电力系统仿真软件的运用与比较分析

电力系统仿真软件的运用与比较分析

【摘要】在我国电网建设过程中，对待不同的方案，不同的选择，随科技进步，通过电力系统仿真软件的运用，对不同的安装与调试方案进行评估和选择。使用仿真设备模拟电路情景，提前发现方案的优缺，尽最大可能选择具有环保效应，节能效用的建设方略。电力系统仿真软件以数学模型代替实际电力系统，减少成本的同时还增加了电力系统的安全性，利用数值计算解决问题，对一些具体而微的特性特点进行检验，研究出更加安全有保障的电力系统运用工具，将电力系统仿真软件充分变为电力系统建设中不可或缺的有力工具。

【关键词】电力系统；仿真软件；运用现状；比较分析

0.引言

虚拟仿真软件技术在电力系统的规划设计、实际运行中显示了非常强大的功能，在节约煤炭资源，水资源，进行污水循环利用，废水废物进化处理等方面大有贡献，可以明确而具有规划的进行变电或者输电中的测算评估分析。在电力网络系统的建设过程中，有力有效的设计，大而细致的规划，可以确保电力系统的正常运行。利用仿真软件确定的运行方案，不仅仅可以用来规划建设方案，还可以在运行中进行运行模拟，拟定方式，记录自动装置中的控制参数，为技术人员的检测提供改进参数。有利于建设后技术人员进行事故分析，提高了电力系统的运行效率与工程质量。立足现实，在科学技术是第一生产力的今天，仿真软件的重要作用对其运用展开分析与探究有巨大动力支持，值得我们关注与重视。

1.电力系统仿真软件的现状分析

1.1对电力系统仿真软件的综合概述

（1）众所周知，大规模的电力系统是兼具复杂性与时变性的大型工程。基于我国经济的不断前进，对电的需求加大，用电地区扩大，电力系统数字仿真软件成为其研究设计和规划设计的重要工具。由于电力系统在国民经济中占有重要地位，一般都要用到多个数字仿真软件进行计算结果比较。主要有BPA、EMTP、PSCAD/EMTDC、NETOMAC和PSASP等几种主要的电力系统仿真分析软件。不同的结构功能特点和应用情况，优势也有所不同。

（2）随着仿真软件的多样性呈现，研究电力仿真软件的特征，具体情况具体分析，从仿真软件的不同功能出发，结合不同软件之间的优缺，实现不同仿真软件间的数值转换，优优结合变得十分重要。探析电磁暂态分析程序、矩阵实验室、电力系统综合分析程序，这些程序软件各有优缺，综合比较，发现差异，区别不同的运算计算方法，为之后的数据状况转换奠定基础，将发电机、变压器、区域交换数据间的潮流计算进行进一步的模拟检验分析，对同步发电机模型，调速机模型，以及原动机pps控制器模型展开细致研究，详细分析，甚至编写暂态稳定数据转换程序对励磁系统进行盘查。并且要证明交流电系统与直流电系统潮

流计算转换的良好流通性就要对交流系统和直流系统间的值进行验证，从而为该转换程序证明。保证转换程序转换的动态数据的正确性。

（3）随着电力市场不断发展和电力电子技术的逐步应用，对应需求要对电力系统控制器进行深入研究，电力系统仿真软件的应用变得越来越迫切，电力系统动态模拟装置模拟软件和电磁暂态仿真软件具有全面提高软件资源共享的能力，不同的运用分析预示着电力系统仿真软件的未来不同发展方向，但毋庸置疑的是，电力系统仿真软件市场广阔。

1.2现代电力系统仿真软件的发展趋势

（1）电力系统仿真软件的功能特性有利于提高电力系统综合整体性，提前的仿真软件操作演习有利于提升电力系统组织设计效率，保证质量。众所周知，具有大型集成化电路的电路系统往往对各方面的值要求甚严，只有具有高度图形化的操作模式和全新的数据管理观念，才能适用于现代的电力网路。目前，风力发电和太阳能发电等新动力型节能环保型能源模型在仿真软件这一块看来，无疑具有巨大的市场潜力。面对广阔的发展前景，首先，我们要除掉格式转换规格不一的障碍，将差异综合规划为最小化，为仿真软件的推行扫清道路。编写了不同的数据转换程序消除数据格式不同而造成的壁垒，使数据之间具有一定程度的通用性，以及流通性。为数众多的电力系统仿真软件可在不同用户选择下，根据不同的使用目的，求同存异，即仿真软件可以在电路网络的不同方面有不同功用，但主题不变，始终服务与模拟电路电网系统。

（2）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，工程系统不断向更为复杂的领域延伸，系统仿真技术是解决工程内复杂精细领域难题的重要技术手段，是电力系统不用可或缺的技术工具，为电力系统安全性和可靠性方面提供了强大的技术支持，成为计算、运行的有力工具，总之，电力系统已经无法离开仿真技术软件的支持，而与此同时，仿真技术软件随着电力的广泛运用而具有更为广阔的市场。

2.主要的电力系统仿真软件的运用与比较分析

2.1电磁暂态分析程序Electro magnetic Transients Program

EMTP是用于电力系统电磁暂态分析的仿真软件。主要用于计算机模拟电力系统电磁暂态过程，主要功能是求解集中参数的线性和非线性电阻和电容电路，包括多相π型电路和多相分布参数电路，以及各种类型各种规格的电源开关、稳态变压器、电路控制系统等组成的大型电力系统的稳态或暂态状态。为了对高压直流输电系统仿真，程序中增加了模拟二极管和晶闸管等开关器件的能力。EMTP根据梯形积分规则，为了使EMTP成为不断成长的发展的软件，利用伴随模型以及预订规则程序指定模式建立方程，用稀疏矩阵和LU因式分解法来解代数方程，或者是使用节点法进行方程运算。积分步长于用户指定，动态原件的运用并在整个仿真保持长期不变。一旦断开EMTP的开关时，开路接通时则为短路。EMTP是一个不断发展的软件，规模强大大、功能齐全、模拟足够真实等优

点，拥有其不断发展的大量优秀资源。

2.2矩阵实验室MATLAB

主要进行控制环节的数字仿真研究，是一种用于算法开发的程序操作，特色功能是数据的可视化。MATLAB经常被广泛地应用于系统控制、数据分析演算、信号的分布处理、通信系统的线路分析、金融系统的图形模拟、工程数学的图形可视化等前景广阔领域。功能强劲的工具箱是MATLAB的一重大特色。对于MATLAB，既能对连续系统运用可变步长积分算法进行仿真也可用于离散的系统。MATLAB方便的数据可视化功能十分契合电力系统工程，在此领域运用广泛。

2.3电力系统分析综合程序Power System Analysis Software Package

PSASP是功能强大使用方便的电力系统分析程序，主要进行潮流和机电暂态数字仿真，主要有稳态分析、故障分析、机电暂态分析。总体说，电力系统综合分析程序具有我国自主知识产权，是典型的人机界面友好型运用工具。在软件模拟情景模式上，资源共享高度集成性展示了开放的大型软件包的功用能动性。

3.结束语

由于电力系统规模扩大而给电网状态的规划分析和预测带来的困难，一套简单实用的电力系统仿真软件系统成为电力系统管理人员必不可少的工具，综合本文的分析，不同的仿真软件功能侧重不同，若能综合使用，扬长避短，集中解决复杂难题，电力系统的发展态势一定会越来越好。■

【参考文献】

[1]金海峰，冯辰虎，吴涛.应用EUROSTAG处理电力系统稳定问题[J].华北电力技术，2004（10）.

[2]宋云亭，张瑞华.电力系统可视化仿真软件——Power World[J].电力建设，2002（03）.