电力系统仿真软件综述
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。
电力系统实时仿真技术研究综述
中图分 类号 ：Ｔ ４ Ｍ７ ３Fra bibliotek文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１０ －８７ ２０ ） ８０７ －８ ０ ３ ９ （０ ６ １－０ ９０ ４ －
０ 引言
目 前在 Ｐ Ｃ机上广泛使用的仿真软件如 Ｅ Ｐ 、 Ｍ Ｔ Ｎ Ｔ Ｍ Ｃ Ｐ Ｓ Ｅ】 Ｅ Ｏ Ａ 、Ｓ／ ｌ 等是电力系统试 验研究 和调度
庞大， 电力 系统 的运行 也 随之 越来 越 复杂 ， 生 的事 发
故越来越难以用传统 的分析方法预｝ 。在我 国， 贝 ０ 随 着三峡电站的建设 、 电东送工程 的实施 和全国联 西 网工程的推进 ， 既有交流线路 ， 又有直流线路 ， 还包 括诸如无 功 静止 补 偿 器之 类 的 电力 电子 设备 和 ＦＣＳ Ａ Ｔ 装置的全 国统一 电网将 使 电网的安全稳定 运行控制变得 十分复杂。这对电力系统仿真技术提 出了更高的要求。实时仿真技术继承 了数字仿真软 件和模拟仿真器 的优点 ， 体积小 、 建设周期短 、 功能 强 大 ， 于ｉ 试 的系 统可 实 时闭环 运行 ， 是 以前 的 对 贝 ４ 这 仿 真 系统所 无法 比拟 的。本 文讨论 了现有 电力 系统 实时数字仿真的分类 、 自特点及系统的现状和存 各 在 的一 些 问题 。
运行 的重要工 具 软件 。由于它们 都 属 于非实 时 离线
性技术 。若有实物 系统介 入仿真 系统 ， 必须要求其 仿真速度 与电力系统实 际动态过程完 全一致 ， 这种 仿真 称 为 电力 系统实 时 仿真 。 电力 系统 实时 仿
真按发展阶段可分 为物理仿 真、 数模混合仿真以及 数字仿真三种类型 。 １１ 电力 系统 动 态模 拟仿 真 。 电力系统动模实验仿真系统是最早出现的进行 电力 系统 研究 的实 时 仿 真工 具 。 电力 系 统动 模实 验 室的硬件通常按相似理论 由若干台按 比例缩小的电 机、 一定 数量 的 霄 型 线 路 模 型 、 源 、 荷 、 关 模 电 负 开 型 以及相 应 的监 测 、 制 系 统组 成 。通 常 用 来 进 行 控
电力仿真软件atp简介
电力仿真软件ATP简介概述电力仿真软件ATP（Alternative Transients Program）是一种广泛应用于电力系统工程领域的仿真工具。
它可以用于分析和解决各种电力系统的暂态问题，包括短路、过电压、过频、过电流等现象。
ATP软件具有灵活强大的仿真能力，能够帮助工程师们准确预测电力系统的运行情况，从而提供有效的解决方案。
功能特点1. 仿真模块ATP软件提供了多种仿真模块，包括暂态稳定模块、电磁暂态模块、电网故障分析模块等。
这些模块可以模拟电力系统运行过程中的各种变化和故障情况，帮助工程师们进行系统分析和故障排除。
2. 精确建模ATP软件支持对电力系统的精确建模，包括线路、隔离开关、变压器、发电机等设备的建模。
用户可以根据系统实际情况，设置各种参数，以获得准确的仿真结果。
3. 多种分析功能ATP软件提供了多种分析功能，包括电压、电流、功率等参数的计算和显示。
用户可以通过这些功能了解电力系统的运行情况，并对系统进行综合分析。
4. 结果可视化ATP软件支持结果数据的可视化，用户可以通过图表、曲线等方式直观地展示和分析仿真结果。
这样能够更好地理解电力系统的运行情况，为问题的解决提供参考。
5. 大规模仿真ATP软件具有强大的计算能力，可以进行大规模电力系统的仿真。
它可以同时处理大量的数据和复杂的计算，快速准确地完成仿真任务。
应用领域由于ATP软件具有强大的仿真能力和灵活的使用方式，它被广泛应用于电力系统的各个领域。
1. 设计与规划在电力系统的设计与规划阶段，ATP软件可以帮助工程师们进行系统仿真，评估系统的稳定性和可靠性。
通过模拟各种工况和故障，工程师们可以优化系统设计方案，提高系统的性能和效率。
2. 运行和维护在电力系统的运行和维护阶段，ATP软件可以帮助工程师们进行故障诊断和故障恢复。
通过模拟系统运行过程中的故障情况，工程师们可以准确判断故障原因，并采取相应的措施进行修复。
3. 教学和研究ATP软件作为一种教学和研究工具，被广泛运用于电力系统工程的教学和研究领域。
电力系统仿真软件的运用与比较
电力系统仿真软件的运用与比较电力系统仿真软件在电力系统的规划、设计和运行中具有重要意义。
通过对电力系统的仿真模拟，我们可以预测和评估各种电力系统配置的性能表现，优化系统设计，提高系统稳定性与可靠性。
本文将介绍常用的电力系统仿真软件，分析其优缺点，并比较其在不同运用场景下的表现。
PSS/E：PSS/E是一款功能强大的电力系统仿真软件，由美国电力科学研究院开发。
它支持多种仿真模型，如发电机、变压器、负荷等，可以模拟复杂的电力系统稳态和动态行为。
PSS/E的优点是精度高、速度快、稳定性好，缺点是价格昂贵，且对用户的要求较高。
MATLAB/Simulink：MATLAB/Simulink是MathWorks公司开发的著名仿真软件，可以用于各种动态系统的建模与仿真。
它支持自定义模型库，用户可以根据需要创建自己的模型。
MATLAB/Simulink的优点是易学易用、模块丰富、功能强大，缺点是对于某些特定领域的模型库支持不够完善。
ETAP：ETAP是一款广受欢迎的电力系统仿真软件，由美国ETAP公司开发。
它支持电力系统的稳态和暂态仿真，具有强大的分析功能和广泛的设备模型库。
ETAP的优点是界面友好、操作简单、支持广泛，缺点是价格较高，且可能存在一定的学习曲线。
电力系统仿真软件在以下几个方面有广泛运用：动态模拟：通过对电力系统的动态模拟，我们可以研究不同运行条件下的系统性能，如故障恢复、负荷波动等。
稳态分析：稳态分析有助于我们了解电力系统的长期运行状态，优化系统配置，提高电力系统的稳定性。
电机启动：电机启动过程中可能会对电力系统产生较大冲击，通过仿真软件可以预测和评估不同启动方案对系统的影响。
我们将使用不同仿真软件对同一电力系统进行仿真，并对结果进行比较。
在动态模拟方面，PSS/E和MATLAB/Simulink均表现出较高的精度和速度，而ETAP在这方面略逊一筹。
在稳态分析方面，PSS/E和ETAP的结果相近，但MATLAB/Simulink在一些关键参数的模拟上存在一定误差。
电力系统实时仿真技术研究综述
大陆 部分在 本世 纪初 叶将形成 规 模 巨大 的全 国性
的 互 联 电 网 。 而 且 ， 国 联 网 系 统 中 既 有 交 流 线 全
电力 系统 动模 实验 仿真 系统 是最早 出 现的进 行 电力 系统研 究 的实时 仿真 工具 。电力 系统 动模 实 验室 的硬件 通 常按相 似理论 由若 干 台按 比例缩 小 的 电机 、 定数量 的 兀型线 路模 型 、 一 电源 、 负荷 、 开关模 型 以及 相应 的监 测 、 制 系统 组 成 。通 常 控 用来 进 行 电力 系统 机 电暂态 以及动 态过 程 的实时 仿 真研究 。电力 系统 动 态 模 拟 试验 的优 点 是 ： 在
设备 昂贵 、 占地 面积大 、 可模 拟 的 电力 系统 规模受 制于 装置 自身 的规 模 和 元 件 的物 理 特 性 ， 置 的 装 可扩 展性 和兼 容 性 差 ， 难 以大 量 推 广 。它们 在 也
门新 兴 综 合 性 技 术 。在 对 电 力 系 统 进 行 仿 真
时， 若有 实物 系统介入 仿 真系统 ， 必须要 求 仿真系 统 时 间 比例 尺 完 全 等 于 实 际 系 统 的 时 间 比例 尺 ， ］ 这种仿 真 称 为 电力 系 统 实 时仿 真 。它 不 仅
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第 ２ ３卷 第 ５期
２０ ０ ６年 １ ０月
供 用 电
１ ３
电力 系统 实 时 仿真 技 术 研 究 综 述
罗 建 民 ， 正 文 何
（ 汉大 学 电气 工程 学 院 ， 武 湖北 武 汉
４０ ７） ３ ０ ２
摘 要 ： 电力 系 统 实 时 仿 真 已成 为 电力 系 统 试 验 研 究 、 划 设 计 和调 度 运 行 的重 要 工 具 。介 绍 了 电 力 系 统 实 规
PSCAD电力系统仿真软件介绍
PSCAD电力系统仿真软件介绍只要您能想得到，就能模拟得出随着电力系统的发展，对精确的、直观的仿真工具的需求变得越发重要了。
用PSCAD，您能够创建、仿真、并能轻易地模拟您的系统，给电力系统仿真提供了无限可能。
PSCAD包括一个完整的系统模型库，系统模型从简单的无源元件和控制功能，到电机和其他复杂的设备。
PSCAD得益于30多年的不断研究和开发。
我们从全球用户群的想法和反馈中得到启发。
这个哲理使得PSCAD成为当今最受欢迎的电力系统暂态仿真软件。
提供知识、专业技术和解决方案我们的专家在电力系统行业为我们的客户提供一系列全面的技术服务。
我们为全球的电力行业提供专业的知识、技术和解决方案，包括电力系统研究和项目管理服务。
作为加拿大最大公共事业公司之一的子公司Manitoba HVDC Research Centre ，将多年的经验和独特的视角跟技术研究结合到一起，是公认的应用电力系统分析和建模的世界领导者。
Man itoba HVDC Research Centre 所能提供的项目研究以及给世界各地的公司提供过的服务。
电力系统研究作为世界知名的PSCAD仿真软件的开发者，我们有独特的优势和对仿真研究的深刻理解，这是很多其他技术服务提供商所不具备的。
在电力系统规划和业务研究方面，我们对使用各种软件工具有着丰富的经验，比如PSCAD, PSS/E, DSA Power Tools, ETAP , CYME, Risk_A 等等。
我们给公用事业，顾问公司，工业客户，设备制造商和行业领导者等提供过服务，并与研究学术机构, 运营商以及监管机构有着密切的合作。
我们在以下领域为客户提供了一系列的解决方案:.负载流、短路和动态研究.系统规划研究.运筹规划研究（短期规划）.转让限制.系统影响研究（HVDC，风能，太阳能）.基于FACTS的解决方案.次同步谐振（SSR）.电磁暂态研究.绝缘配合研究（雷电、开关SOV，TOV）.断路器TRV.GIS站的快速瞬变.费罗共振，网共振和变压器励磁涌流.电容器组的设计.电动机启动.详细故障与保护系统分析.系统恢复（黑启动）研究.电能质量谐波、闪变.传输线场效应和电晕分析自定义模型的开发HVDC研究我们拥有经验丰富，熟悉多学科的专家团队，并且为世界各地的HVDC电力系统社区提供专门的工程解决方案。
电力系统仿真软件综述
轴系扭振分析 变压器及并联电抗器/电容器的开断 铁磁共振现象的研究 电力电子设备的研究 断路器电弧、冲击电流 FACTS 设备： STATCOM, SVC, UPFC, TCSC 模型 谐波分析与网络共振现象 保护设备的实验
三、PSCAD/EMTDC
Dennis Woodford 博士于 1976 年在加拿大曼尼托巴水电局开发完成了 EMTDC 的初版，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，PSCAD 的开发成功， 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，而且软件可以作为实时数字仿真器的前置端。可模拟任意大小的交直流系统。操作环境 为：UNIX OS, Windows95, 98,NT；Fortran 编辑器；浏览器和 TCP/IP 协议。 功能： ·可以发现系统中断路器操作、故障及雷击时出现的过电压 · 可对包含复杂非线性元件（如直流输电设备）的大型电力系统进行全三相的精确模拟， 其输入、输出界面非常直观、方便 · 进行电力系统时域或频域计算仿真 · 电力系统谐波分析及电力电子领域的仿真计算 · 实现高压直流输电、FACTS 控制器的设计
二、EMTP/ATP
简介: 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,对于电网的稳态和暂态都可做仿真分析，它的典型应用是预 测电力系统在某个扰动（如开关投切或故障）之后感兴趣的变量随时间变化的规律，将 EMTP 的稳态分析和暂态分析相结合，可以作为电力系统谐波分析的有力工具。 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,所组成的世界各地的用户组不断地发展。 ATP 还配备有比 TACS 更灵活、功能更强的通用描述语言 MODELS 及图形输入程序 ATPDraw。 功能： 雷电过电压研究 操作过电压和故障 系统过电压研究 接地等现象的快速暂态分析 设备建模 电机启动过程动态仿真
电力系统仿真计算软件介绍
" 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 介绍 面以在电力系统应用最为广泛的 &’() 为例， 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。图& Nhomakorabea节点网络图
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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/E
PSS/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 PowerFactory
DIgSILENT 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-RV
EMTP-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. PSAT
PSAT 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。
5. PowerWorld Simulator
PowerWorld Simulator 是一款广泛使用的电力系统仿真
软件，适用于各种规模的电力系统。
它具有友好的用户界面和强大的仿真能力，可以模拟各种电力设备和控制装置。
PowerWorld Simulator 提供了多种分析功能，包括潮流分析、短路分析、过电压分析等，可以帮助工程师进行电力系统规划和故障诊断。
综上所述，电力系统仿真软件在电力行业中的应用日益广泛，为电力系统的规划、运行和维护提供了强有力的支持。
各种电力系统仿真软件都具有各自的特点和优势，在不同的应用场景中发挥着重要的作用。
电力系统工程师可以根据具体需求选择合适的仿真软件，提高电力系统的效率和可靠性
综上所述，电力系统仿真软件在电力行业中的应用日益广泛，并为电力系统的规划、运行和维护提供了强有力的支持。
不同的仿真软件具有各自的特点和优势，在不同的应用场景中发挥着重要的作用。
例如，PSS/E具有强大的潮流分析和稳定
性评估功能，而EMTP-RV则支持并行计算和分布式仿真，提高
了仿真效率。
另外，PSAT和PowerWorld Simulator都提供了多种分析功能，适用于各种规模的电力系统。
因此，电力系统工程师可以根据具体需求选择合适的仿真软件，以提高电力系统的效率和可靠性。
电力系统仿真软件的不断发展和应用将有助于推动电力行业的技术进步和可持续发展。