电力系统仿真分析技术的发展趋势.doc
电力系统仿真模拟
电力系统仿真模拟——应用与未来电力系统作为现代工业化社会不可或缺的能源供应系统，在改变生活方式、推动社会进步的同时也面临着严重的能源压力，如何更好地控制能源的消耗、提高电能利用率是当代电力行业必须解决的重要问题。
因此，技术的应用显得尤为必要，这不仅是因为仿真模拟技术可以帮助电力工程师们更好地了解电力系统的运行情况和特征，而且可以通过不断调整电力系统的运行参数，指导对其进行改进。
仿真模拟技术在电力系统领域应用的原理较为简单，主要是通过对电力系统内各设备进行可视化建模，并按照实际情况与实验数据对应进行仿真和模拟，模拟结果可为电力系统人员提供定量分析和合理化建议。
通过这种方式，可为电力行业推进技术发展，优化系统的效率和性能，提高派生的服务，为电力行业的健康发展提供源源不断的动力。
与手工计算模型相比，仿真模拟技术更加精准、高效、可靠和智能化。
现代电力行业采用了仿真模拟技术，更能更精确地解析与分析电力系统建设、运营和维护的一系列复杂问题，从而提高电网安全运行的能力，保障电力市场稳定供需。
电力系统仿真技术的应用，从入门学习到工程模型的复杂验证，都离不开各类仿真技术的支持。
仿真模拟技术的广泛应用带来了更快、更好、更廉价的技术支持，优化了电力线路数据库。
仿真技术已经成为现代工程设计不可或缺的一部分，如在电气产品开发过程中，仿真技术可用于多场强度分析、短路电流计算、电磁兼容性和热效应分析等。
同时，仿真模拟技术还可通过网络连接世界各地用户进行交互，远程协作，扩大了电力系统模型的适用范围和普及度。
虽然已经得到广泛应用，但仍存在一些问题。
首先是模型与实际的差异问题，由于模型的不完善，很多仿真结果与真实情况相距甚远。
其次，仿真的时间与资源消耗问题，模型的复杂度以及所需的计算设备限制了大规模数据模拟分析的速度和开销。
第三是对人员的要求问题，需要较专业的岗位人员掌握科学的电力系统模型设计和数据分析技术，人才培养与提升需要长期的书面和实践学习。
电力系统建模与仿真技术研究
电力系统建模与仿真技术研究一、引言电力系统是现代社会中不可或缺的一部分，它为人们的生活、生产提供了必要的能源支撑。
在电力系统的设计和运行管理中，建模和仿真技术一直是电力系统领域中非常重要的技术手段。
电力系统的建模和仿真技术可以帮助电力工程师更好地理解和掌握电力系统的特性，并针对实际问题进行分析和优化。
本文将介绍电力系统建模与仿真技术的研究现状和未来发展方向。
本文将按如下方式进行组织：二、电力系统建模技术电力系统建模是指将电力系统的各个部分分解为可仿真的子系统并进行各子系统间关系的描述和组合。
在电力系统建模中，应考虑电力系统的稳定性、可靠性、安全性等方面的因素。
1. 基于物理建模的技术基于物理建模的技术是电力系统建模的主要方法。
该方法需要将电力系统的各个部分分解为具有物理意义的子系统组件，并使用物理方程描述各个子系统间的相互作用关系。
基于物理建模的技术可以精确地描述电力系统的工作原理和特性。
2. 基于数据驱动建模的技术基于数据驱动建模的技术是利用大量历史数据和现场监测数据，通过数据挖掘和模式识别等技术，对电力系统进行建模。
该方法能够很好地适应不同电力系统的变化和不确定性，较为灵活。
三、电力系统仿真技术电力系统仿真是指通过模拟电力系统运行实际场景，预测电网运行情况和变化规律，探究电力系统存在问题并提出优化方案。
1. 时域仿真时域仿真是一种基于时间的仿真方法，可以模拟电力系统的瞬态过程。
该方法可以精确地模拟电力系统各个部件的动态响应过程，包括瞬态稳定、短路、过流、过电压等情况。
2. 频域仿真频域仿真是一种基于频率响应的仿真方法，可以模拟电力系统的稳定过程。
该方法可以精确地模拟电力系统的功率流和电压波动等情况，可用于分析电力系统的稳态电路、短路容限等情况。
四、电力系统建模与仿真软件电力系统建模和仿真软件是电力系统应用中不可或缺的工具。
目前，国内外市场上具有代表性的电力系统建模与仿真软件主要有PSSE、PSCAD、EMTP、MATLAB等。
电力系统电磁暂态仿真与分析技术研究
电力系统电磁暂态仿真与分析技术研究电力系统是现代社会运转的重要基础设施之一，而电磁暂态是电力系统中不可忽视的重要问题之一。
电磁暂态是指电力系统中由于突发故障、开关操作或其他原因所引起的瞬时电流和电压的变化，这会对电力设备和电力系统产生巨大的挑战。
电力系统电磁暂态仿真与分析技术的研究旨在探索如何有效地分析和解决电磁暂态问题，提升电力系统的稳定性、可靠性和安全性。
本文将深入探讨电力系统电磁暂态仿真与分析技术的研究现状和未来发展方向。
首先，电力系统电磁暂态仿真技术是研究电力系统电磁暂态问题的重要手段之一。
仿真技术可以对电磁暂态进行数字模拟，以便帮助研究人员更好地理解和分析电磁暂态问题。
电力系统电磁暂态仿真技术主要包括建立电力系统模型、选择合适的仿真方法和算法以及验证仿真结果的准确性等方面。
近年来，随着计算机硬件和软件的不断发展，电力系统电磁暂态仿真技术得到了快速的发展，为电力系统的运行和维护提供了重要的参考依据。
其次，电力系统电磁暂态分析技术是电磁暂态仿真技术的重要应用领域之一。
电磁暂态分析技术主要通过分析电磁暂态过程中的电流和电压波形，评估电力设备和电力系统的性能和可靠性。
电力系统电磁暂态分析技术一般包括建立正确的电力系统模型、选择合适的分析方法和工具、进行仿真计算和结果分析等步骤。
通过电磁暂态分析，研究人员可以了解电力系统中暂态过程中出现的过电压、过电流等问题，预测电力设备的损坏情况并提出相应的改进措施。
另外，电力系统电磁暂态仿真与分析技术在电力系统规划和设计中也起着重要的作用。
电力系统的规划和设计是保障电力系统安全运行的重要环节，而电磁暂态问题也必须在规划和设计阶段加以考虑。
电力系统规划和设计中常用的仿真和分析软件包括POWERFACTORY、PSCAD/EMTDC等，它们能够模拟电力系统中各种电磁暂态问题，并且能够输出仿真结果以供评估和决策。
除了以上提到的仿真和分析技术，近年来，电力系统电磁暂态仿真与分析技术还涌现出一些新的研究方向和技术。
新型电力系统仿真应用软件设计理念与发展路径
新型电力系统仿真应用软件设计理念与发展路径摘要：总结了新型电力系统新能源发电高渗透、电力电子设备高渗透的特性给电力系统仿真带来的挑战，提出了电力系统仿真应用软件的设计理念，即模型完备、建模准确、计算高效、场景全面、接口开放、服务灵活这6个方面；基于仿真是认识和改造新型电力系统的工具而非目的，以及仿真应适应新型电力系统背景下电力企业数字化转型需求的认知，指出了国产电力系统仿真应用软件的功能定位要从单纯的仿真工具向电力系统仿真应用软件开发平台和运行环境过渡，并提出了一条助力用户业务自动化、平台使用便捷化、应用开发生态化的发展路径。
最后，通过介绍所研发的面向新型电力系统的仿真应用软件开发平台和运行环境——CloudPSS，展示了上述设计理念与发展路径对软件研发和推广的指导作用。
关键词：新型电力系统；电力系统建模；电力系统仿真引言随着电力系统规模的不断发展扩大，人们主要通过仿真实验来获得对系统特性机理真实、完整而深刻的认知。
尤其近十几年以来，随着交直流输电多区域互联、各类电力电子设备的广泛接入，电力系统呈现出多装备动态交互耦合、机-电效应解耦、非惯性响应、随机概率等诸多复杂特性，给电力系统仿真技术提出了更高的要求。
1仿真技术现状和改进方案电力系统时域仿真包括机电暂态仿真、机电-电磁暂态混合仿真和全电磁暂态仿真。
由于电磁暂态仿真能够更详细地刻画基波及更宽范围频率的物理过程，可以更好地适应“双高”特征新型电力系统的分析计算需求，因此逐渐成为电力系统仿真的主要手段。
根据仿真进程与物理过程之间同步与否，可以分为实时仿真和非实时仿真两大模式。
实时仿真主要应用于硬件在环场景；非实时仿真可分为离线仿真（算例与实际运行数据没有交互，例如电网方式计算等）和在线仿真（算例与实际运行数据有交互，例如在线安全校核等）。
实时仿真要求每个步长的计算、通信、延迟时间相加后小于现实时间，并在每个步长结束时进行硬件时钟同步，相比于非实时仿真，在计算效率方面更为严苛，需要额外优化。
电力系统稳定性分析与仿真
电力系统稳定性分析与仿真电力系统作为现代社会中不可或缺的基础设施，其稳定性是保障能源的可靠供应和经济运营的重要指标。
在电力系统运行过程中，不可避免地会面临各种挑战，如负荷波动、电网故障等。
为了确保电力系统的安全可靠运行，需要对其稳定性进行分析和仿真研究。
一、电力系统稳定性分析1.稳定性定义电力系统稳定性是指电力系统在发生扰动时，能够快速地恢复到原有状态，并保持一段时间的稳定运行状态。
2.稳定性分类a) 静态稳定性：指电力系统在静态负荷情况下，能够保持电压、频率等变量的稳定性。
b) 动态稳定性：指电力系统在扰动作用下，能够快速地恢复到原有状态，并保持一段时间的稳定运行状态。
3.稳定性评估指标a) 暂态稳定指标：指电力系统在电力故障扰动作用下，可恢复到原有状态的能力，如暂态稳定裕度。
b) 频率稳定指标：指电力系统在负荷波动等情况下，能否保持恒定的电力品质，如频率稳定裕度。
c) 持续稳定指标：指电力系统在经过一定时间后，能否继续保持稳定运行状态，如持续稳定裕度。
二、电力系统稳定性仿真电力系统稳定性仿真是指利用计算机软件模拟电力系统运行过程，对电力系统的稳定性进行分析和评估的一种方法。
常用的电力系统仿真工具有PSSE、MATLAB/Simulink等。
1.仿真模型电力系统的仿真模型需要包括电力设备、电力网络和电力负荷等要素。
通常使用等效电路模型或者状态空间模型进行建模，以保证仿真结果的准确性。
2.仿真技术a) 简化模型：为了提高仿真速度，可以对电力系统模型进行精简。
但需要注意不能过度简化，否则将影响仿真结果的准确性。
b) 增加扰动：为了考虑电力系统运行中可能遇到的各种扰动情况，可以增加扰动条件进行仿真。
c) 仿真结果分析：仿真后得到的结果需要进行分析和综合评估。
可以通过对仿真结果的可视化呈现、曲线对比等方法进行分析。
3.仿真应用a) 电力系统规划方案的评估和优化。
b) 电力系统运行中的故障诊断和处理。
c) 电力系统监测和诊断的兴隆，如智能电网等。
电力系统应用的仿真技术分析
羹
电力系统应用 的仿真 技术分析
刘 晓 松
（ 义乌市供 电局 ， 浙江 义 鸟 ３２ ０ ） ２０ ０ 摘 要： 针对仿真技术在 电力系统应用 的复杂多样难 于分析的情况 ， 究了电力系统仿 真技术 的分类 ， 研 探讨 了模拟仿 真、 混合仿 真、 全数字
找 理论 依据 或为 实现作 准 备工 作 。 真技 术有 很 多种 ， 仿 适用 于 电力 系 统的仿 真技 术 主要有 ３大 类—— 动 态 模拟 仿 真 、混合 式仿 真 以 及 全数字 仿真 。
它 可 以描述 系统 的内部 特性 ， 可 以描述 试验 所 必需 的环 境 条件 。 也
一
定方 式级 联 ， 并调 整有 关 的系数 完 成最 终 的仿真 功 能 ； 代 的 数 现
物 理 仿真 系统 是 电力 系统 动态 模拟 仿 真 技术 ，采 用动 态 模拟
２ ０ 采用 这 种全 物理 的动 态模 拟 装置 的模 字 计算 机运 算速 度 非常 高 ， 用 的数 字计 算机 的速 度更 高 ， 专 已能满 装置 。 ０世 纪 ６ 年 代 以前 ， 拟仿 真系 统 占据 了 电力 系统 仿真 的研 究领 域 。其 原理 是用 比例 尺 足 大部分 系统 的实时仿真 的要 求 ， 同时数 字机 人机 交互性 也 已达 到
尤其是近年来随着数字计电力系统实时数字仿真系统是基于当代数字计算机技术开发算机和并行技术的发展而出现的基于高性能pc机群的全数字仿的体系机构和大型电力系统电磁暂态仿真软件系统可以进行电真系统使得其价格低廉升级扩展方便的优势更为突出电力系力系统电磁暂态的全过程实时模拟不仅是研究电力系统规划设统全数字实时仿真得到了越来越广泛的应用
了高性 能仿 真 的要求 ，因此数 字计 算机 已成为 现代 仿 真 的主 要 工 缩 小 的方 法对 系统 原 形进 行萎 缩 的方法 建 立物 理模 型 系统 ，通 过 具；混合计 算机把模 拟计 算机 和数 字计算 机 统筹 安排在 一起 工作 ，
浅谈仿真现状和发展
浅谈系统仿真的现状和发展一、系统仿真技术发展的现状工程系统仿真作为虚拟设计技术的一部份，与控制仿真、视景仿真、结构和流体计算仿真、多物理场以及虚拟布置和装配维修等技术一起，在贯通产品的设计、创造和运行维护改进乃至退役的全寿命周期技术活动中，发挥着重要的作用，同时也在满足越来越高和越来越复杂的要求。
因此，工程系统仿真技术也就迅速地发展到了协同仿真阶段。
其主要特征表现为：1、控制器和被控对象的联合仿真： MATLAB＋AMESIM，可以覆盖整个自动控制系统的全部要求。
2、被控对象的多学科、跨专业的联合仿真： AMESIM＋机构动力学＋CFD＋THERMAL＋电磁分析3、实时仿真技术实时仿真技术是由仿真软件与仿真机等半实物仿真系统联合实现的，通过物理系统的实时模型来测试成型或者硬件控制器。
4、集成进设计平台现代研发创造单位，特别是设计研发和创造一体化的大型单位，引进PDM/PLM 系统已经成为信息化建设的潮流。
在复杂的数据管理流程中，系统仿真作为 CAE 工作的一部份，被要求嵌入流程，与上下游工具配合。
5、超越仿真技术本身工程师不必是精通数值算法和仿真技术的专家，而只需要关注自己的专业对象，其他大量的模型建立、算法选择和数据先后处理等工作都交给软件自动完成。
这一技术特点极大地提高了仿真的效率，降低了系统仿真技术的应用门坎，避免了因为不了解算法造成的仿真失败。
6、构建虚拟产品在通过建立虚拟产品进行开辟和优化过程中，关注以各种特征值为代表的系统性能，实现多方案的快速比较。
二、系统仿真技术的发展趋势1、屏弃单专业的仿真单一专业仿真将退出系统设计的领域，专注于单一专业技术的深入发展。
作为总体优化的系统级设计分析工具，必要条件之一是跨专业多学科协同仿真。
2、尾随计算技术的发展随着计算技术在软硬件方面的发展，大型工程软件系统开始有减少模型的简化、减少模型解藕的趋势，力争从模型和算法上保证仿真的准确性。
更强更优化的算法，配合专业的库，将提供大型工程对象的系统整体仿真的可能性。
电力系统数字仿真技术的现状与发展
电力系统数字仿真技术的现状与发展引言随着电力系统的不断发展，各种数字化技术也被广泛应用到电力系统的各个领域中。
其中数字仿真技术就是电力系统数字化建设的重要组成部分。
数字仿真技术可以帮助电力企业更好地了解电力系统的工作流程，预测和解决潜在的技术风险，并且通过数据分析和处理为电力企业提供决策支持。
本文将详细介绍电力系统数字仿真技术的现状与发展。
电力系统数字仿真技术的现状数字仿真技术使用计算机技术来模拟电力系统的运行过程。
数字仿真技术的应用范围很广。
它可以模拟电力市场竞争情况、电力系统的规划和设计、电力系统的运行和控制、电力系统的状态分析以及故障分析等。
目前数字仿真技术在电力系统规划和设计方面的应用比较多。
数字仿真技术可以对电力系统进行逐步模拟和优化，包括调度问题、输电线路的选址和技术参数等。
而在电力系统故障分析和状态分析方面，数字仿真技术的工作往往要借助更加细致的模型和更多的实验数据来支持。
数字仿真技术在电力系统中的应用可以帮助电力企业实现更好的运行和管理，提高电力系统的效率和可靠性。
数字仿真技术不但可以为电力系统的运营管理提供科学决策，也可以为电力系统优化提供技术支持。
此外，数字仿真技术还可以用来进行电力系统的技术培训。
利用数字仿真技术进行模拟培训，不仅可以增强电力工程师的实践能力，也可以提高他们的工作效率。
电力系统数字仿真技术的发展趋势数字仿真技术作为一种新型的电力系统管理技术，已经具有了广阔的前景。
未来，数字仿真技术在电力系统中的应用越来越深入，在以下几个方面发展前景十分广阔。
1. 数字仿真技术在电力系统中的更加广泛的应用随着电力系统的不断建设和功能的不断完善，数字仿真技术在电力系统中的应用范围也在不断扩大。
今后，数字仿真技术将广泛应用于电力系统规划、电力设备运行和控制、电力市场竞争以及电力系统实时操作管理等方面，其中运行控制系统和电力市场竞争方面的应用将得到更加广泛的推广和普及。
2. 数字仿真技术在电力系统中的模型更新和优化电力系统是一个非常复杂的系统，其建模过程需要大量的数据与计算资源。
新型电力系统的建模仿真关键技术及展望
新型电力系统的建模仿真关键技术及展望发布时间：2022-06-30T08:38:07.572Z 来源：《新型城镇化》2022年13期作者：刘进峰[导读] 亟须建立完备的、基于全景信息的电网多元数据驱动分析、运行控制体系。
探究面向新型电力系统的先进仿真工具发展路径与解决方案具有重要战略意义。
湖北华中电力科技开发有限责任公司湖北武汉 430000摘要：电力系统仿真是在数字计算机上为电力系统的物理过程建立数学模型，用数学方法求解以进行仿真研究的过程，是支撑电力系统认知与研究的重要手段。
随着电力系统规模的增大和结构的变化，电力系统的运行特性愈加复杂，发生的事故越来越难以用传统的分析方法预测，导致电力系统仿真技术也在不断变化，不同的仿真技术的特征和侧重有所不同。
电力系统是一个复杂的大规模非线性多时间尺度系统，含有大量不同时间常数的变量，有些变量具有快变特征而有些变量则具有慢变特征，电力系统至少可分为快变（电磁暂态）、正常速率（机电暂态）及慢变（中长期动态）3种时间尺度动态。
新型电力系统的显著特征是高比例新能源并网运行、高比例电力电子装备（下文简称“双高”），具有强不确定性、低惯性、弱抗扰性、强非线性，其快速动态响应的特性及系统规模庞大的特征给仿真技术提出了新的挑战和迫切的改进需求。
基于此，本篇文章对新型电力系统的建模仿真关键技术及展望进行研究，以供参考。
关键词：新型电力系统；建模仿真；关键技术；展望分析引言在电力系统向深度低碳、零碳转变过程中，电网动态特性随基础支撑电源的清洁能源化与火电机组由电量供应主体转换为电力供应主体的定位变化而发生深刻转变；规模化新能源接入、柔性输电技术的广泛应用使得电网逐步呈现高度电力电子化、扁平化和分布化的特点。
电力电子元件较低的故障耐受能力和复杂的控制逻辑对系统仿真与安全稳定特性的分析提出新的挑战，其快速暂态过程对电网局部电磁暂态精细化模型、等效聚合模型的建立和快速求解算法提出更高要求；在新型电力系统中，可再生能源经由特高压直流跨大区输送成为重要的电能传输方式，交流互联、直流组网局面的逐步形成使得区域电网间的耦合特性日趋紧密，对大电网仿真分析的时空尺度和全国范围内电网数据统一管理、分析过程智能化、仿真计算平台化均提出了新的需求。
电力系统仿真技术
电力系统仿真技术电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，而如何实时、准确地对电力系统进行仿真分析成为了电力行业中的重要课题。
随着计算机技术的快速发展，电力系统仿真技术应运而生，并得到了广泛应用。
本文将着重介绍电力系统仿真技术的原理、应用以及未来发展趋势。
一、电力系统仿真技术的基本原理电力系统仿真技术是通过电力系统模型的构建，运用计算机对电力系统的运行状态进行模拟和仿真，从而实现对电力系统各种运行情况的分析与评估。
电力系统仿真技术的基本原理包括以下几个方面：1.1 电力系统模型的构建电力系统模型是电力系统仿真的基础，主要包括传输线路、发电机、变压器、负载等元件的数学描述以及它们之间的相互关系。
电力系统模型的构建需要考虑电力系统的实际情况，并根据实际数据进行参数设置。
常用的电力系统模型包括潮流模型、稳定模型、暂态模型等。
1.2 仿真算法与计算方法仿真算法和计算方法是电力系统仿真技术的核心内容，它们的选择直接影响到仿真结果的准确性和计算效率。
常用的仿真算法包括潮流计算算法、短路计算算法、暂态稳定计算算法等。
计算方法主要有直接法、迭代法、潮流潮流交互迭代法等。
1.3 结果分析与评估仿真结果的分析与评估是对电力系统仿真技术应用的最终目标，通过对仿真结果的分析可以评估电力系统的稳定性、可靠性以及各种故障情况下的应对措施。
结果分析与评估可以为电力系统规划、运维工作提供科学依据。
二、电力系统仿真技术的应用2.1 电力系统规划电力系统仿真技术在电力系统规划中发挥着重要作用。
通过对电力系统未来的需求进行仿真和预测，可以为电力系统规划提供决策依据。
例如，可以通过仿真分析评估新增发电机组的容量和位置，优化输电线路的布置等，并帮助制定合理的电力系统发展规划。
2.2 电力系统运行与维护电力系统的运行与维护需要实时监测和灵活应对各种故障和异常情况。
电力系统仿真技术可以对电力系统的各个环节进行建模和仿真，通过对各种运行状态的分析，提前发现系统潜在的问题，并制定相应的运维策略。
电力系统仿真分析
电力系统仿真分析电力系统是一个系统性的复杂系统，它包括了发电、输电、配电、用电等多个环节，因此电力系统的稳定性和可靠性十分重要。
电力系统仿真分析技术在电力系统研究中发挥着重要作用，它可以帮助电力系统工程师预测不同条件下电力系统的运行状态，并进行优化。
电力系统仿真分析的意义电力系统仿真是指通过计算机模拟电力系统运行的过程，得到电力系统动态响应过程中各种参数的变化情况，从而对电力系统的稳定性、可靠性、安全性等进行评估和优化。
仿真分析可以帮助电力系统工程师研究电力系统的运行行为，为系统运行提供决策支持，并提供优化方案，以提高电力系统的稳定性和可靠性。
电力系统仿真分析的方法电力系统仿真分析方法包括物理模型仿真、数学模型仿真、混合模型仿真等多种方法。
其中，数学模型仿真是最为常见的电力系统仿真方法，它将电力系统抽象成一个数学模型，通过对模型的仿真计算来预测电力系统的运行状态和行为。
电力系统仿真分析的主要内容电力系统仿真分析主要包括以下几个方面的内容：1. 电网稳定性仿真电力系统的稳定性是电力系统运行的重要指标，如果电力系统不稳定会导致系统的剧烈波动和系统崩溃。
因此，电网稳定性仿真是电力系统仿真分析的重要内容之一。
电网稳定性仿真主要是模拟电力系统运行时电压、频率等参数的波动情况，从而评估电力系统的稳定性。
2. 短路分析电力系统中的短路问题是电力系统安全运行的重要隐患。
短路分析是电力系统仿真分析的另一个重要方面。
短路分析主要是对电力系统中可能发生短路的场景进行仿真，以预测短路的影响范围和影响程度，并采取相应的措施预防短路事件的发生。
3. 负载仿真电力系统的负载是指电力系统正在使用的能量。
负载仿真是电力系统仿真分析的另一个重要方面。
负载仿真主要是对电力系统中的各种负载场景进行仿真，以预测不同负载条件下电力系统的运行状态和行为，为工程师提供有价值的参考和决策依据。
4. 电力系统优化电力系统仿真分析的另一个重要方面是电力系统优化。
电气工程中的电力系统电力系统仿真技术
电气工程中的电力系统电力系统仿真技术电力系统仿真技术在电气工程中的应用电力系统是指由发电厂、输电线路、变电站和配电网等组成的一个复杂而庞大的网络系统。
随着电力系统规模的不断扩大和技术的不断进步，人们对电力系统的稳定性和可靠性提出了更高的要求。
电力系统仿真技术应运而生，并在电力工程中扮演着至关重要的角色。
一、电力系统仿真技术简介电力系统仿真技术是指利用计算机软件建立电力系统的数学模型，模拟电力系统的运行状态，通过仿真分析来评估电力系统的性能和稳定性。
这项技术不仅可以帮助工程师优化电力系统的设计和运行，还可以预测并解决电力系统中可能遇到的各种问题。
电力系统仿真技术通常包括潮流计算、短路计算、稳态稳定计算和暂态稳定计算等多个方面。
其中，潮流计算用于确定电力系统中各个节点的电压和功率分布情况，短路计算用于分析系统中的短路故障，稳态稳定计算用于评估电力系统在各种扰动情况下的稳定性能，暂态稳定计算用于分析电力系统在发生大幅度扰动时的稳定性。
二、电力系统仿真技术的应用1. 电力系统规划优化电力系统仿真技术可以帮助工程师在电力系统规划和设计阶段进行优化。
通过建立电力系统的仿真模型，可以评估不同的电力系统结构、线路配置和设备参数对系统性能的影响。
工程师可以通过仿真分析来选择最佳的方案，以实现电力系统的高效运行和可靠供电。
2. 电力系统故障分析在电力系统运行过程中，可能会遇到各种故障，例如线路短路、设备故障等。
电力系统仿真技术可以对这些故障进行模拟和分析。
通过模拟电力系统在故障情况下的运行状态，可以快速准确地识别故障原因，并采取相应的措施进行修复。
这有助于提高系统的可靠性和抗干扰能力。
3. 新能源接入分析随着清洁能源的快速发展，越来越多的新能源被接入到电力系统中。
电力系统仿真技术可以帮助评估和分析新能源接入对系统运行的影响。
通过模拟新能源的发电情况、输电损耗、系统稳定性等，可以为新能源的接入提供科学合理的建议和决策支持。
电气工程中的电力系统仿真和模拟
电气工程中的电力系统仿真和模拟在电气工程领域中，电力系统仿真和模拟是一项重要的技术手段，用于对电力系统的运行、稳定性和安全性进行分析和优化。
通过电力系统仿真和模拟，工程师可以预测各种电力系统的运行状态，并进行系统级别的优化。
本文将介绍电力系统仿真和模拟的原理、方法和应用。
一、电力系统仿真的原理和方法在电力系统仿真中，工程师可以通过建立电力系统的数学模型，在计算机上进行系统运行的模拟和分析。
电力系统的数学模型通常由节点电压、相角、电流等参数组成，可以利用潮流计算方法、电压稳定性分析方法和暂态稳定性分析方法等进行仿真。
1. 潮流计算方法潮流计算是电力系统仿真中最基本的方法，用于计算电力系统中各节点的电压、相角和电流等参数。
通过潮流计算，可以确定系统中各节点的电气量的分布和变化情况，为电力系统的调度和运行提供依据。
2. 电压稳定性分析方法电压稳定性分析是评估电力系统稳定运行状况的关键手段之一。
通过对电力系统中各节点的电压稳定性进行分析，可以判断系统是否存在电压崩溃、电压振荡等问题。
在电压稳定性分析中，常用的方法包括动态等效方法、定常稳定电压方程等。
3. 暂态稳定性分析方法暂态稳定性分析用于研究电力系统在系统扰动或故障发生后的暂态响应。
通过对电力系统进行暂态稳定性分析，可以评估系统对扰动和故障的响应能力，为电力系统的保护和控制提供依据。
常用的暂态稳定性分析方法包括直接暂态稳定性分析和间接暂态稳定性分析。
二、电力系统仿真的应用电力系统仿真在电气工程中有着广泛的应用，涉及电力系统规划、运行、控制等各个方面。
1. 电力系统规划电力系统规划需要对不同电力系统方案进行评估和比较。
通过仿真模拟，可以对电力系统的扩容、变压器的选型、输电线路的规划等进行优化和论证，为电力系统的规划提供科学依据。
2. 电力系统运行在电力系统的日常运行中，仿真可以帮助工程师了解系统的运行状态和性能，并进行故障分析和在线监测。
通过仿真分析，可以及时发现潜在问题，并采取相应的措施，保证电力系统的安全和稳定运行。
电力系统动态建模与仿真技术研究
电力系统动态建模与仿真技术研究随着电力系统的规模不断扩大和复杂度不断增加，对于电力系统的可靠性和稳定性要求也越来越高。
因此，电力系统动态建模与仿真技术的研究成为了当今电力领域的热点之一。
本文将探讨电力系统动态建模与仿真技术的研究进展、应用领域以及未来发展趋势。
一、电力系统动态建模技术的研究进展电力系统动态建模技术主要是通过对系统的特性进行数学建模，将电力系统的动态行为转化为数学方程，以实现对系统的动态响应进行模拟和预测。
该技术的核心任务是准确描述电力系统的动态特性和电磁特性，为电力系统的稳定运行提供科学依据。
在电力系统动态建模技术的研究中，最常用的方法是采用微分方程组或差分方程组描述系统的动态行为。
传统的动态建模方法主要基于物理方程和实验数据，通过对系统的分析得到数学模型。
如功率平衡方程、电机方程、传输线方程等。
这些方法虽然能够较为准确地描述电力系统的动态特性，但其缺点是计算量大、收敛速度慢，并且对系统的响应能力有一定的限制。
随着现代计算机技术的快速发展，基于物理方程的动态建模方法逐渐被基于仿真技术的动态建模方法所取代。
利用仿真软件，可以更加方便快捷地对电力系统进行建模和仿真。
常用的电力系统仿真软件有PSS/E、PSCAD等。
这些软件不仅提供了一套完整的电力系统模型库，还能够进行稳定性分析、暂态分析、短路分析等多种仿真计算。
相比传统的动态建模方法，基于仿真软件的电力系统动态建模技术具有计算速度快、准确性高、便于使用等优点。
二、电力系统动态仿真技术的应用领域电力系统动态仿真技术在电力行业中有着广泛的应用。
主要体现在以下几个方面：1. 电力系统稳定性分析电力系统稳定性是评估系统抗击扰动和恢复稳定状态的能力。
通过电力系统动态建模和仿真技术，可以分析系统在不同负荷和故障情况下的稳定性，预测系统在各种工况下的暂态响应。
这对于电力系统的规划和运行具有重要意义。
2. 电力系统故障分析电力系统故障是指系统中发生的电气故障，如短路、开路等。
电力系统分析与仿真技术研究
电力系统分析与仿真技术研究随着电力系统的规模和复杂性不断增加，电力系统分析与仿真技术的研究变得越来越重要。
通过对电力系统的分析和仿真，可以有效地评估系统的性能、优化系统的运行以及预测系统的动态行为。
本文将重点探讨电力系统分析与仿真技术的研究内容、方法以及应用方向。
首先，电力系统分析与仿真技术的研究内容包括系统建模与仿真、动态响应分析、稳定性评估和优化控制等方面。
系统建模与仿真是电力系统分析与仿真技术的基础。
通过建立电力系统的数学模型，可以对系统进行仿真，实现对系统各个部分的分析和评估。
常用的系统建模方法包括等值参数模型、物理模型和支持向量机模型等。
仿真技术则可以将建立的模型用于系统运行情况的模拟，通过仿真结果可以了解系统的运行特性，并为系统的优化提供指导。
动态响应分析是电力系统分析与仿真技术的重要组成部分。
通过对系统的动态响应进行分析，可以研究系统在各种异常情况下的响应能力以及系统的稳定性。
动态响应分析的方法包括数值方法、时域分析和频域分析等。
稳定性评估是电力系统分析与仿真技术的核心内容之一。
电力系统的稳定性评估是对系统在扰动下能否保持稳定运行的能力进行评价。
常用的稳定性评估指标有潮流稳定性评估、动态稳定性评估和静态稳定性评估等。
优化控制是电力系统分析与仿真技术的应用方向之一。
通过对系统的优化控制，可以实现电力系统的运行优化，提高系统的性能和效率。
常用的优化控制方法有遗传算法、模糊控制和神经网络控制等。
其次，电力系统分析与仿真技术的研究方法包括数值计算方法、系统辨识方法和优化算法等。
数值计算方法是电力系统分析与仿真技术中常用的方法之一。
通过数值计算方法可以对电力系统进行模拟和求解，实现系统各部分的动态响应和稳定性评估。
常用的数值计算方法有蒙特卡洛方法、Newton-Raphson方法和最小二乘法等。
系统辨识方法是电力系统分析与仿真技术中的重要方法之一。
通过系统辨识方法可以利用观测数据来推断系统的结构和参数，从而对系统进行建模和仿真。
解析电力系统自动化仿真技术的现状和展望
解析电力系统自动化仿真技术的现状和展望作者：陈芳来源：《华中电力》2013年第09期摘要：在科学技术的推动下，电力系统自动化仿真技术获得快速发展。
电力系统自动化仿真技术的应用，其主要的目的是进行电力系统操作人员的培训，并对系统运行的正确性、有效性、稳定性等进行判断与检验。
当前，电力系统自动化仿真技术种类较多，其中应用较为广泛的电力系统自动化仿真技术主要包括电网调度员培训仿真系统、变电站值班员培训仿真系统与发电厂培训仿真系统。
分析电力系统自动化仿真技术当前发展的现状，并对其未来发展趋势进行展望。
电力系统自动化仿真技术的应用，在电力系统人才的培训及电力系统的发展中，发挥着极为重要的作用。
关键字：电力系统自动化仿真技术现状展望当前，社会经济的发展与人们生活水平的提高，对电力的需求量不断增加。
在科学技术发展的推动下，电力系统仿真技术也获得巨大进步。
电力系统仿真技术应用的主要目的是进行电网专业人才的培训，并可以仿真出实际情况，可以对系统运行的稳定性及有效性进行判断。
电力系统仿真技术在发展中出现了较多种类，其中电网调度员培训仿真系统、变电站值班员培训仿真系统与发电厂培训仿真系统应用最为广泛，最具代表性。
在本文中，主要从以上三个仿真系统出发，对电力系统自动化仿真技术的现状及发展趋势进行展望。
一、电网调度员培训仿真系统现状及发展展望（一）电网调度员培训仿真系统现状自上世纪九十年代我国引入电网仿真系统后，电网仿真系统在我国获得了快速发展。
当前，电网调度员培训仿真系统在联合反事故演习、事故预想及调度人员培训等方面发挥重要作用，并获得了良好成效，成为了电网系统中每个调度部门中不可或缺的培训系统。
以硬件结构为标准，可以将电网调度员培训仿真系统划分为UNIX系统、PC系统与混合系统三个种类，其中UNIX系统在调度中心中应用较为广泛，而混合系统则在电力院校中应用较为广泛，PC系统在变电站培训仿真系统中应用较多。
电网调度员培训仿真系统主要是由教员监控子系统、电网仿真子系统、SCADA/EMS仿真子系统共同组成。
电力系统试验技术的新发展
电力系统试验技术的新发展电力系统是现代社会发展的重要基础设施之一，电力系统的稳定运行对于社会的正常运转有着至关重要的作用。
为了保障电力系统的安全运行，电力系统试验技术始终是电力工程研究的重点之一。
本文将从电力系统试验技术的新发展入手，对电力系统试验技术的现状及未来发展进行探讨。
一、电力系统试验技术的现状1、传统电力系统试验技术的问题传统的电力系统试验技术存在着一系列的问题，主要表现在如下几个方面：（1）试验设备的更新换代不够及时，设备性能相对滞后。
传统的电力系统试验设备大多数还是在使用模拟设备，这些设备的解析度有限，仪器误差大，精度及分辨率受限制，无法实时反映系统的动态变化情况，这给了电力系统试验带来了一定的困难。
（2）试验过程中的人为干扰多，干扰难以控制。
电力系统试验过程中存在着很多人为因素的干扰，比如人员误操作、设备故障等，这些都会影响试验的真实性和有效性。
（3）试验数据处理和分析的效率低。
传统的电力系统试验数据处理耗时且效率不高，传统的数据处理方式往往是人工处理，数据分析效率低下，操作复杂度高。
2、新技术在电力系统试验中的应用随着科技的不断进步，新的技术在电力系统试验技术中得到了广泛应用，这些新技术在改善传统电力系统试验的缺点的同时，也为电力系统试验带来了更好的技术支撑。
（1）数字化技术的应用传统的电力系统试验显然受到了很多不利因素的影响，而数字化技术的出现，解决了这些问题。
数字化电力测试设备采用数字信号的处理方式，把数字信号传输给计算机进行数据处理和分析，可以消除人为干扰和误差，可以实现较高的数据精度和分辨率，而且试验结果也可以通过网络媒介远程传输，这些显然可以降低人工干预的影响，提高试验的可靠性和准确性。
（2）人工智能技术的应用人工智能技术在电力系统试验中的应用也越来越广泛，人工智能技术能够使试验数据的处理和分析更加高效。
人工智能可以将试验数据处理和分析过程中的大量工作交给计算机来执行，并且计算机不会出现疏漏和失误，而且在大规模数据处理中，计算机还可以利用算法调整和优化数据处理过程，大大提高试验数据的处理效率和准确性。
浅谈电力系统仿真软件的应用、发展及趋势展望 周泽
浅谈电力系统仿真软件的应用、发展及趋势展望周泽摘要：电力系统是电力能源发展的重要载体，其发展制约和带动着电力能源的发展。
电力系统仿真软件是电力系统试验研究、规划设计、调度运行和状态安全评估的重要工具，对电力系统的发展中起着非常重要的作用。
本文通过对电力系统仿真软件应用、发展以及趋势的介绍、分析和展望，为希望通过电力系统仿真深入研究电力系统的工作人员提供参考。
关键词：电力系统；仿真软件；数字仿真；实时仿真Abstract：Power system is an important carrier of power energy development，Its development restricts and drives the economic development.Power system simulation software is an important tool for experiment research，planning and design，scheduling and operation，state safety assessment of power system.It playsa very important role in the development of power system.This paper introduce the application，development and trend of power system simulation software，provide reference to those who hope to further study power system through power system simulation.Key words：power system；simulation software；digital simulation；real-time simulation1 电力系统仿真介绍电力系统仿真是以相似原理、系统理论、信息技术及电力系统相关专业技术为基础，建立适当的电力系统模型对设想或实际的电力系统进行试验研究的综合性技术，已发展成为电力系统研究人员不可或缺的研究工具。
电路仿真技术国外发展现状及未来趋势分析
电路仿真技术国外发展现状及未来趋势分析电路仿真技术是一种通过计算机模拟电路的行为来进行电路设计、优化和分析的方法。
它在电子工程领域得到了广泛应用，可以有效地减少原型制作成本和开发时间。
本文将探讨电路仿真技术在国外的发展现状，并展望其未来的发展趋势。
随着电子设备的不断进步和发展，对更高性能电路的需求也越来越大。
因此，电路仿真技术的发展得到了重视和推动。
目前，国外关于电路仿真技术的研究和应用已经取得了一系列重要的成果。
首先，电路仿真软件在国外得到了广泛的应用。
传统的电路仿真软件（如SPICE）已经在实践中被证明是极为有效的工具，能够准确模拟电路的行为和性能。
而随着技术的不断发展，新型的电路仿真软件也不断涌现，如SystemC、HSPICE、Cadence等，这些软件提供了更加精确和高效的仿真技术，满足了不同类型电路设计的需求。
其次，电路仿真技术在多领域应用中发挥重要作用。
除了传统的模拟电路设计之外，电路仿真技术还广泛应用于数字电路设计、射频电路设计、功率电路设计等领域。
在数字电路设计中，电路仿真可以帮助设计师验证逻辑电路的正确性，优化电路的时序性能。
在射频电路设计中，电路仿真可以帮助设计师优化无线电传输系统的性能，提高系统的抗干扰能力。
在功率电路设计中，电路仿真可以帮助设计师评估电路的能效，提高电路的能量利用率。
此外，电路仿真技术在高级技术领域的应用也越来越广泛。
例如，电路仿真技术在电子集成电路设计中发挥着重要作用。
通过电路仿真技术，设计师可以在物理实现之前预测和评估电路的性能，提高设计的成功率和准确性。
另外，电路仿真技术在电力系统设计中也得到了广泛应用。
通过仿真软件，设计师可以模拟和评估电力系统的稳定性、动态响应和能源利用率，提高电力系统的可靠性和节能性。
未来，电路仿真技术将继续发展，并朝着更加高效、精确和智能化方向发展。
一方面，随着芯片尺寸和复杂度的不断增加，电路仿真技术将面临更大的挑战。
因此，研究人员将继续改进仿真算法和模型，提高仿真的准确性和效率。
电力系统自动化未来发展方向
电力系统自动化未来发展方向随着科技的不断发展，电力系统自动化在未来将迎来更加广阔的发展空间。
本文将从多个方面探讨电力系统自动化未来的发展方向。
一、智能化1.1 智能设备：未来电力系统自动化将更多地采用智能设备，如智能变电站、智能电表等，实现设备之间的智能互联。
1.2 人工智能：人工智能技术将广泛应用于电力系统自动化中，实现设备的智能控制和故障诊断。
1.3 大数据分析：通过大数据分析技术，电力系统可以更好地预测负荷变化和故障风险，提高系统的稳定性和可靠性。
二、数字化2.1 数字化监控：未来电力系统将实现全面数字化监控，实时监测电网运行情况，及时发现问题并进行处理。
2.2 云计算：云计算技术将被广泛应用于电力系统自动化中，实现数据的集中存储和处理，提高系统的运行效率。
2.3 虚拟仿真：通过虚拟仿真技术，可以对电力系统进行全面的仿真分析，提前发现潜在问题并采取相应的措施。
三、可靠性3.1 弹性网络：未来电力系统将更加注重网络的弹性和韧性，实现网络的自愈能力，提高系统的可靠性。
3.2 多元化能源：未来电力系统将更多地采用多元化能源，如风能、太阳能等，提高系统的供电可靠性。
3.3 智能配电网：智能配电网将成为未来电力系统的重要组成部分，实现电力的智能分配和管理，提高系统的可靠性和效率。
四、安全性4.1 数据安全：未来电力系统将更加注重数据安全，加强对系统数据的加密和保护，防止数据泄露和攻击。
4.2 物理安全：加强电力系统设备的物理安全措施，防止设备被恶意破坏，保障系统的正常运行。
4.3 风险评估：定期进行风险评估和漏洞修复，及时发现并解决潜在的安全隐患，确保系统的安全性。
五、可持续发展5.1 节能减排：未来电力系统将更加注重节能减排，采用更加环保和高效的技术，降低系统的能耗和排放。
5.2 可再生能源：加大对可再生能源的开发和利用，推动电力系统向可持续发展方向转型，实现绿色能源的大规模应用。
5.3 社会责任：电力系统将更多地承担社会责任，促进能源的可持续利用和环境的保护，实现经济、社会和环境的协调发展。
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电力系统仿真分析技术的发展趋势0 引言随着化石能源逐渐枯竭,发展利用清洁能源和可再生能源成为世界各国的必然选择,也是新能源变革的主要内容。
中国新能源变革的目标可以归纳为：以可再生能源逐步替代化石能源,提高化石能源的清洁高效利用水平,实现可再生能源(水能、风能、太阳能、地热能、生物质能)和核能利用在一次能源消耗占较大份额。
在新能源变革形势下,电网的使命也将发生变化,智能电网是适应新能源变革和承担电网新使命的新一代电网。
中国自 21 世纪初就提出了建设特高压电网的设想,并逐步加以实施,近两年根据国际电力系统发展的最新动向,又进一步提出了建设智能电网的宏伟蓝图。
中国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础,以通信信息平台为支撑,具有信息化、自动化、互动化特征,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节的现代电网。
与此同时,随着电网规模的不断扩大,新能源、新设备的不断加入,当今电力系统已经日益变得复杂,这使得运行人员更加难于对其进行监视、分析和控制。
近些年,国内外不断发生大规模的停电事故,这些事故都造成了很大的经济损失和社会影响,不断地为人们敲响警钟,也给电网的安全稳定运行提出了更高的要求。
在上述的大停电事故中,电力系统从第一次元件故障,到整个系统崩溃,一般会有一个较长的过程,如果这期间运行人员能够进行正确的处理,大停电是可以避免的。
换言之,电网缺乏有效的在线监测和预警系统,不能及时掌握实时电网稳定情况并采取有效的控制措施是导致大停电事故发生的重要原因。
电力系统仿真分析是电力系统规划设计和调度运行的基础,涵盖的范围非常广泛,包括从稳态分析、动态分析到暂态分析的各个方面。
根据实时电力系统动态过程响应时间与系统仿真时间的关系,可分为非实时仿真和实时仿真；根据仿真的数据来源,又可分为离线仿真、在线仿真。
其中在线仿真是实现在线预警和决策支持的必要手段。
电力系统仿真分析涵盖电力系统、数学、计算机、通信等多学科技术领域,面对智能电网建设提出的要求,需要不断地引入先进的计算机和通信技术以及数学方法等,推动仿真分析技术在仿真的准确性、快速性、灵活性等方面的发展。
具体体现在以下几个方面：1）可实现更大规模电网的仿真计算,同时仿真数据的粗细程度可根据需要自动调整。
2）仿真计算应具有更快的速度及更高的准确性。
3）仿真计算应具备更多的效用,并与环境、经济等相关领域相结合。
4）仿真建模应具备更大的灵活性,以适应智能电网中层出不穷的新元件、新设备建模的需要。
5）需加强对电力系统智能建模方法的应用以及仿真结果的智能化分析。
6）电网自愈对实时决策控制的要求。
要求能实时跟踪评价电力系统行为,一旦发生故障,立即进行快速仿真并提供决策控制支持,防止大面积停电,并快速从紧急状态恢复到正常状态。
7）仿真试验应具备更大的灵活性。
未来的仿真试验将可实现对多个异地试验设备的同步测试。
8）仿真计算应适应新的计算模式,如云计算、协同计算等。
9）可实现智能人机交互仿真,显著提高用户操作的便捷性和仿真系统的使用效率。
10）数据融合技术在仿真分析中应用,提高对仿真分析中对多源海量数据的整合能力。
本文将依据计算机、网络、通信等技术当前和未来可能的发展,探讨和预测新的先进计算技术(如云计算等)及其在电力系统仿真分析中的应用。
1 发展现状1.1 电力系统仿真分析技术概述如图 1 所示,电力系统仿真分析技术可分为电力系统建模、电力系统数字仿真分析方法、电力系统在线仿真分析和电力系统实时仿真等4项技术,其中电力系统建模技术包括建模方法和模型研究技术,电力系统数字仿真分析方法主要指针对各类仿真应用的基础方法,后2种技术则分别针对在线应用和实时应用。
其中先进计算技术包括计算机及网络、与电力系统仿真分析相关的计算数学和计算模式这3项技术。
下文分别描述上述各项技术的发展现状。
图1 电力系统仿真分析和先进计算技术分类2）相关计算数学。
与电网仿真分析相关的计算数学领域既有传统的数值计算方法,也包括新兴的人工智能、模糊数学和概率类等方法。
1.2 电力系统建模技术1）建模方法。
目前,电力系统建模方法研究以机理分析法为主,结合统计学、运筹学及人工智能等理论,又发展了数据分析法、层次分析法、智能建模法等方法。
作为机理分析法的重要补充,模型实测是指导建模、进行模型校验及修正的主要手段。
目前,模型实测主要在发电机及其调节系统建模、负荷建模、新能源发电建模等方面有所应用。
数据分析法主要用于建立电力系统可靠性分析模型及功率预测模型、电力市场分析模型等。
层次分析法主要用于负荷预测建模等。
近年来,随着人工智能技术的发展,智能建模方法如专家系统法、神经网络系统法、模糊辨识法以及基于遗传算法的非线性系统辨识法等,在同步机建模、负荷建模、电网规划建模中得到应用。
电力系统模型参数的获取,主要采用取典型值和实际测量 2 种方法。
2）模型研究。
①传统发输配用电系统模型传统发电系统模型包括同步机、励磁系统、调速系统、电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)等模型,均较为成熟,全国范围内绝大部分机组励磁系统和 PSS 模型已采用实测参数,调速系统模型实测工作正在开展。
交流输电系统模型以等效电路为基础,根据仿真要求的不同进行相应处理。
直流输电系统模型包括主电路模型和控制系统模型,可分为机电暂态仿真模型和电磁暂态仿真模型,前者一般为准稳态模型。
直流输电系统控制系统模型目前大都采用典型结构和参数,迫切需要建立与实际工程相一致的控制系统模型和参数。
②灵活交流输电元件模型、新型电力系统元件模型。
③新能源发电系统、分布式电源及微电网模型。
3）建模技术中尚待解决的问题。
①电力系统模型的精确度有待进一步提高,特别是如何利用 WAMS、WASA 技术进行模型的校验与修正。
②风光发电系统、储能系统等各种新元件的模型有待进一步研究并实用化。
③智能建模方法有待进一步发展,或与传统方法相结合,提升模型的精确性和适应性。
④目前各类仿真软件中模型各自独立,重复建模工作时有发生,有待建立模块化、通用化、标准化程度较高的模型,实现模型的“即插即用”和共享。
1.3 电力系统数字仿真分析方法电力系统数字仿真分析方法,包括稳态分析(潮流、网损分析、最优潮流、静态安全分析、谐波潮流)、动态和暂态分析(电磁暂态仿真、机电暂态仿真、中长期动态仿真、小干扰稳定计算、电压稳定计算等)等。
电力系统潮流计算主要是非线性方程组求解问题,现有算法有牛顿–拉夫逊法、PQ 分解法、保留非线性潮流算法和最优因子法等。
其中,牛顿–拉夫逊法因其具有较好的收敛性和较快的收敛速度,应用较为广泛。
为提高潮流计算的收敛性,有时将 2 种方法相结合,如 PQ 分解转牛顿法。
此外,还提出了潮流计算中的自动调整方法、适合实时计算的直流潮流算法、考虑不确定性因素的随机(概率)潮流方法、适合系统参数不对称情况的三相潮流算法,以及应用于电力系统电压稳定计算的多种病态潮流算法。
电力系统最优潮流计算实质是一个非线性规划问题,主要算法有线性规划法、牛顿法、内点法以及遗传算法、人工神经网络法等智能算法。
其中内点法在可行域的内部寻优,收敛性好、收敛速度快,适用于大规模电网的优化计算。
智能算法由于具有全局收敛性和擅长处理离散变量而日益得到重视,但还处在发展阶段。
研究小扰动电压稳定问题的电力系统静态电压稳定计算方法常用的有奇异值分解法、灵敏度法、崩溃点法、非线性规划法、连续潮流法、非线性动力学方法等,其中连续潮流法应用较多。
电压稳定的动态分析方法,包括小干扰分析法和对大扰动电压稳定的时域仿真分析法、能量函数法等。
电力系统暂态稳定计算需要求解系统的网络方程和微分方程,一般采用数值积分方法交替迭代求解,有时也采用直接法,应用最多的直接法为扩展等面积准则法。
电力系统小干扰稳定计算的主要方法有特征值分析法、小干扰频域响应分析、小干扰时域响应分析,其中特征值分析法应用最为广泛。
电力系统中长期动态过程仿真要计入在一般暂态稳定过程仿真中不考虑的电力系统长过程和慢速的动态特性,采用数值积分的方法,主要有隐式梯形积分法和 Gear 类方法,为避免计算时间过长,一般还采用自动变步长计算技术。
电力系统电磁暂态仿真通常采用时域瞬时值计算,多采用隐式梯形积分法,计算规模一般不超过百余条母线,计算步长通常为 20~200s。
为提高仿真精度,有学者提出了电磁暂态与机电暂态混合仿真方法。
近年来,随着分网并行算法的提出和电磁-机电接口的完善,混合仿真已实现了实用化。
综上,上述针对输电网的电力系统仿真分析方法都较为成熟,为提高仿真分析速度,近年来,并行和分布式计算方法逐渐在电力系统潮流计算、最优潮流、静态安全分析、电磁暂态仿真、机电暂态仿真、小干扰稳定计算等分析方法中得到应用。
1.4 电力系统在线仿真分析随着电网大停电事故的不断发生,各国对电网安全愈加重视,电力系统在线仿真分析也成为了研究的重点。
2005 年的调研报告表明,当时国际上已有 6 个电力系统在线软件生产厂家,可以提供不同程度的在线暂态稳定评估软件。
国内在智能电网建设的新环境下,为确保电网安全稳定运行,建立和健全电网安全防御体系,中国电力科学研究院、国网电力科学研究院、清华大学等单位就在线仿真分析开展了研究与应用工作。
1.5 电力系统实时仿真电力系统实时仿真的发展经历了从物理实时仿真、数模混合式实时仿真到全数字实时仿真的3个历史阶段。
物理实时仿真由于其仿真规模不大和建模工作复杂,主要用于设备级的仿真和试验,如继电保护装置、安全自动装置、电力电子设备及新技术、新设备的基本原理验证和性能指标检验等。
数模混合式实时仿真系统(如 HYPERSIM目前主要用于直流输电控制保护系统试验。
RTDS等全数字实时仿真限于仿真算法和计算能力,只能进行小规模系统的实时仿真,主要用于继电保护装置、安全自动装置验证试验,近年来也有应用于电力电子设备验证试验、直流输电控制保护系统试验等方面,加拿大 Opal-RT 公司的 RT-LAB 全数字实时仿真软件在高频电力电子的精确仿真以及分布式并行计算等方面具有优良的性能；新近出现的全数字实时仿真装置 ADPSS,因其具有大电网实时仿真的能力,因此用途较为广泛。
2 先进计算技术发展趋势2.1 计算机及网络未来的计算机和网络的发展趋势将是通信技术、网络与计算机技术的进一步融合,朝着超高速、超小型、高性能、平行处理和智能化方向发展。
发展高性能计算技术有 2 条途径：一条是通过多核、多机并行计算或分布式计算技术来实现；另一条途径是发展非传统的新技术,包括超导计算、光计算、量子计算、生物计算与纳米计算等。
2.2 相关计算数学数值计算方法未来的发展主要集中在提高算法效率、计算结果精度和非线性方程求解的收敛性等方面。