电力系统仿真
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江涵
1.电力系统仿真分析综述 2.PSS/E基本操作 3.BPA基本操作 4.PSASP基本操作及多种稳定分析问题仿真
电力系统稳 定分析
潮流计算
暂态稳定 小扰动稳定 电压稳定
电力系统分析仿真技术主要包括
➢ 物理动态模拟技术 ➢ 数字仿真技术 ➢ 数模混合式仿真技术
人们在相似理论的指导下设计并构成物理模型系统。
Baidu Nhomakorabea
BPA PSASP PSS/E NetoMAC DigSilent
中国版的BPA程序是由中国电力科学院引进、消化、 吸收美国BPA程序开发而成。
主要计算分析功能包括：
稳态计算分析：潮流计算、灵敏度分析、静态电压 稳定分析、网损分析、最优潮流和无功优化计算、 谐波分析等；
暂态稳定计算分析：暂态稳定计算分析、稳定极限 求取等；
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。该软件元件模型全，仿真频带宽。
机电+电磁暂态
德国DIgSILENT GmbH公司推出的电力仿真软件，
全过程计算分析：电力系统电磁、机电暂态及中长 期的全过程动态仿真;
短路电流计算、小干扰稳定分析、电压稳定分析。
《电力系统分析综合程序》(Power System Analysis Software Package,PSASP)是一套历史长久、功能强大、 使用方便的电力系统分析程序,它具有我国自主知识产权， 是资源共享，使用方便，高度集成和开放的大型软件包
培训仿真包括属于EMS的调度员培训仿真器DTS、 变电站运行人员培训仿真器和发电厂机组运行人员 培训仿真器。
研究仿真又可分为非实时仿真和非实时仿真。
实时仿真软件必须在一个实际步长内完成所有状态 变量和非状态变量的求解计算和与实物相联系的参 数转换、功率放大与连接。因此多数实时仿真系统 采用并行计算机和并行算法，把计算任务分摊到各 并行计算机上进行并行计算和信息交换。
与此同时，数字计算机和数值计算技术飞速发展，数字 计算机的性价比不断提高，出现了用数字模型代替物理 模型的新型模拟系统，建立数学模型并在数字计算机上 做实验的过程称为系统数字仿真。
电力系统数字仿真可分为研究仿真和培训仿真2类。
研究仿真包括各种电力系统电磁暂态和机电暂态稳 定仿真软件，如电磁暂态软件EMTP和国内电力部 门普遍采用的综合稳定程序等。
通过在物理模型系统上做实验来代替在实际系统上 的试验，这就是动态模拟。
优点
是可以较为真实的反映被研究系统的全动态过程，包括 同一系统内不同时间常数的动态过程。
局限性 1.仿真的规模受实验室设备和场地限制. 2.每一次不同类型的试验都要重新进行电气接线，费力
耗时。随着实际系统的发展，系统的规模和复杂程度发 生很大变化，采取物理模型的动态模拟方法受到很大限 制。
被广泛应用于风电行业的电力系统的发电、传输和 风电场的模拟仿真，以及风机并网发电质量的分析。
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,可作为电网稳态和暂态的仿真分析及 电力系统谐波分析的有力工具。
美国邦纳维尔电力局(BPA)对程序的开发做了很大 的贡献。
PSS/E是美国PTI电力技术咨询公司专为输电系统分 析而设计的综合仿真软件包,主要用于电力系统机电
暂态仿真和计算，是世界电力工业中最广泛应用的 电力系统分析软件之一。（现在被西门子收购）
PSS/E的p ssds4的功能强大,但较复杂,其稳定计算程序 结构图如下。与BPA的稳定计算不同, p ssds4多一中间 环节。它们由PSS/E自动产生,在动态仿真中有很关键的 作用。PSS/E将模型子程序库中的许多模型(包括用户自 定义模型)交给CONEC和CONET处理,通过编译、链接 这些模型后形成的数据与稳定计算数据库一起组成完整 的动态仿真数据。 PSS/E的稳定计算程序的主要特点为:提供了丰富的模型 库、提供了强大的数据纠错检查调试功能、用户自定义 模型功能较强大、提供IPLAN语言全面控制仿真过程、 采用高效算法,计算速度快、可进行电力系统暂态和中 长期动态仿真。
PSASP是电力系统规划设计人员确定经济合理、技术可
行的规划设计方案的重要工具；是运行调度人员确定系 统运行方式、分析系统事故、寻求反事故措施的有效手 段；是科研人员研究新设备、新元件投入系统等新问题 的得力助手；是高等院校用于教学和研究的软件设施。
PSASP基于电网基础数据库、固定模型库以及用户自定 义模型库的支持，可进行电力系统(输电、供电和配电 系统)的各种计算分析。
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
1984年以后，EMTP程序主要分为两支：一支以DCG(EMTP Development Coordination Group，1982年由北美6个大型电 力机构组成)/EPRI(美国电力科学研究院)为代表，试图将EMTP程 序商业化；另一支即EMTP-ATP，它继续保持EMTP程序的可免费 使用性。1984年初，原EMTP的开发者之一Dr.W. Scott Meyer终 止了12年的EMTP开发合同，并将他所有的业余时间用来开发一 个富有生命力的替代程序，从此EMTP-ATP程序正式于1984年秋 诞生了。 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所领导的世 界各地的用户组不断地发展。现在在全世界范围内已相继成立了 十多个区域性的用户组，拥有大量的用户。
1.电力系统仿真分析综述 2.PSS/E基本操作 3.BPA基本操作 4.PSASP基本操作及多种稳定分析问题仿真
电力系统稳 定分析
潮流计算
暂态稳定 小扰动稳定 电压稳定
电力系统分析仿真技术主要包括
➢ 物理动态模拟技术 ➢ 数字仿真技术 ➢ 数模混合式仿真技术
人们在相似理论的指导下设计并构成物理模型系统。
Baidu Nhomakorabea
BPA PSASP PSS/E NetoMAC DigSilent
中国版的BPA程序是由中国电力科学院引进、消化、 吸收美国BPA程序开发而成。
主要计算分析功能包括：
稳态计算分析：潮流计算、灵敏度分析、静态电压 稳定分析、网损分析、最优潮流和无功优化计算、 谐波分析等；
暂态稳定计算分析：暂态稳定计算分析、稳定极限 求取等；
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。该软件元件模型全，仿真频带宽。
机电+电磁暂态
德国DIgSILENT GmbH公司推出的电力仿真软件，
全过程计算分析：电力系统电磁、机电暂态及中长 期的全过程动态仿真;
短路电流计算、小干扰稳定分析、电压稳定分析。
《电力系统分析综合程序》(Power System Analysis Software Package,PSASP)是一套历史长久、功能强大、 使用方便的电力系统分析程序,它具有我国自主知识产权， 是资源共享，使用方便，高度集成和开放的大型软件包
培训仿真包括属于EMS的调度员培训仿真器DTS、 变电站运行人员培训仿真器和发电厂机组运行人员 培训仿真器。
研究仿真又可分为非实时仿真和非实时仿真。
实时仿真软件必须在一个实际步长内完成所有状态 变量和非状态变量的求解计算和与实物相联系的参 数转换、功率放大与连接。因此多数实时仿真系统 采用并行计算机和并行算法，把计算任务分摊到各 并行计算机上进行并行计算和信息交换。
与此同时，数字计算机和数值计算技术飞速发展，数字 计算机的性价比不断提高，出现了用数字模型代替物理 模型的新型模拟系统，建立数学模型并在数字计算机上 做实验的过程称为系统数字仿真。
电力系统数字仿真可分为研究仿真和培训仿真2类。
研究仿真包括各种电力系统电磁暂态和机电暂态稳 定仿真软件，如电磁暂态软件EMTP和国内电力部 门普遍采用的综合稳定程序等。
通过在物理模型系统上做实验来代替在实际系统上 的试验，这就是动态模拟。
优点
是可以较为真实的反映被研究系统的全动态过程，包括 同一系统内不同时间常数的动态过程。
局限性 1.仿真的规模受实验室设备和场地限制. 2.每一次不同类型的试验都要重新进行电气接线，费力
耗时。随着实际系统的发展，系统的规模和复杂程度发 生很大变化，采取物理模型的动态模拟方法受到很大限 制。
被广泛应用于风电行业的电力系统的发电、传输和 风电场的模拟仿真，以及风机并网发电质量的分析。
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,可作为电网稳态和暂态的仿真分析及 电力系统谐波分析的有力工具。
美国邦纳维尔电力局(BPA)对程序的开发做了很大 的贡献。
PSS/E是美国PTI电力技术咨询公司专为输电系统分 析而设计的综合仿真软件包,主要用于电力系统机电
暂态仿真和计算，是世界电力工业中最广泛应用的 电力系统分析软件之一。（现在被西门子收购）
PSS/E的p ssds4的功能强大,但较复杂,其稳定计算程序 结构图如下。与BPA的稳定计算不同, p ssds4多一中间 环节。它们由PSS/E自动产生,在动态仿真中有很关键的 作用。PSS/E将模型子程序库中的许多模型(包括用户自 定义模型)交给CONEC和CONET处理,通过编译、链接 这些模型后形成的数据与稳定计算数据库一起组成完整 的动态仿真数据。 PSS/E的稳定计算程序的主要特点为:提供了丰富的模型 库、提供了强大的数据纠错检查调试功能、用户自定义 模型功能较强大、提供IPLAN语言全面控制仿真过程、 采用高效算法,计算速度快、可进行电力系统暂态和中 长期动态仿真。
PSASP是电力系统规划设计人员确定经济合理、技术可
行的规划设计方案的重要工具；是运行调度人员确定系 统运行方式、分析系统事故、寻求反事故措施的有效手 段；是科研人员研究新设备、新元件投入系统等新问题 的得力助手；是高等院校用于教学和研究的软件设施。
PSASP基于电网基础数据库、固定模型库以及用户自定 义模型库的支持，可进行电力系统(输电、供电和配电 系统)的各种计算分析。
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
1984年以后，EMTP程序主要分为两支：一支以DCG(EMTP Development Coordination Group，1982年由北美6个大型电 力机构组成)/EPRI(美国电力科学研究院)为代表，试图将EMTP程 序商业化；另一支即EMTP-ATP，它继续保持EMTP程序的可免费 使用性。1984年初，原EMTP的开发者之一Dr.W. Scott Meyer终 止了12年的EMTP开发合同，并将他所有的业余时间用来开发一 个富有生命力的替代程序，从此EMTP-ATP程序正式于1984年秋 诞生了。 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所领导的世 界各地的用户组不断地发展。现在在全世界范围内已相继成立了 十多个区域性的用户组，拥有大量的用户。