、配电和用电为一体的复 杂非线性网络系统。对其物理本质的研究涉及到短至1μs 到长至1h的动态过程。为了保证实际运行的电力系统的 安全稳定性，不便采用在线物理试验的方法对电力系统的 动态行为进行研究。目前主要利用电力系统仿真软件离线 计算的方法对电力系统及装置的动态行为进行仿真研究。
根据需要研究的动态过程的作用时间长短，电力系统暂 态过程分为机电暂态过程和电磁暂态过程两大类。
根据仿真研究的对象，分为输电网和配电网仿真。
根据对元件描述的精细程度，分为集总元件仿真和分布 参数电磁场仿真。
电力仿真的时间尺
度
Electromagnetic transient modeling and simulation
电力系统仿真软件介绍(作业)
电力系统分析软件介绍1 EMTDC/PSCADEMTDC是一种世界各国广泛使用的电力系统仿真软件，PSCAD是其用户界面，一般直接将其称为PSCAD。
使得用户能更方便地使用EMTDC进行电力系统分析，使电力系统复杂部分可视化成为可能。
PSCAD/EMTDC基于dommel电磁暂态计算理论，适用于电力系统电磁暂态仿真。
EMTDC（Electro Magnetic Transient in DC System）即可以研究交直流电力系统问题，又能完成电力电子仿真及其非线性控制的多功能工具。
PSCAD由Manitoba HVDC research center开发。
2 PSAPACPSAPAC由美国EPRI开发，是一个全面分析电力系统静态和动态性能的软件工具。
其包含多个模块，其中部分模块可以单独使用。
模块和功能如下：DYNRED（Dynamic Reduction Program）：网络化简与系统的动态等值，保留需要的节点。
LOADSYN（Load Synthesis Program）：模拟静态负荷模型和动态负荷模型。
IPFLOW（Interactive Power Flow Program）：采用快速分解法和牛顿－拉夫逊法相结合的潮流分析方法，由电压稳态分析工具和不同负荷、事故及发电调度的潮流条件构成。
TLIM（Transfer Limit Program）：快速计算电力潮流和各种负荷、事故及发电调度的输电线的传输极限。
DIRECT：直接法稳定分析软件弥补了传统时域仿真工作量大、费时的缺陷，并且提供了计算稳定裕度的方法，增强了时域仿真的能力。
LTSP（Long Term Stability Program）：LTSP是时域仿真程序，用来模拟大型电力系统受到扰动后的长期动态过程。
为了保证仿真的精确性，提供了详细的模型和方法。
VSTAB（V oltage Stability Program）：该程序用来评价大型复杂电力系统的电压稳定性，给出接近于电压不稳定的信息和不稳定机理。
电力系统数字孪生建模与应用综述
电力系统数字孪生建模与应用综述目录一、内容描述 (2)二、电力系统数字孪生概述 (2)三、电力系统数字孪生建模技术 (3)3.1 数字孪生模型构建原理 (5)3.2 电力系统数字孪生模型组成要素 (6)3.3 建模工具与技术方法 (7)四、电力系统数字孪生应用 (8)4.1 实时监控与预警管理 (10)4.2 设备维护与管理优化 (11)4.3 调度运行优化与决策支持 (12)4.4 能源管理与节能降耗应用 (13)五、电力系统数字孪生面临的挑战与前景展望 (14)5.1 当前面临的挑战分析 (16)5.2 发展趋势及前景展望 (17)六、案例分析与应用实践 (18)6.1 某区域电网数字孪生应用案例分析 (20)6.2 具体技术应用实践及效果评估 (21)七、结论与建议 (22)7.1 研究结论总结 (24)7.2 对未来研究的建议与展望 (25)一、内容描述本综述主要介绍了电力系统数字孪生建模与应用的相关研究，电力系统数字孪生是一种将电力系统的物理实体与其虚拟模型相结合的技术，通过在现实世界中收集和分析数据，建立一个高度精确的电力系统模型。
这种模型可以在虚拟环境中进行实时仿真和优化分析，为电力系统的规划、运行和维护提供有力支持。
本综述首先介绍了电力系统数字孪生的概念、原理和关键技术，包括数据采集、传感器网络、数据处理和分析等。
详细阐述了电力系统数字孪生建模的方法和技术，包括基于物理模型的建模方法、基于智能代理的建模方法和基于机器学习的建模方法等。
重点介绍了电力系统数字孪生在电力系统规划、运行和维护中的应用，包括负荷预测、故障诊断与预测、设备状态监测与维护等方面。
对电力系统数字孪生的发展趋势和挑战进行了展望。
二、电力系统数字孪生概述电力系统数字孪生是近年来新兴的一种技术理念，它是物理电力系统与虚拟数字世界的深度融合。
基于模型驱动的数字孪生技术，通过对电力系统的实时数据采集、处理和分析，在虚拟空间中构建一个精准映射的电力系统模型。
电力系统仿真软件综述
武汉大学电气工程学院 曹玉胜 内部交流 谢绝公开
内容
➢ 电力系统仿真概述 ➢ 机电暂态仿真软件 ➢ 电磁暂态仿真软件 ➢ 电力电子仿真工具 ➢ 配电网仿真软件
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一. 电力系统仿真概述
➢ 现代电力系统是集发电、输电、配电和用电为一体的 复杂非线性网络系统。对其物理本质的研究涉及到短至 1μs到长至1h的动态过程。为了保证实际运行的电力系统 的安全稳定性，不便采用在线物理试验的方法对电力系统 的动态行为进行研究。目前主要利用电力系统仿真软件离 线计算的方法对电力系统及装置的动态行为进行仿真研究。
不同软件仿真的适用范围并无严格定义，通常情况下同样的问题可以选用多种不同的软件进行 分析研究, 但选取适合的软件工具能够减少不必要的工作量。红色标注了使用频率高的软件。
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我收集整理的常用电力仿真软件
名称
版本
PSS/E
v28、v29、v30、v31、v32、v33
PSS/SINCAL v5.2、v5.3、v5.4、v6.5
PSS/E是美国PTI电力技术咨询公司专门为输电系统分析而设计的综合仿 真软件包，是世界电力工业最广泛应用的电力系统分析软件之一，用来研究 电力传输系统和发电机的稳态和动态功能，能处理潮流计算、故障分析、网 络等值、动态仿真和安全运行优化等问题。
EMTP/ATP、PSCAD/EMTDC 、EmtpE ➢ 混合仿真工具：
NETOMAC、DIgSILENT、SimPowerSystems ➢ 电磁场仿真工具：
ANSOFT、ANSYS、CDEGS ➢ 电力电子仿真工具: PLECS、PSIM ➢ 配电网仿真工具:
ETAP 、EDSA/DesignBase、 PSS/SINCAL、 PSS/ADEPT
电力系统仿真软件的使用方法
电力系统仿真软件的使用方法电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施，电力系统的稳定运行对于社会经济发展至关重要。
为了确保电力系统的可靠性和安全性，电力系统的仿真分析工作变得越来越重要。
而电力系统仿真软件则是进行仿真分析的重要工具之一。
本文将介绍电力系统仿真软件的使用方法，以帮助用户利用该软件进行电力系统的仿真分析。
一、安装电力系统仿真软件步骤1：从官方网站下载电力系统仿真软件的安装程序；步骤2：运行安装程序，按照提示完成软件的安装；步骤3：根据软件提供的许可证信息进行激活。
二、软件界面的主要组成部分电力系统仿真软件的界面一般包括以下主要部分：1. 菜单栏：提供各种软件功能的入口，例如文件管理、模型设置、仿真参数配置等；2. 工具栏：提供常用的功能按钮，方便用户快速执行特定操作；3. 绘图区：用于显示电力系统的拓扑结构、物理参数及仿真结果；4. 属性栏：显示当前选中元件或对象的属性信息，并提供相应的配置选项；5. 运行状态栏：显示仿真运行状态、进度等相关信息。
三、建立电力系统模型1. 导入或创建电力系统模型：可以从外部文件导入电力系统模型（如PSS/E、PSLF等格式），也可以直接在软件中创建电力系统模型；2. 定义电力系统元件：根据实际情况，选择并添加合适的电力系统元件，如变压器、发电机、传输线等；3. 连接电力系统元件：使用软件提供的连接功能，将各个电力系统元件按照其在实际电力系统中的连接关系进行连接。
四、配置仿真参数1. 选择仿真模式：根据需要选择仿真模式，如稳态仿真、暂态仿真、短路分析等；2. 设置仿真时间：根据仿真目的和要求，设定仿真的开始时间和结束时间；3. 定义负载情况：根据实际情况，设置电力系统的负载情况，如负载功率、负载模型等；4. 配置仿真计算参数：根据需要设置仿真的精度和收敛要求等。
五、运行仿真和分析仿真结果1. 运行仿真：点击软件界面上的“运行”按钮，启动仿真计算；2. 监视仿真过程：在仿真计算过程中，可以监视仿真的运行状态和进度，并根据需要进行调整；3. 分析仿真结果：仿真计算完成后，可以查看仿真结果，并进行进一步的分析。
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电力系统仿真软件综述李广凯,李庚银(华北电力大学 电气系统保护与动态安全监控教育部重点实验室,河北保定071003)摘 要:随着现代电力系统网络规模的不断扩大和电网电压等级的不断升高,电力系统规划、运行和控制的复杂性亦日益增加,因此在电力系统的生产和研究中仿真软件的应用越来越广泛。
重点分析了BPA、E M T P、PSCAD E M TDC、N ETOM A C和PSA SP等几种主要的电力系统仿真分析软件的结构、功能特点和应用情况,综合比较了它们的优势,并简要介绍了M A TLAB、PSP I CE、PSS E、ETM SP、SY M POW和ED SA等仿真软件,最后展望了电力系统仿真软件的未来发展方向。
关键词:电力系统仿真软件;BPA;E M T P;PSCAD E M TDC;PSA SP中图分类号:TM743 文献标识码:A 文章编号:1008-0686(2005)03-0061-05 The Su mmary of Power System Si m ula tion Sof twareL I Guang-ka i,L I Geng-y i n(K ey L abora tory of P o w er S y ste m P rotection and Dy nam ic S ecu rity M on itoring and Con trol und er M in istry of E d uca tion,N orth Ch ina E lectric P o w er U n iversity,B aod ing071003,Ch ina)Abstract:B ecau se the m odern pow er system scale is larger and larger and the vo ltage rank is h igher and h igher,the com p lex ity of layou t,op erati on and con tro l fo r pow er system is enhanced increasingly.T he app licati on s of pow er system si m u lati on softw are are w idely and w idely in the p roducti on and research of pow er system.T he structu re,functi on,characteristics and app licati on s of som e k inds of m ain ly pow er system si m u lati on softw are are discu ssed in th is pap er such as B PA,E M T P,PSCAD E M TDC,N E2 TOM A C and PSA SP.T he advan tages of them are com pared.Som e k inds of si m u lati on softw are are in tro2 duced si m p ly such as M A TLAB,PSP I CE,PSS E,ETM SP,SY M POW and ED SA.F inally the develop2 m en t directi on of pow er system si m u lati on softw are is p ro spected.Keywords:pow er system si m u lati on softw are;B PA;E M T P;PSCAD E M TDC;PSA SP0 引言电力系统是一个大规模、时变的复杂系统,而且在国民经济中有非常重要的作用,电力系统数字仿真已成为电力系统研究、规划和设计的重要手段。
因此电力系统仿真软件的功能特性对于提高研究、设计的效率和可信性有重要作用。
本文对主要的几种电力系统仿真软件进行了论述和分析比较,以便更好地发挥各软件的优势为科研和生产服务。
1 电力系统仿真软件电力系统仿真软件主要用来进行潮流计算、电磁暂态仿真、机电暂态仿真、控制保护仿真等。
这些电力系统仿真软件主要有:(1)邦纳维尔电力局(Bonneville Pow er A dm in istrati on,B PA)开发的B PA程序和E M T P(E lectrom agnetic T ran sien ts第27卷 第3期2005年6月电气电子教学学报JOU RNAL O F EEEV o l.27 N o.3Jun.2005收稿日期:2005-02-16;修回日期:2005-04-11作者简介:李广凯(1975-),男,山东聊城人,硕士,在职博士研究生,讲师,主要从事新型输配电和电力系统分析方面的教学和科研工作;李庚银(1964-),男,河北雄县人,博士,教授,博导,主要从事新型输配电技术、电力市场和电能质量等方向的教学和科研工作。
P rogram)程序;(2)曼尼托巴高压直流输电研究中心(M an itoba HVDC R esearch Cen ter)开发的PSCAD E M TDC(Pow er System Com pu ter A ided D esign E lectrom agnetic T ran sien ts P rogram in2 cluding D irect Cu rren t)程序;(3)德国西门子公司研制的电力系统仿真软件(N etw o rk To rsi on M a2 ch ine Con tro l,N ETOM A C);(4)中国电力科学研究院开发的电力系统分系综合程序(Pow er System A nalysis Softw are Package,PSA SP);(5)M ath2 W o rk s公司开发的科学与工程计算软件M A T2 LAB。
111 BPA程序11111 B PA程序概述[1～3]B PA程序是美国联邦政府能源部下属邦纳维尔电力局(B PA)计算方法开发组自二十世纪60年代初期开发的大型电力系统离线分析程序。
该程序采用稀疏矩阵技巧的牛顿—拉夫逊法,并将梯形积分法运用于暂态稳定的计算,形成较为稳定的数值解。
目前电力系统多数单位所用的B PA程序是中国电力科学研究院在美国B PA程序1983年9月版本的基础上,经过消化吸收,开发而成的中国版程序,且已在我国电力系统规划设计、调度运行和试验研究等各部门得到了广泛的应用,成为我国电力系统分析计算的重要工具之一。
11112 B PA潮流程序的结构和功能特点[4,5]中国版B PA210程序采用的基本的解法是:微分方程线性化后用梯形积分法求解,网络方程应用导纳矩阵三角分解后迭代求解。
该程序分为潮流程序和稳定程序两部分。
1)B PA潮流程序该程序主要用来计算电力系统潮流。
该程序中的负荷模型包含恒定功率负荷、恒定电流负荷和恒定阻抗负荷模型。
可以根据某节点上P和Q的扰动量,计算系统中各节点灵敏度、线路灵敏度和网损灵敏度值。
程序的输出具有内容详细和格式灵活的特点,既可以有选择地列表输出原始数据、计算结果和潮流分析报告,也可以应用单线图格式潮流图形程序及地理接线图格式潮流图形程序输出。
2)B PA稳定程序该程序含有9种传统励磁模型和11种1981年IEEE提出的新励磁模型,可模拟多种类型的直流型励磁机、交流型励磁机及静态型励磁机,可以进行多端直流的模拟。
程序可以在屏幕上输出最大摇摆角,还可以给出对应的两台发电机名。
11113 B PA的应用B PA程序主要用来计算潮流和暂态稳定,并在上世纪末应用较广,后来随着其它各仿真软件的开发、完善和推广,应用B PA进行电力系统分析的科研人员相对减少。
112 电磁暂态程序(E M TP)11211 E M T P概述[5,6]E M T P程序主要用于计算电力系统中电磁暂态过程,目前的E M T P程序是在原美国邦纳维尔电力局(B PA)编制的电磁暂态程序基础上由W1Sxo tt M eyer等开发完善形成的。
现已有许多国家使用该程序进行电力系统各种暂态过程的研究,其中A T P 程序(A lternative T ran sien ts P rogram)是较为广泛使用的一个版本,A T P2E M T P可在大多数类型的计算机上运行。
到目前为止,在世界上已形成了多个A T P2E M T P程序的用户协会,这些用户协会通常按地域划分,主要有加拿大 美国E M T P用户协会(CA EU G)、欧洲用户协会(EEU G)、日本用户协会、韩国用户协会以及台湾地区的用户协会等。
我国于1980年初在水电部计算机办公室的领导下,从美国B PA公司引进了E M T P程序,1988年通过电力部引进了微机版电磁暂态计算程序A T P。
中国电力科学研究院在引进的程序基础上进行了调试、修改以及功能二次开发,并且在全国范围内推广使用,完善了中文使用说明及相关技术资料,编制了人机会话式数据输入程序及A T P工作环境软件包,提供了与用户友好的人机界面。
1991年在美国N o rth D ako ta State U n iversity 由B ruce M o rk教授建立了一个A T P2E M T P的用户邮件列表M aillist。
该M aillist的功能是将收到的Em ail再转发给所有参加该M aillist的用户。
目前该M aillist已成为全球A T P2E M T P用户咨询相关问题、交流经验、发布信息和与程序开发者联系的良好途径,且任何取得A T P使用许可证的用户都可以加入该M aillist。
11212 E M T P的结构和功能特点[7,8]E M T P由电磁暂态计算程序、辅助支持子程序及绘图功能子程序组成。
主要包括磁饱和曲线转换子程序(CONV ER T),变压器阻抗矩阵子程序(XFORM ER),磁滞回线子程序(H YSDA T)氧化锌26 电气电子教学学报 27卷避雷器子程序(A RRDA T),线路参数计算子程序(L I N E CON STAN T),与频率相关的计算子程序(JM A R T I SETU P)等。
该软件典型应用为计算电力系统在某个扰动(如开关投切或故障)之后感兴趣的变量随时间变化的规律。
E M T P程序主要功能有:计算网络的稳态解,也可把此稳态解再作为暂态计算的初始条件。