电力系统仿真概述

电力系统仿真

PowerSystemSimulation仿真是对实际系统或者过程的模拟。电力系统仿真就是根据原始电力系统或者过程建立模型进行模拟。是通过在数字计算机上建立适当的数学模型，来模拟电力系统物理过程的一种研究方法。

定义1.电力系统仿真概述电力系统(powersystem)发电机(generator)变压器(transformer)输电线路(transmissionline)负荷(load)具有发电、变电、输电、用电的功能动力系统是电力系统＋动力部分(锅炉、汽轮机、水轮机、大坝等）电力网络＝变压器＋输电线路水库G~M~M~电力网电力系统动力系统发电厂水轮机

发电机变电所升压变压器输电线路变电所降压变压器用户用电设备电力系统运行的特点发供用点的连续性与国民经济各部门关系密切过渡过程的短暂性对电力系统的基本要求保证可靠持续供电保证良好的电能质量保证电力系统运行的经济性大系统的优点提高了供电可靠性提高了电能质量减少系统备用容量，提高设备利用率便于安装大机组，技术经济效益好合理利用动力资源，提高系统运行的经济性电力系统仿真的必要性由于电力系统是个复杂的系统，运行方式也十分复杂，因此采用传统的方式进行仿真计算工作量大，也不直观。电力系统仿真的发展过程

物理仿真数字仿真电力系统数字仿真建模(1)元件级建模

元件级的模型包括电感、电容、电阻等常规元件和电力电子开关器件等。(2)装置级建模

电力电子装置(FACTS装置)、发电机、变压器、开关、负荷、分布参数线路等。

(3)系统级建模

电力系统装置和与之相连的电网的相互作用

电力系统暂态仿真

电磁暂态(ElectromagneticTransient)机电暂态(ElectromechanicalTransient)机电暂态仿真电力系统在正常运行点受到大扰动或小扰动后机械转矩和电磁转矩(或功率)之间的不平衡而引起的动态过程。在仿真时，步长一般为毫秒级，可以仿真较长的时段。电磁暂态仿真电力系统电磁运动过程，即电场和磁场能量相互转换的过程，其表现为电压、电流的变化过程。电磁暂态过程很快，需要计及电压、电流等变量的瞬时变化(毫秒级以内)及其丰富的频谱，所以采取的仿真步长非常小，一般为微秒。并行仿真和混合仿真(1)并行仿真(2)混合仿真(1)并行仿真为了提高仿真算法的计算速度，利用电力系统区域特性，对网络进行分块，有效的降低网络方程的维数，加快仿真速度。(2贺)混合垫仿真把大刮规模遣电力洪系统究分为坏需要洪进行脚电磁律暂态卡仿真浩的子鹅系统待和进碌行机静电暂介态仿款真的犁子系在统对机划电暂垮态过汇程有卖重要渴影响结的快北速暂您态过谨程和慕非线码性的嫂元件邻采用反电磁杆暂态杠仿真对传同统的泥交流谅系统欺采用圣机电逐暂态坊仿真在各颈子系降统的妥交界离处进瘦行电职磁暂止态仿赛真和缠机电缎暂态肉仿真践的交惹接电力虎仿真疏新技橡术图形按建模供技术数字裂实时眼仿真模型霜自动谣修正多媒狭体仿歌真虚拟DP疯U技术电力奏系统演仿真终软件电力学系统很仿真袭软件盲主要跟用来眠进行悠潮流威计算雕、电续磁暂役态仿会真、及机电不暂态存仿真祥、控傻制保部护仿刚真等鬼。现在卖国内刊外电述力系需统常福用软岛件主夹要有PS避AS凉P棕(P悉ow释er当S猾ys宿te夜m侄An笛al礼ys误is土S座of潜tw同ar担e聪Pa摩ck才ag释e)EM杨TP恒-A伤TP（Al昂te絮rn监at大iv译e牢Tr波an受si掩en刮ts绞P伴ro鸽gr桌am）PS陡S®更NE械TO胃MA迎C,PS序CA煮D/忙EM臭TD牵CPS醉SE椅(依P变ow论er稠S逮ys拣te单m当Si觉mu惩la顺to全r骆fo修r葬En乏gi石ne及er拍in绣g)SI付MP办OW，MA极TL态AB分析孙设计棍软件旋包等杏。BP痰A程序BP副A程序剖是美吼国联区邦政践府能膊源部闪下属鞋邦纳颈维尔庙电力杀局(B常on傲ne惕vi打ll细e茶Po那we炕r著Ad惯mi拜ni液st涨ra桥ti劫on，BP匠A)计算确方法素开发注组自观二十弄世纪60年代拉初期典开发慢的大创型电够力系就统离滨线分誓析程错序。该程捡序采纹用稀运疏矩们阵技响巧的纵牛顿—拉夫飞逊法贫，并耽将梯展形积麻分法夸运用绢于暂泉态稳光定的亮计算恐，形借成较择为稳哨定的屑数值吉解。BP膀A程序存的结仆构分钥为潮巷流程装序和致稳定炮程序溉两部担分，桌主要乘用来晚计算配潮流渡和暂赔态稳们定。BP枯A软件Th什e存Bo撑nn台ev委il此le餐P独ow驴er汽A纸dm权in岁is送tr欧at幻玉io怀n,翠h填ea雨dq菠ua听rt挥er导ed虫i止n妖Po就rt柴la寻nd忙,拍Or承eg块on姜,脸is府a吧f尺ed现er测al沫a毁ge桐nc凭y远un篮de碍r朵th姓e傅U.完S.穴D嫩ep望ar雄tm掠en寇t劈燕of构E渴ne团rg境y.中国万版的BP欧A程序只是由煌中国渔电力支科学间院引铃进、应消化缺、吸晓收美雕国BP略A程序怨开发脸而成赠。从19贡84年开都始在咬我国闹推广观应用病以来息，已孟在我胞国电胖力系浊统规设划部监门、妥调度转运行袍部门挤、试罪验研肆究部伸门得扇到了赶广泛荒的应缴用，员成为云我国秒电力耻系统冬分析碍计算珠的重符要工山具之旅一。程序追中包雀括详侨细的短发电还机模完型和帆各种昼励磁袖模型闷，主纹要由惊潮流源和暂径态稳闸定程隔序构哭成，己具有守计算相规模磁大、姑计算铸速度晴快、钉数值尊稳定息性好罢、功严能强勉等特顿点。电磁伶暂态轧程序(E惹le孤ct衣ro谎ma肃gn蜡et怠ic收T猾ra馅ns闻ie语nt棚s洽Pr字og尚ra南m牌EM颠TP甲)EM进TP是目遇前国痒际通口用的原一种披数字绕程序枯。它哄规模讯大、揭功能秀强，勿最初群由加趟拿大繁不列舅颠哥电伦比违亚大走学(U控BC蜻)的H.型W.还Do肝mm悬el教授择创立端，又喜经过辟很多闻专家茫的共为同努局力而粉不断鼻完善承。EM认TP由电镰磁暂动态计踪蝶算程拼序、裂辅助纲支持谦子程氏序及罢绘图撤功能捷子程壶序组鸟成。AT离P程序(T写he否A躬lt肢er免na速ti夏ve椒T肉ra夸ns迹ie唐nt像s鼓Pr虾og叼ra岁m)是目材前世善界上纪电磁项暂态剑分析影程序(E孔MT犬P)最广亿泛使寄用的饿一个盆版本顷。AT愧P-脉EM赴TP主要疯用于多电力为系统滑电磁撑暂态反计算智、谐辰振过促电压斜计算隔和机盆电暂玻态计奏算。EM滋TP萄-A异TP（Al渠te罢rn旁at线iv胞e陷Tr所an房诚si廉en惧ts声P补ro怎gr援am）AT盘P是一巧个模汤拟电杯力系划统电村磁暂梯态和饱机电样暂态晨特性男的数醉字仿弯真软筝件包咽。AT带P可模拟券任意且结构胃的复敢杂电挣力网妈络及恩其控索制系怜统。AT滋P具有医很强邻的扩火展能常力，梳除暂届态计钥算之港外，处还有激其它船一些蜘重要未的特纠性。12脉冲HV堤DC换流芳站模顾拟EM德TP融-A软TP（Al父te海rn业at泡iv侍e龄Tr既an陷si岭en丛ts短P疾ro挑gr纷am）系统适原理（1）利捐用梯鼓形积畏分法侧在时秀域内纺求解射系统悲元件艳的微溜分方秘程。（2）非居零初调始状变态的元确定云通过浙以下谎两种贫方式融：由爸稳态王相量傲解法守自动袋确定卫或者嘉由用葛户通叙过简裙单元皆件输芹入。（3）与TA乖CS程序兄模块征（控抄制系节统的袍暂态上分析枣模块藏）和MO屿DE策LS（一搁种仿亭真语辰言）域的接花口能型力可炊以模嫁仿控帅制系指统和租非线飘性元漫件，梳如电花弧等凶。（4）可贝分析拿对称该与不君对称确故障钉和扰肆动，算如雷宋击浪鄙涌、析开关的操作窜和包旨括阀狼换流壁等。（5）运芽用频牌率扫亏描方竟法计笋算相仪量网嫌络的书频率输响应阅特性挽。（6）运抓用谐虫波频却率扫朽描方思法（限谐波韵电流骄注入肆法）蛙进行误频域防的谐津波分绪析。（7）无寺电网输络的淹动态猾系统诞也可贯使用TA心CS控制架系统佛和MO才DE耕LS语言案来进斑行模阿拟。EM爷TP肠-A乔TP（Al些te娇rn胡at杆iv魂e角Tr员an革si裳en敲ts政P刘ro某gr烈am）EM取TP遥-A边TP广泛酱应用骄于开停关和惭雷电梨冲击瞒分析堤、绝痕缘配刑合和等轴系富扭振流研究闻、继狸电保矿护模虑拟、腰谐波凯和电矿能质捷量研丹究以冲及HV逝DC和FA弊CT刮S装置拘的模惹拟。鞠典改型的EM暂TP研究带应用填如下况：雷击宿过电货压研防究开关蒸暂态坑与故祖障统计堆和系稠统过鹊电压恼研究GI黑S和接迅地系峰统的被甚高漏速暂堵态过可程电机紧模拟暂态便稳定重、电梅机起忽动轴系籍扭转变压旺器和秋并联讲电抗籍器/电容灭器开咬关铁磁陶谐振电力河电子犯应用断路能器拉输弧FA幅CT肚S设备谎：ST找AT王CO俗M、SV者C、UP淡FC、TC毯SC等装但置模嫂拟谐波义分析碌、网胶络谐责振继电丈保护肃装置摘测试PS挽SEPS绑S/致E(圈Po绪we亦r销Sy冰st扬em乘S痒im趴ul亦at虹or机f团or敞E粮ng沙in布ee关ri绣ng宏)由美绪国电纤力技妥术公待司(P抢ow番er撕T私ec擦hn悼ol个og折ie引s汉In滚c，PT刺I)开发主要并有潮疤流计臣算、糕故障竿分析血、动瞧态仿叉真、版小扰互动稳雹定性尼分析辉、动宴态等矛值等纷功能锻。直流湾电磁详暂态抢计算乒程序(P则SC伞AD触/E盗MT偶DC扩P姜ow夫er哈S痕ys牲te立m贷Co洋mp菊ut够er犬A庸id禁ed申D逮es测ig举n/输El哨ec贡tr厌om主ag庆ne滔ti遇c唐Tr酸an乏si线en某ts陈P醉ro相gr牢am鼠i泛nc具lu掏di彩ng计D减ir收ec雪t垫Cu俯rr哨en矛t菌)EM奴TD尿C的最乱初由De邻nn弱is妇W遍oo嫩df银or痕d博士冒于19愚76年在谈加拿氧大曼摘尼托释巴水坝电局(M天an盲it屯ob宏a副Hy馒dr外o)开发版完成辉，随坦后不写断完太善了EM龟TD虑C的元光件模企型库合和功绒能，扩使之臂发展效为既身可以仆研究框交直丸流电播力系匙统问灾题，大又能腐够完堪成电扎力电踢子仿将真及勾非线而性控肌制的肚多功晚能工危具(V慈er魂sa槽ti唯le壮t棒oo冻l)。特航别是PS旗CA钓D图形音界面(G录UI划)的开屈发成便功，贪使得托用户低能更苦方便顷地使庸用EM泰TD稼C进行划电力咏系统拆仿真的计算汉，而说且该起软件望可以车作为农实时钟数字雀仿真项器(r隆ea鹿l答ti晚me费d禁ig涝it学al蝴s赔im祝ul降at描or，RT射DS立)的前榴置(f巨ro志nt问e排nd枪)部分帮。PS正CA跟D/期EM供TD后C软件挪的主稳要功太能是见进行钻电力捆系统佣时域趴和频卫域仿招真，石还可芦以进抬行交造流系提统的此谐波息研究延、暂减态扭承矩的日分析诱、直唉流系既统的润启动纽奉、直娇流系峡统换球相方侍法研虫究、术串联佳或并想联的搬多端枝输电计系统闻的电慕磁暂比态仿赔真、炒同杆婚架设今的交乎直流弟电路妖的相尺互影液响等健。NE美TO皮MA绸C程序童（Ne躬tw掘or夏k支To陵rs械io钓n凳Ma会ch阳in陕e疤Co唇nt笔ro衡l）NE称TO坟MA耳C是德宏国西导门子蚊公司件研制饮的电寄力系汉统仿笨真软史件。自19电70年代抹初期孩开发非，经长过多脆年开且发和猪使用摔，现铜在NE发TO捉MA岂C程序禁较为肯完善做，功旬能很室多，词在世榴界各咐国尤酸其是匹欧洲从拥有俯众多穗用户袋。德国嫌西门炭子公貌司在较新产竞品开好发、诸大型节工程樱项目仿设计头、保货护和赖自动抓装置龄测试鬼中均度利用石该程袍序设香计校咳验，悬以保幻玉证工仆程项顿目的半顺利龙完成销。该软庭件除化了常孕规的昨电力世系统婚稳态弟和暂眉态仿谊真外尾，还拔可以农进行渔特殊舅情况烧的仿崭真，括如模栋拟变葛压器氏合闸隶冲击动时的权瞬态访过电恨压，爸饱和/非饱赶和变遗压器德暂态绒过程姥，仿颗真高财压异淋步电春动机沟启动多及退润出时努出现悉的电拘弧重志燃引槽起的炸过电野压，编研究锤机组朱轴系池振荡豪等。电力比系统细分析兽综合杂程序(P辛SA肝SPPo竹we怀r沫Sy伐st际em贫A等na笋ly伐si施s略So采ft碧wa别re甜P真ac馆ka摆ge)电力季系统录分析挤综合咸程序认是一候套具采有高涨度集泡成性腾、开掉放性思和自翅主知级识产脆权的匀大型垒软件桃包。PS搅AS版P与Ex刮ce乖l、Au抽to宅CA睁D、MA们TL查AB等通常用的亡软件条包分封析工树具有鸡方便才的接论口，削可充船分利叠用其魂它软左件包似的资却源。PS暮AS劈燕P的功判能主炸要有诸稳态穴分析消、故浙障分晕析和膀机电钳暂态屋分析篮。稳态抹分析班包括竭潮流单分析概、网摧损分仍析、熔最优征潮流状和无棵功优春化、残静态岗安全脖分析扭、谐深波分厨析和美静态饭等值类等。故障喂分析藏包括而短路塔计算削、复腥杂故押障计社算及汇继电羽保护惨整定够计算质。机电帮暂态扑分析拜包括讲暂态晒稳定项计算类、电矩压稳金定计把算、熟控制灵参数皱优化取等。PS券AS病P（电尖力系毙统分塘析综刮合程塑序尚）发展壶历史1、自19标73年开铺始19阵73姿-1壤98宇0早期邮的机姿器指捐令版19如80心-1淡98揭6大中训型机FO探RT欠RA兼N语言茎版19酒86黑-1出99公5微机DO注S版19刑95至今唐微伙机Wi婆nd北ow用s版2、全浅国各你省市询、香捡港地照区电瞧力规鹊划设酸计、后生产裁调度貌运行漫、科译研教湖育等超过40地0家用好户3、应封用于约多项爬大型殊电力滔系统腾工程祖计算牲分析4、应遥用于最多所看大学趁作为新科研得和教拿学的衔有力爬工具5、19住85年荣米获首晨届国市家科予技进掩步一捡等奖PS第AS糖P（电磨力系粥统分甩析综窑合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