电力系统仿真软件综述
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➢ 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
PSS/ADEPT v5.2
PSCAD
v3.8、v4.2、v4.2.1、v4.3.1、v4.4
EMTP－RV
v2.02、v2.1、v2.2
EMTPE
v1.0
NETOMAC
v7.52、v33、v34
CDEGS
v8.1、v12、v13
DSATools
v4、v5、v6、v7、v9、v11
POWERWORLD v8、v10
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
Digsilent
v13.1、v13.2、v14.x
ETAP
v4.0、v5.5、v6.0、v7.x
EDSA
v2005、v3.0、v4.0
Sigra
v4
WASP
v9.x、v10.x
CYME
v4.x
HyBrid
v2.x
NEPLAN
v5.1、v5.2
Windpower v30.2
PSIM
v6.0
PSS/Viper
10-7
10-5
Timescale (seconds)
10-3
10-1
101
1 cycle
1 sec
1 min
编辑ppt
103 1 hr
105 1 day
4
➢ 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：
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
编辑ppt
2
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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5
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
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。
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7
1.PSS/E
电力系统机电暂态仿真的算法是联立求解电力系统微分方程组和代数方程组， 以获得物理量的时域解。微分方程组的求解方法主要有隐式梯形积分法、改进尤拉 法、龙格-库塔法等，其中隐式梯形积分法由于数值稳定性好而得到越来越多的应用 。代数方程组的求解方法主要采用适于求解非线性代数方程组的牛顿法。按照微分 方程和代数方程的求解顺序可分为交替解法和联立解法。
Operator actions
LFC
Prime mover control
Protection
Generator control
HVDC, FACTS, etc.
Frequency variations
Daily load variation
Tie-line regulation
Long term dynamics Long-duration variations
v3.0
PLS_CADD v11.1
TOMLAB
v7.7
➢ 版权归各软件开发商，仅供学习科研提供参考。 PowerDoc 3卷1.5G, 汇集了2009～2011年更新的软件说明文档。
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6
二. 机电暂态仿真软件
机电暂态过程的仿真，主要研究电力系统受到大扰动后的暂态稳定和受到小扰 动后的静态稳定性能。其中暂态稳定分析是研究电力系统受到诸如短路故障，切除 线路、发电机、负荷，发电机失去励磁或者冲击性负荷等大扰动作用下，电力系统 的动态行为和保持同步稳定运行的能力。
Transient stability Short-duration variations
Subsynchronous resonance
Oscillatory transients
Switching
Voltage fluctuations
Impulsive transients
Lightning
Imbalance, harmonics, inter-harmonics, notching, noise
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。
Eurostag
v4.2、v4.4
Simpow
v10
Liveware
v2.3
TPLAN
v8.2、v8.5
E-TRAN
v1
BPA
v3.0、v4.0
PSASP
v6.0、v6.13、v6.22、v6.24、v6.25、v6.26、v7.0
PLECS
v1.52、vBaidu Nhomakorabea.60、v1.61、v1.62、v2.x、v3.2
➢ 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
PSS/ADEPT v5.2
PSCAD
v3.8、v4.2、v4.2.1、v4.3.1、v4.4
EMTP－RV
v2.02、v2.1、v2.2
EMTPE
v1.0
NETOMAC
v7.52、v33、v34
CDEGS
v8.1、v12、v13
DSATools
v4、v5、v6、v7、v9、v11
POWERWORLD v8、v10
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
Digsilent
v13.1、v13.2、v14.x
ETAP
v4.0、v5.5、v6.0、v7.x
EDSA
v2005、v3.0、v4.0
Sigra
v4
WASP
v9.x、v10.x
CYME
v4.x
HyBrid
v2.x
NEPLAN
v5.1、v5.2
Windpower v30.2
PSIM
v6.0
PSS/Viper
10-7
10-5
Timescale (seconds)
10-3
10-1
101
1 cycle
1 sec
1 min
编辑ppt
103 1 hr
105 1 day
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➢ 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：
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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2
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。
编辑ppt
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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
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。
编辑ppt
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1.PSS/E
电力系统机电暂态仿真的算法是联立求解电力系统微分方程组和代数方程组， 以获得物理量的时域解。微分方程组的求解方法主要有隐式梯形积分法、改进尤拉 法、龙格-库塔法等，其中隐式梯形积分法由于数值稳定性好而得到越来越多的应用 。代数方程组的求解方法主要采用适于求解非线性代数方程组的牛顿法。按照微分 方程和代数方程的求解顺序可分为交替解法和联立解法。
Operator actions
LFC
Prime mover control
Protection
Generator control
HVDC, FACTS, etc.
Frequency variations
Daily load variation
Tie-line regulation
Long term dynamics Long-duration variations
v3.0
PLS_CADD v11.1
TOMLAB
v7.7
➢ 版权归各软件开发商，仅供学习科研提供参考。 PowerDoc 3卷1.5G, 汇集了2009～2011年更新的软件说明文档。
编辑ppt
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二. 机电暂态仿真软件
机电暂态过程的仿真，主要研究电力系统受到大扰动后的暂态稳定和受到小扰 动后的静态稳定性能。其中暂态稳定分析是研究电力系统受到诸如短路故障，切除 线路、发电机、负荷，发电机失去励磁或者冲击性负荷等大扰动作用下，电力系统 的动态行为和保持同步稳定运行的能力。
Transient stability Short-duration variations
Subsynchronous resonance
Oscillatory transients
Switching
Voltage fluctuations
Impulsive transients
Lightning
Imbalance, harmonics, inter-harmonics, notching, noise
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。
Eurostag
v4.2、v4.4
Simpow
v10
Liveware
v2.3
TPLAN
v8.2、v8.5
E-TRAN
v1
BPA
v3.0、v4.0
PSASP
v6.0、v6.13、v6.22、v6.24、v6.25、v6.26、v7.0
PLECS
v1.52、vBaidu Nhomakorabea.60、v1.61、v1.62、v2.x、v3.2