35kV变电站仿真软件
电力系统仿真计算软件介绍
电力系统仿真计算软件介绍钱鑫，李琥，施围(西安交通大学电气工程学院，陕西西安710049)摘要：以电力系统仿真软件EMTP为例对其历史、计算原理及程序的功能做了较为全面的描述，另外，文中列举当前几种较为流行的电力系统仿真软件及其特点，对于提高电力工作者的工作效率有一定帮助。
关键词：仿真软件；EMTP1引言电力系统仿真就是通过建立适当的数学模型来模拟实际电路的一种研究方法，随着电力系统的不断扩大和网络化，实际电力网络拓扑系统变得越来越复杂，而这时候掌握高效的模拟仿真计算软件也变得越来越重要，随着计算机技术的不断发展，电力系统仿真软件已成为电力系统工作者进行电力系统规划、保护、调度及故障研究的重要工具。
为使读者对于电力系统仿真软件有一个全面、清晰的了解，下面以在电力系统应用最为广泛的EMTP为例，介绍其历史、计算原理及程序功能，并介绍当今流行仿真软件的各自特点。
2EMTP介绍2.1EMTP的历史与现状电力系统分析程序EMTP是目前国际通用的一种数字程序。
它规模大、功能强，最初由加拿大不列颠哥伦比亚大学(UBC)的H.W.Dommel教授创立，又经过很多专家的共同努力而不断完善。
美国邦纳维尔电力局(BPA)对程序的开发做了很大的贡献。
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［1］。
EMTP发展经历了几十年时间才日趋完整。
首先，1960～1963年H.W.Dommel在德国慕尼黑进行电磁暂态分析程序的研究工作，并对单相回路，含元件R、L、C无损线路，一个开关，一个电源，集中参数用梯形积分法，输电线路采用贝杰龙法(即特性线法)等建立相应模型算法。
而后到1969年，一些组织和个人的不断介入使程序功能不断得到完善，又建立了多相π输电线路、多相分布参数(包括不同换位情况)和随频率变化特性模型。
电力系统仿真软件综述
电力系统仿真软件综述电力系统仿真软件综述随着电力系统规模不断扩大和复杂性增加，对于电力系统的仿真和分析工作变得越来越重要。
电力系统仿真软件被广泛应用于电力系统规划、运行和维护等领域，为电力行业提供了强大的工具和支撑。
本文将综述当前市场上常见的电力系统仿真软件，并对其特点和优势进行分析。
1. PSS/EPSS/E 是一款功能强大的电力系统仿真软件，广泛应用于电气工程领域。
它具有强大的建模、仿真和分析能力，可以模拟复杂的电力系统网络，包括传输线路、变压器、发电机、电容器等设备。
PSS/E 提供了多种仿真分析功能，包括电压稳定性分析、动态稳定分析、短路分析等，可以帮助工程师进行电力系统规划和故障诊断。
2. DIgSILENT PowerFactoryDIgSILENT PowerFactory 是一款领先的电力系统仿真软件，具有广泛的应用场景和强大的建模和仿真功能。
它可以模拟各种电力系统网络，包括输电网、配电网和微电网等。
DIgSILENT PowerFactory 提供了多种分析模块，包括稳态分析、暂态分析、谐波分析等，可以帮助工程师进行电网规划和运行分析。
同时，DIgSILENT PowerFactory 还支持与其他软件的接口对接，方便系统集成和数据交换。
3. EMTP-RVEMTP-RV 是一款专业的电磁暂态仿真软件，主要用于对高压和超高压电力系统进行分析。
它具有高精度的仿真能力，可以模拟各种暂态现象，包括开关操作、故障和雷电等。
EMTP-RV 提供了丰富的元件和模型库，使得建模过程更加简便和准确。
此外，EMTP-RV 还支持并行计算和分布式仿真，提高了仿真效率。
4. PSATPSAT 是一款免费开源的电力系统分析软件，主要用于稳态和暂态分析。
它提供了多种建模元件和模型，可以模拟各种电力设备和控制装置。
PSAT 支持稳态潮流分析、动态模拟和谐波分析等多种分析功能，为电力系统设计和运行提供了强大的工具和支持。
基于MCGS的变电站仿真监视与控制系统设计和应用
基于MCGS 的变电站仿真监视与控制系统设计和应用关键词：变电站仿真；MCGS;监视系统；仿真模拟摘要本文论述了组态软件MCGS作为一个可以获取变电站监控系统仿真数据且具有监控能力的平台的用途。
这个软件包含了设计仿真系统界面、建立数据库、生成操作流程等功能，并且能够实现变电站系统的倒闸操作、故障显示、数据呈现与记录。
整个仿真系统使用起来简单便捷，并且可以应用于教学实践和现场培训。
介绍随着科学技术的快速发展和人民生活水平的不断改善，电力系统的发展也十分迅速，并且电力供应的可靠性要求也被提到了一个很高的层次。
在供电领域，对于可靠性的要求也在提高。
有数据表明，电力系统中的各种突发事故，人为因素占到了百分之40以上，例如操作人员的误操作和误判断。
所以，在操作过程中保证电力系统的可靠性、稳定性、安全性是非常重要的，并且提高操作人员的专业素养意义也十分重大。
本文展示了基于组态软件的仿真系统的应用。
由于应用了当今先进的控制技术、计算机技术和通讯技术，这对操作人员的专业素养提出了很高的要求。
所以，相关变电站仿真系统的研究和发展的重要性日益凸显。
此软件的设计适用于低成本的变电站仿真训练。
变电站仿真系统介绍1.仿真系统的软件和硬件环境在变电站仿真和硬件环境下，主计算机是整个变电站仿真系统的核心，并且其作用是运行仿真支撑软件、建模软件等。
变电站仿真软件由四部分组成，分别是计算机系统软件、虚拟仿真系统、仿真支撑软件和误操作锁死软件，如图1所示图1变电站仿真系统软件框图2.仿真系统特点（1）可建立一个系统的、真实的电力系统模型，甚至实际电网、变电所的一次回路和二次回路设备也可建立起全动态数字动态模型；（2）图表有一个强大的通用仿真模型库集成的支持系统；（3）使用图形化模型方法建立的二次/继电保护模型；（4）建立继电保护装置的数学模型；（5）领先的3D仿真技术；（6）丰富的教学功能；（7）真正的集成控制系统；仿真系统的整体设计1.系统架构变电站仿真系统采用硬件与软件相结合的方法。
电力系统仿真软件介绍
BPA 9 Bonneville Power Administration，简称BPA 9 美国联邦政府能源部下属邦纳维尓电力局 （BPA）计算方法开发组
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1 电力系统仿真软件概述
1.1 主要的电力系统仿真软件****
EMTP 9 电磁暂态程序 9 Electromagnetic Transients Program，EMTP 9 在美国邦纳维尔电力局（BPA）编制的电磁暂 态程序（EMTP）基础上，由W.Sxott Meyer 等 进一步开发完善 9 ATP-EMTP （The Alternative Transients Program，ATP）电磁暂态分析程序广泛使用 的一个版本
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3 PSCAD/EMTDC介绍
3.2 PSCAD/EMTDC的主程序结构
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3 PSCAD/EMTDC介绍
3.3 PSCAD/EMTDC的功能* 电力系统时域和频域计算，典型应用是计算电力
系统受扰动或参数变化时，电气量随时间的变化 可用于HVDC、VSC-HVDC、FACTS控制器设
计、谐波分析、电力电子领域等的仿真计算 具体的研究为以下几方面
电力系统仿真软件介绍(作业)
电力系统分析软件介绍1 EMTDC/PSCADEMTDC是一种世界各国广泛使用的电力系统仿真软件，PSCAD是其用户界面，一般直接将其称为PSCAD。
使得用户能更方便地使用EMTDC进行电力系统分析，使电力系统复杂部分可视化成为可能。
PSCAD/EMTDC基于dommel电磁暂态计算理论，适用于电力系统电磁暂态仿真。
EMTDC（Electro Magnetic Transient in DC System）即可以研究交直流电力系统问题，又能完成电力电子仿真及其非线性控制的多功能工具。
PSCAD由Manitoba HVDC research center开发。
2 PSAPACPSAPAC由美国EPRI开发，是一个全面分析电力系统静态和动态性能的软件工具。
其包含多个模块，其中部分模块可以单独使用。
模块和功能如下：DYNRED（Dynamic Reduction Program）：网络化简与系统的动态等值，保留需要的节点。
LOADSYN（Load Synthesis Program）：模拟静态负荷模型和动态负荷模型。
IPFLOW（Interactive Power Flow Program）：采用快速分解法和牛顿－拉夫逊法相结合的潮流分析方法，由电压稳态分析工具和不同负荷、事故及发电调度的潮流条件构成。
TLIM（Transfer Limit Program）：快速计算电力潮流和各种负荷、事故及发电调度的输电线的传输极限。
DIRECT：直接法稳定分析软件弥补了传统时域仿真工作量大、费时的缺陷，并且提供了计算稳定裕度的方法，增强了时域仿真的能力。
LTSP（Long Term Stability Program）：LTSP是时域仿真程序，用来模拟大型电力系统受到扰动后的长期动态过程。
为了保证仿真的精确性，提供了详细的模型和方法。
VSTAB（V oltage Stability Program）：该程序用来评价大型复杂电力系统的电压稳定性，给出接近于电压不稳定的信息和不稳定机理。
全范围电站仿真支撑平台软件需求
全范围电站仿真支撑平台软件需求一、软件构成仿真软件组成，具体组成部分及要求如下：1.仿真支撑系统软件1.1功能要求仿真支撑系统软件应包括实时数据库服务、实时计算引擎、计算机辅助建模系统、操作员终端等内容。
包括教练员站、工程师站、操作员站、就地站等基本功能模块。
仿真系统应能实现稳态和暂态运行，包括启、停、故障过程。
仿真支撑系统软件应是目前发电行业主流产品，例如：MUSE,DCOSE,MSP等，应在发电行业仿真领域具有成熟案例。
1.2技术要求：所仿真热力系统的数学模型均应严格遵守工质在不同相域能量、质量、动量守恒定律，如实反映工质的热力学特性、传热惯性现象等。
仿真系统应对机组炉、机、电、热控系统在控制系统的数学模型功能上实现1：1仿真。
如实反映各个系统及其运行参数在不同运行工况下与变工况时动态响应特性。
如实反映各个主要辅机的启停和阀门特性以及调节对整个机组运行的影响。
实现参考机组运行规程所列各项试验。
仿真系统应能连续、实时地进行仿真，仿真效果与实际机组运行工况相同。
凡控制室台上的所有指示、操作、LCD上的显示等，都属于仿真范围内都应准确地反映参照机组的各种现象和特征。
1.3仿真系统模型要求仿真模型是本仿真系统重要的组成部分之一。
投标人应采用目前仿真技术的最新成果进行建模，为招标人提供高水平的模型。
对电厂应建立完整、严格、精确的物理过程模型。
所仿真热力系统的数学模型均应严格遵守工质在不同相域能量、质量、动量守恒定律，如实反映工质的热力学特性、传热惯性现象等。
1.3.1 完整性：电厂有完整的全过程；正常启动、停机；滑参数的启动、停机；机组带基本负荷的运行特性；机组带调峰负荷的运行特性；冷态、温态、热态及极热态启动运行；故障跳闸和各种操作以及其他扰动下的暂态特性；实现小指标自动统计分析；实现机组启、停操作后及事故处理后的经济分析；工作站显示运行情况等，且不限于此。
所建模型应能实现参照机组运行规程所规定的各项试验。
变电站虚拟仿真软件
●产品介绍
本软件包括变电站的组成学习、分系统学习和设备学习三个层面。
技能训练包括巡部分。
本软件包含不同电压等级(500-220-35K∨、220-110kV及110-35-10kV)、变电站。
本软件以实际变电站为模型,利用多媒体技术、数据库技术以及丰富多彩的三维
动音,针对目前变电站中常见的设备,利用三维动画对虚拟设备进行拆解,结合设
备原理结构、工作原理、技术理论、运行与维护进行各种知识的全面讲解,内容
丰富、直观、行人员、检修人员等培训、学习、研究各种电气设备的需要。
变电站
变电站
●教学与实训内容
变压器仿真/ 断路器仿真/ 电力电缆/ 电流互感器仿真
电容器仿真/ 电抗器仿真/ 配电台架/ 电压互感器仿真
避雷器仿真/ 架空输电线路杄塔
一次设备的巡视检查/ 架空电力线路绝缘子及金具
隔离开关仿真/ 配电带电作业(a)更换绝缘子(b)搭接/拆除支接引线。
变电站仿真软件
35kV变电站仿真软件使用说明4.1 教员机“仿真教室控制台”的使用只有教练员机才有“仿真教室控制台”，学员机没有此功能（除此之外学员机与教练员机使用完全一样），教练员机使用如下：1、运行桌面“仿真机教练员站”，界面如图4-1所示。
图4-1仿真教室控制台2、首先操作“本地机仿真系统操作初始化”，然后操作“学员机仿真系统初始化”。
其他功能可根据界面文字选择操作。
3、操作“隐藏本窗口”，界面显示“35kV变电站仿真机操作员站”，最大化此界面，界面如图4-2所示。
4、主界面功能如下：设备区、综自系统、模拟操作、事件记录、调度命令、与教练员联系和教练员台七个部分。
仿真操作主要在此界面切换。
【注意】学员机与教练员的根本区别在于学员机没有“仿真教室控制台”功能，其他功能两者完全一样。
注意一个系统只能安装一台教练员机，否则仿真系统网络无法正常工作！图4-2仿真系统主界面图4-3教练员台的程序控制界面4.2 仿真软件各仿真模块使用4.2.1教练员台的操作说明1．教练员台的程序控制操作启动程序后第一步是要进入“教练员台”界面调入工况（教练员机和学员机都有“教练员台”），程序控制界面如图4-3，操作步骤如下：1．按启动模型；2．按运行模型；3．调入工况，正常情况下一般选择“工况1~50”某种工况；注：所谓“工况”即变电站运行方式，其中1～50为软件编制者设定工况，51～100可自行设定。
4．若由一种运行工况变换成另一种工况，操作如下：例如：由工况4→3，操作顺序，按模型退出\启动模型\运行模型\调入工况3。
2. 变电所倒闸操作训练项目和变电所事故处理训练项目变电站倒闸操作和事故处理训练设置。
主要操作如下：主界面→教练员台界面如图4-4所示，学员可以选择不同变电站倒闸操作和事故处理训练项目进行操作。
选中某项目显示“√”，取消某项目显示“×”。
图4-4 倒闸操作和事故处理训练设置4.2.2设备区的介绍本软件主界面即为设备区如图4-9所示，显示变电站结构和设备的俯视图，点击具体设备可跳出界面显示电气设备的仿真模型和实物照片，对有关设备一、二部分进行可进行相应操作和监视。
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35kV变电站仿真软件安装
对计算机配置要求
操作系统：Windows/2000/XP
硬盘：2G以上
内存：256M以上
显示器：17寸以上彩色显示器(建议最好采用19寸方屏，采用1280×1024分辩率）。
3.1安装步骤
(说明：500kV、220kV、110kV、35kV变电站仿真软件安装界面相同！)
第一步：安装之前请先关闭其他正在运行的程序，打开光盘，找到安装文件35kVSimulator-Setup.exe，双击执行安装。
第二步：安装启动后进入安装向导，此时出现如图3-1提示，点击“下一步”。
图3-1安装向导
第三步：输入产品附带的密码，如图3-2所示，输入密码后点击“下一步”；
第四步：出现图3-3画面会提示让您选择安装类型，有两种，一种是单机版安装，另一种是教员站安装。
教练员机（主机）请安装“35kV综自变电站仿真系统教员站”，学员机请安装单机版。
图3-2密码输入
图1-4
图3-3教练机和学员机的选择
第五步：选择“下一步”，提示您选择软件安装目录，系统默认路径是“C:\Simu35kV”，您也可以点击“浏览”选择您的安装路径，选择好后点击“下一步”，如图3-4所示。
图3-4安装地址
第六步：软件提示您选择桌面快捷方式，如图3-5所示，点击“下一步”至图3-6所示安装提示，然后逐步按引导安装。
图3-5快捷方式
图3-6安装提示
第七步：教练员机在安装完成后，系统还会出现下图提示，勾选“安装狗驱动程序”和“启动教练员站控制程序”，直到安装完毕，此时程序会在桌面建立快捷方式并自动启动仿真室通讯程序，如图3-7所示。
图3-7仿真控制台
如果没有看到以上窗口，您可以将
鼠标移至桌面最左端，会出现一个
小红框条目，如图3-8所示，在条目上
面点击，便可出现以上图3-7窗口。
图3-8控制台隐藏/显示条目
第八步：在图3-7窗口中，根据您需要的类型选择“学员机仿真系统初始化”或“本地机仿真系统初始化”，以实现仿真软件的数据初始化，之后会进入如图3-9所示的界面。
图3-9仿真系统主界面
最大化该界面后我们就可以开始进行其他操作了。
【注意】
1.本软件采用了硬件防伪加密措施，必须插入软件专用U盘运行方可正常运行，第一
次安装运行时，因Windows系统内部各种限制，可能需要重启系统或者关闭杀毒软件。
加密狗U盘为软件的唯一标识，一定要安排专人保管好！
2.安装完毕，建议您最好重启计算机。
3.在安装过程中，可能会出现类似如图3-10所示错误界面，请务必按“忽略”键，继
续安装。
图3-10安装错误提示
3.2软件卸载
如果您要卸载该软件，请您务必先退出该软件，在桌面“开始”菜单中卸载软件。
或
者在控制面板的“添加删除程序”中卸载该软件。
【注意】
1.若您是用本公司多套不同版本仿真软件，安装另一套时一定要把前一套软件完全卸
载，否则不能正常使用。
2.本公司两套仿真软件不能同时安装在一台电脑上使用。
3.3局域网设置
本软件可以在局域网中实现教员机对学员机的控制，所以必须对教员机和学员机的IP 地址进行设置（若服务器自动分配IP地址，当网络连接有问题，请改为手动设置）。
1．将IP地址设置为192.168.1.X（X值在2～255之间任选），子网掩码为：255.255.255.0 2．重新启动计算机，运行仿真软件，则在教员机“仿真教师控制台”界面看到各学员机的“机名和IP地址”，如图3-11所示。
图3-11网络连接
3．若未看到学员机的IP地址，则联络失败，请尝试重新连接，检查网络连接和网络设置。