电力系统电磁暂态概述
电力系统暂态分析第二章
&& &
&
U|0| jI|0|xqjId|0|(xdxq) EQ|0| jId(xd xq)
&& & EQ U|0| jI|0|xq
由于E q |0|
&
、jId|0| (xd xq )
&
均在q轴方向，所以E Q |0 |也必在q轴方
向，据此即可确定q轴方向。
d轴和q轴方向的确定
（3）空载电动势的确定
对于隐极机可以从正常运行时的电压和电流以及相角
求出 E q |0|
；对于凸极机需要知道I& d
|
0
、&
| I q |0
|
、U& d
|0
、| U& q
|0
才能求出
|
E
q
|0 |
，
即需要知道& ＋d、＋q轴的方向，为确定＋q轴的方amp;& & && & & E q |0 | U |0 | j I d |0 |x d j I q |0 |x q U |0 | j I d |0 |x q j I q |0 |x q j I d |0 |( x d x q )
交轴阻尼绕组：
发电机空载情况下突然三相短路定性分析
一、突然三相短路后的定子电流
1、短路前各相磁链
2、短路前瞬间各相磁链瞬时值
设短路发生时（t=0) 0，0 各相定子绕组磁链瞬时值
为：
3、短路后由励磁磁场在定子绕组产生的磁链
4、短路后定子电流在三相绕组中产生的磁链 5、短路后定子绕组总磁链
交流分量的幅值是衰减的，说明电势或阻抗是变化 的。
电力系统暂态分析总结
《电力系统暂态分析》要点总结目录知识结构图 (2)1.电力系统故障分析 (2)1.1PARK变换 (2)1.2标么值下的磁链方程和电压方程 (3)1.3同步发电机各种电势的表达式 (3)1.4发电机阻抗的概述 (4)1.5（次）暂态电抗和（次）暂态电势 (5)1.6发电机三相短路电流 (6)1.7对称分量法 (7)1.8叠加定理 (7)1.9电力系统简单故障分析 (8)2.电力系统稳定性 (11)2.1电力系统稳定性概述 (11)2.2同步发电机的机电模型 (11)2.3同步发电机电磁转矩和电磁功率 (11)2.4简单电力系统的静态稳定 (12)2.5简单电力系统的暂态稳定 (13)12知识结构图1.电力系统故障分析1.1PARK 变换正变换：逆变换：PARK 变换的作用和意义：派克变化是一种线性变换，将定子abc 坐标变换到转子同步旋转的dqo 坐标。
在d 、q 、o 坐标系中，磁链方程成为线性代数方程，电压方程成为线性微分方程。
从而使得同步电机的数学模型成为常系数方程，或者说将abc 坐标下“理想电机”的时变数学模型转化为非时变数学模型。
派克变换是电机模型取得的一次巨大的突破。
⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡+----+-=212121)120sin()120sin(sin )120cos()120cos(cos 32 θθθθθθP ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+-+----=-1120120112012011)sin()cos()sin()cos(sin cos Pθθθθθθ31.2标么值下的磁链方程和电压方程Ψd =−x d i d +x ad i f +x ad i D Ψq =−x q i q +x aq i Q Ψ0=−x 0i 0Ψf =−x ad i d +x f i f +x ad i D ΨD =−x ad i d +x ad i f +x D i D ΨQ =−x aq i q +x Q i Q u d =dΨd dt −ωΨq −ri d u q =dΨq dt +ωΨd −ri q u 0=dΨ0dt −ri 0 u f =dΨf dt+r f i f0=dΨD dt +r D i D 0=dΨQ dt+r Q i Q其中x ad 称为纵轴电枢反应电抗，描述电枢（定子）电流产生的磁场对主磁极磁场（励磁）的影响，x d 称为定子纵轴同步电抗，x q 称为定子横轴同步电抗。
电力系统暂态分析(电力系统分析下)_ 电力系统稳定性概述(,515)_
3.异步电动机的机电特性——变化阻抗
当网络受到扰动时，端电压
突降至U1，电磁转矩则降至
a1点， ME与Mm不平衡，由 转子运动方程
TJ
Mds dt
Mm
E
求得转差率s的变化，相应得 到等值阻抗的变化。
3.异步电动机的机电特性——变化阻抗
静态过程
若近似认为网络电压变化过 程中异步电动机电磁转矩和 机械转矩始终平衡，当端电 压由U0降至U1时，转差率由 s0变为s1，新的电磁转矩和机 械转矩特性交于a1点。由此， 可根据不同电压计算不同转 差率、不同等值阻抗。
• 对发电机励磁系统暂态过程的不同简化：
✓励磁电流为常数，发电机的空载电动势Eq为常数. ✓自动调节励磁装置的作用能补偿暂态电动势的衰减， 暂态电动势 Eq 为常数. ✓自动调节励磁装置作用使发电机端电压保持不变， UG为常数.
2.发电机的电磁功率
➢ 讨论同步发电机的电磁功率时的假设条件：
• 略去发电机定子绕组电阻
• 设机组转速接近同步转速，1
• 不计定子绕组中的电磁暂态过程 • 发电机的某个电动势（ Eq 、Eq 或UG）为恒定。
2.发电机的电磁功率
➢ 隐极机的功-角特性
• 空载电动势Eq恒定
xd=xd+xT xL
Eq=Uq Idxd
0=Ud I
x
q
d
2.发电机的电磁功率
P E=Re （UI ˆ) =Re[(Ud+jUq)(Id-jIq)] =UdId+UqIq
2.恒定阻抗（导纳）
• 负荷为恒定阻抗（导纳）
1 YD2 = ( D j PD) Q
UD UD：潮流计算所得负荷节点的电压模值 PD、QD：潮流计算所得负荷节点所吸收的有功、无功
输电线路电磁暂态仿真及应用
输电线路电磁暂态仿真及应用输电线路电磁暂态仿真是一种利用计算机模拟电力系统中电磁暂态过程的方法。
电磁暂态是指电力系统线路中由于电气设备的切换、故障等原因而引起的短暂的不稳定电磁现象。
电磁暂态的分析对于电力系统的稳定运行和设备的保护具有重要的意义。
输电线路电磁暂态仿真可以通过建立电力系统的等值电路、计算传输线路的各种参数和运用电磁暂态方程等方法，获取电力系统故障发生后的电压、电流等参数的波形和变化情况。
通过对电力系统的仿真分析，可以及早发现和解决电力系统潜在的故障问题，提高电力系统的可靠性和安全性。
电磁暂态的仿真可分为两个方面，即潮流仿真和故障仿真。
潮流仿真是指在系统正常运行状态下，计算电力系统各个节点上的电压和电流分布情况。
故障仿真是指在发生故障后，计算故障点附近的电压、电流等参数的变化情况。
在输电线路电磁暂态仿真中，常用的计算方法包括传输线模型法、波动源算法等。
传输线模型法适用于频域处理，可以分析电磁暂态的传播规律。
而波动源算法则适用于时域处理，可以模拟电磁暂态的快速变化过程。
输电线路电磁暂态仿真的应用非常广泛。
首先，它可以用于电力系统的设计和规划，通过仿真分析不同设计方案的电气性能，优化电力系统的参数配置，提高电力系统的效率。
其次，它可以用于电力系统的故障诊断和保护装置的设计。
通过对电力系统故障的仿真分析，可以找出故障点和故障原因，为故障的处理提供参考。
同时，还可以仿真分析不同保护装置的响应时间和保护范围，为保护装置的选型和配置提供依据。
此外，还可以用于电力系统的稳定性分析和可靠性评估等方面。
总的来说，输电线路电磁暂态仿真是一种重要的电力系统仿真方法，可以帮助电力工程师更好地了解电力系统的电磁暂态过程，优化电力系统的设计和规划，提高电力系统的可靠性和安全性。
随着计算机技术的进步，电磁暂态仿真在电力系统的各个领域中的应用将会越来越广泛。
电力系统的稳态与暂态分析方法
电力系统的稳态与暂态分析方法稳态和暂态是电力系统分析中两个重要的概念。
稳态分析主要用于评估电力系统在正常运行情况下的性能和稳定性，而暂态分析则关注电力系统在发生故障或其他异常情况下的响应和恢复过程。
本文将介绍电力系统中的稳态与暂态分析方法，并探讨其在电力系统规划、运行和故障处理中的应用。
一、稳态分析方法稳态是指电力系统在正常运行情况下，各电压、电流和功率等参数保持在稳定状态的能力。
稳态分析主要涉及电压、功率、功率因数等参数的计算和评估。
常用的稳态分析方法包括潮流计算、负荷流计算、电压稳定性评估等。
1. 潮流计算潮流计算是稳态分析中最基础的方法之一，用于计算电力系统中各节点的电压、电流和功率等参数。
通过潮流计算，可以确定电力系统中各节点的电压稳定程度，评估传输能力和合理分配负载等。
常用的潮流计算方法包括高斯-赛德尔法、牛顿-拉夫逊法等。
2. 负荷流计算负荷流计算是潮流计算的一种特殊形式，用于分析电力系统中负载的分布和负载对系统潮流的影响。
负荷流计算可以帮助确定合理的负载分配方案，提高系统的稳定性和经济性。
3. 电压稳定性评估电压稳定性是一个评估电力系统稳定性的重要指标，特别是在大规模电力系统中。
电压稳定性评估主要通过计算稳态电压变化范围和电压裕度等参数来判断系统的电压稳定性，并采取相应的调整措施。
二、暂态分析方法暂态是指电力系统在出现故障或其他异常情况下，系统中各参数发生瞬时变化并逐渐恢复到正常状态的过程。
暂态分析主要关注电力系统在故障发生后的动态响应和恢复。
常用的暂态分析方法包括短路分析、稳定性分析和电磁暂态分析等。
1. 短路分析短路分析主要用于分析电力系统中发生短路故障时的电流和电压等参数的变化。
通过短路分析，可以确定故障点、故障类型和故障电流等信息，为故障处理和保护设备的选择提供依据。
2. 稳定性分析稳定性分析是评估电力系统在故障发生后是否能够保持稳定运行的一项重要工作。
稳定性分析主要关注系统的动态行为和振荡特性，通过模拟故障后系统的响应来判断系统的稳定性和选择合适的控制策略。
电磁暂态时间范围
电磁暂态时间范围
电磁暂态时间范围是指在电路中发生变化时，电磁场和电磁波的响应时间。
在电路中，当电流或电压发生突变时，电磁场会随之发生变化，这个过程称为电磁暂态。
电磁暂态的时间范围是指从电路发生变化到电磁场稳定的时间段。
电磁暂态的时间范围不同于电磁场的稳态，它是一个短暂的过程。
在电路中，当开关打开或关闭时，电流和电压会发生突变，从而导致电磁场的变化。
这个过程一般会持续一段时间，然后电路中的电磁场会逐渐稳定下来。
电磁暂态的时间范围取决于电路的特性和参数。
一般来说，电容器和电感器的存在会导致电磁暂态的发生。
当电路中存在电容器时，电压的突变会导致电容器中的电荷发生变化，进而引起电磁场的变化。
而当电路中存在电感器时，电流的突变会导致电感器中的磁场发生变化，从而引起电磁场的变化。
电磁暂态的时间范围也与电路中的其他元件有关。
例如，电路中的电阻器会消耗电能，从而减缓电磁暂态的响应时间。
而电路中的电容器和电感器则会储存电能，加速电磁暂态的响应时间。
电磁暂态的时间范围对于电路的设计和分析非常重要。
在设计电路时，需要考虑电磁暂态的时间范围，以确保电路的稳定性和性能。
在分析电路时，需要对电磁暂态进行建模和计算，以预测电路的响
应和行为。
电磁暂态时间范围是电路中电磁场和电磁波响应的时间段，它取决于电路的特性和参数。
了解电磁暂态时间范围对于电路的设计和分析至关重要，可以确保电路的稳定性和性能。
电力系统暂态分析11
三、复杂故障
系统中不同地点同时发生故障称为复杂故障。
第二节 标幺值
一、标幺值的概念及电压、电流、阻抗、导纳、功率 的标幺值
二、时间、频率及角频率的标幺值
第三节：无限大功率电源供电的三相短路电流分析
所以就是Iam|0| - Iam 0在纵轴上
的投影。据此可得| i a 0|取得
最大值的条件为： a、相量 - Iam|0| Iam 0 与纵轴平行； b、Iam -|0| Iam 0 有尽可能大的幅值，
此条件等效于短路前空载。
短路前空载时的相量图如下： 此时 |ia0 ||i。ap0 |
若短路时 的值恰好可使 Iam0与纵
1、短路概念 一切不正常的相与相或相与地之间的连接称为短 路，又叫横向故障。 2、短路类型 三相短路（5％）、两相短路（10％）、单相接地短 路（65％）、两相短路接地（20％）。 3、短路原因 绝缘损坏、气象条件恶化（雷击、大风、覆冰）、认 为事故及其它原因。
4、短路的后果
1）短路点的电弧高温使设备烧坏； 2）短路电流的热效应引起的温度升高加快绝缘老 化，甚至烧坏设备； 3）短路电流的电动力使设备导体变形或损坏 5）使电力系统失去并列运行的稳定性； 6）不对称短路时出现的零序电流将对通讯形成干 扰； 7）不对称短路时出现的负序电流将引起旋转电机转 子的附加发热。 5、减小短路电流对电力系统危害的措施
设短路发生时，电压相 量 U a 短路前电流相量 Iam|0| 、 短路后周期分量相量 Iam0 如图 所示。
Iam 、 |0| Iam在0 纵轴上的投影分别
为： ia|0| Im |0|sin(|0|)
电力系统电磁暂态仿真流程与算例
电力系统电磁暂态仿真流程与算例电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施之一，而电磁暂态仿真则是电力系统设计和运行中至关重要的一环。
在电力系统中，电磁暂态指的是由于突发事件（如短路、开关操作等）引起的电压、电流和电磁场的瞬时变化。
为了更好地了解和预测电磁暂态对系统的影响，电力工程师们通常会使用仿真软件进行电磁暂态仿真，以评估系统的稳定性和安全性。
电磁暂态仿真流程通常包括以下几个步骤：1. 收集系统数据，首先需要收集电力系统的拓扑结构、线路参数、设备参数等数据，这些数据将作为仿真模型的基础。
2. 建立仿真模型，利用仿真软件（如PSCAD、EMTP等），根据收集到的系统数据建立电力系统的仿真模型，包括发电机、变压器、线路、开关等设备的模型。
3. 定义仿真场景，根据实际情况和仿真的目的，定义仿真场景，包括故障类型、故障位置、故障时刻等。
4. 进行仿真计算，利用仿真软件进行电磁暂态仿真计算，模拟系统在发生故障时的电压、电流和电磁场的变化过程。
5. 分析仿真结果，对仿真结果进行分析，评估系统在电磁暂态下的稳定性和安全性，找出潜在的问题和改进方案。
为了更好地理解电磁暂态仿真流程，下面我们以一个简单的算例来说明。
假设有一个简单的电力系统，包括一个发电机、一条输电线路和一个负载。
我们希望通过仿真分析系统在发生短路故障时的响应。
首先，我们需要收集系统的拓扑结构、线路参数、设备参数等数据，并建立仿真模型。
然后，定义仿真场景，设置短路故障的类型和位置。
接下来，利用仿真软件进行仿真计算，并得到系统在短路故障下的电压、电流和电磁场的变化情况。
最后，我们对仿真结果进行分析，评估系统的稳定性和安全性。
通过电磁暂态仿真，我们可以更好地了解系统在突发事件下的响应情况，为系统设计和运行提供重要的参考和支持。
同时，电磁暂态仿真也为电力系统的故障分析、保护方案设计和故障处理提供了有力工具，有助于提高系统的可靠性和安全性。
因此，电磁暂态仿真在电力系统领域具有重要的应用前景和价值。
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1 / 26 第1章 电力系统电磁暂态概述 1.1 电力系统电磁暂态现象 1.2 电力系统电磁暂态分析的目的 1.3 电力系统电磁暂态研究的方法 1.4电力系统电磁暂态仿真的特点 1.5电力系统数字仿真 思考与练习题
1.1 电力系统电磁暂态现象2 1.2 电力系统电磁暂态分析的目的4 1.3 电力系统电磁暂态研究的方法5 1.4 电力系统电磁暂态的特点7 1.4.1 频率范围广7 1.4.2 元件模型因计算目的而异9 1.4.3 行波现象和分布参数10 1.4.4 非线性元件和开关操作16 1.4.5 元件参数的频率特性17 1.4.6 时间跨度的要求18 1.5 电力系统数字仿真18 1.5.1 电力系统数字仿真的分类18 1.5.2 电力系统数字仿真的优点20 1.5.3 电力系统数字仿真软件21 2 / 26
第1章 电力系统电磁暂态概述 1.1电力系统电磁暂态现象 电力系统稳态运行时，发电厂发出的功率与用户所需要的功率及电网中损耗的功率相平衡，系统的电压和频率都是稳定的。但电力系统在运行过程中常常会发生故障或需要进行操作，常见的电力系统故障有：雷击电力设备等雷害故障，短路、接地故障和谐振等电气故障，断线等机械故障。常见的电力系统操作有： （1）断路器的投切操作，如合空载线路、合空载变压器、切空载线路、重合闸、甩负荷等。 （2）隔离开关的投切操作，如母线投切等。 电力系统发生故障或进行操作时，系统的运行参数发生急剧变化，系统的运行状态有可能急促地从一种运行状态过渡到另一种运行状态，也有可能使正常运行的电力系统局部甚至全部遭到破坏，其运行参数大大偏离正常值，如不采取特别措施，系统很难恢复正常运行，这将给国民经济生产和人民生活带来严重的后果。 电力系统运行状态的改变，不是瞬时完成的，而要经历一个过渡状态，这种过渡状态称为暂态过程。电力系统的暂态过程通常可以分为电磁暂态过程和机电暂态过程。电磁暂态过程指电力系统各元件中电场和磁场以及相应的电压和电流的变化过程，机电暂态过程指由于发动机和电动机电磁转矩的变化所引起的电机转子机械运动的变化过程。 虽然电磁暂态过程和机电暂态过程同时发生并且相互影响，但由于现代电力系统规模的不断扩大，结构愈益复杂，需要考虑的因素繁多，再加上这两个暂态过程的变化速度相差很大，要对它们统一分析是十分复杂的工作，因此在工程上通常近似地对它们分别进行分析。例如，在电磁暂态过程分析中，由于在刚开始的一段时间内，系统中的发电机和电动机等转动机械的转速由于惯性作用还来不及变化，暂态过程主要决定于系统各元件的电磁参数，故常不计发动机和电动机的转速变化，即忽略机电暂态过程。而在静态稳定性和暂态稳定性等机电暂态过程分析中，转动机械的转速已有了变化，暂态过程不仅与电磁参数有关，而且还与转动机械的机械参数（转速、角位移）有关，分析时往往近似考虑或甚至忽略电磁暂态过程。只在分析由发动机轴系引起的次同步谐振现象、计算大扰动后轴3 / 26
系的暂态扭矩等问题中，才不得不同时考虑电磁暂态过程和机电暂态过程。 下面以一个简单开关接通RL电路的例子，以便获得对在电力系统暂态时起关键作用的物理过程的充分了解。 一个正弦波电压接通到一个电感与电阻串联的电路上，如图1-1所示。这实际上是一个高压断路器闭合到短路的输电线路或短路的电缆的最简单单相表示法。电压源)sin()(tEtem代表连接的同步发电机的电动势。电感L包括发电机的同步电感、电力变压器的漏电感与母线、电缆与输电线的电感，电阻R表示供电电路的电阻损耗。
图1-1 正弦波电压源接通到RL串联电路 假设s0t时合闸，应用基尔霍夫电压定律，得到电路方程
)sin(tEdtdiLRim（1-1）
该方程为一阶常系数、线性、非齐次常微分方程，其解就是合闸电路的全电流，它由两部分组成：稳态分量和暂态分量，即
aPPiii 其中稳态分量为 )tansin()(122RLtLREimP（1-2）
暂态分量，也就是合闸电流的自由分量,记为 aTtptaPCeCei（1-3）
式中，LRp，为特征方程0pLR的根；RLpTa1，为暂态分量电流衰减的时间常数；C为由初始条件决定的积分常数。 在开关闭合之前，电感L中的磁通为0，根据磁通守恒定律，在闭合的瞬4 / 26
间，即 0)tansin()(122RLLRECm
由此得到 )tansin()(122RLLRECm（1-4）
从而得到合闸的全电流表达式为 tLRmmeRLLRERLtLREti)/(122122)tansin()()tansin()()(
（1-5） 式（1-5）中的暂态分量含有tLRe)/(衰减项，也称为直流分量，其系数为常数，数值大小取决于电流合闸瞬间，在)tan(1RL为k（其中2,1,0k）时，直流分量为0，电流立即进入稳态，换言之，不存在暂态振荡过程。但当开关闭合电路不在)tan(1RL为k（其中2,1,0k）时，合闸过程将引起电磁暂态过程，在)tan(1RL为90时，暂态过程将达到最大电流，如图1-2所示。
图1-2 开关合闸的暂态过程电流波形 1.2电力系统电磁暂态分析的目的 电磁暂态过程分析的主要目的在于分析和计算故障或进行操作后可能出现5 / 26
的暂态过电压和过电流，以便对电力设备进行合理设计。通常情况下，电力系统电磁暂态产生的过电压在确定设备绝缘水平中起决定作用，据此制定高电压试验电压标准，确定已有设备能否安全运行，并研究相应的限制和保护措施。此外，对于研究电力系统新型快速保护装置的动作原理及其工况分析，故障测距原理与定点方法以及电磁干扰等问题，也常需要进行电磁暂态过程分析。另外，调查事故原因，寻找对策；计算电力系统过电压发生概率，预测事故率；检查电气设备的动作责能，如断路器的暂态恢复电压和零点偏移；检查继电保护和安全自动装置的响应等，也离不开电磁暂态过程的计算和模拟。 电磁暂态过程变化很快，一般需要分析和计算持续时间在ms级，甚至是μs级以内的电压、电流瞬时值变化情况，因此，在分析中需要考虑元件的电磁耦合，计及输电线路分布参数所引起的波过程，有时甚至要考虑三相结构的不对称、线路参数的频率特性以及电晕等因素的影响。 1.3电力系统电磁暂态研究的方法 为了保证电力系统运行的可靠性、安全性和经济性，在电力系统设计、运行、分析和研究中必须全面地了解实际系统的电磁暂态特性。目前，研究电力系统电磁暂态过程的手段有3种： （1）系统的现场实测方法。 （2）应用暂态网络分析仪（Transient Network Analyzer，简称TNA）的物理模拟方法。 （3）计算机的数字仿真（或称数值计算）方法。 系统的现场实测方法是在实际的电力系统上直接进行试验和研究，六十年代之前经常要在实际电力系统进行短路、操作等试验，这种试验对电力系统的考验是真实和严格的，以确保电力系统运行的可靠性、安全性和经济性，但是系统的现场实测方法会对电力系统的正常运行和电气设备带来很大危害，短路点的电弧有可能烧坏电气设备，很大的短路电流通过设备会使发热增加，当持续一定时间后，可能使设备过热而损伤；很大的短路电流引起的电动力有可能使设备变形或遭到不同程度的破坏；操作试验过程中产生的过电压可能引起电气设备载流部分的绝缘损坏，加剧绝缘材料的老化。即便如此，实测对于研究电力系统电磁暂态过程仍是非常重要的，它一方面验证TNA及数字仿真的准确性，为系统安全运6 / 26
行提供依据；另一方面可以全面研究系统各类元件的参数特性，为TNA及数字仿真提供更精确的原始数据。 系统的现场实测常常会遇到困难，有些困难甚至是不可能解决的，利用模型系统进行试验和分析就成为一种非常有效的途径。暂态网络分析仪就是一种用于研究电力系统动态特性的物理模型系统。TNA方法多用于模拟操作过电压和交流过电压的暂态现象，同时通过改变元件特性，TNA也可用来模拟更高频率下的暂态现象。它是在相似理论的指导下，把实际电力系统的各个部分，如同步发电机、变压器、输配电线路、电力负荷等按照相似条件设计、建造并组成一个电力系统模型，这样将一个高电压、大电流、体积庞大的电力系统，按照一定的比例转化为一个低电压、小电流、体积较小的模拟试验台，在模拟台中出现的电磁暂态现象，电压和电流的波形与它模拟的电力系统是一样的，用这种模型代替实际电力系统进行各种正常运行与故障状态的试验和分析。与系统的现场实测相比，TNA方法对电力系统的正常运行和电气设备不产生影响，为了缩小模拟装置的尺寸，节省电感元件和电容元件，减少模拟设备的昂贵费用，并考虑到现有的技术条件、模拟精度要求等，选择恰当的比例尺是非常重要的。TNA具有物理意义清晰，易于理解和使用的优点，可以多次重复试验现象，便于观察和研究，北美不少大的电力公司都将TNA作为培训新员工的一种工具。 随着现代电力系统的发展，电力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。与此同时，数字计算机和数值计算技术飞速发展，数字计算机的性能价格比不断提高，出现了用数学模型代替物理模型的新型模型系统。电力系统数字仿真（Digital Simulation of Power System）就是将电力系统的电源、网络和负荷元件建立其数学模型，用数学模型在数字计算机上进行实验和分析的过程。电力系统数字仿真的主要步骤为建立各元件数学模型、建立数字仿真模型和进行仿真试验。建立数学模型是处理物理原型与数学模型之间的关系，建立数字仿真模型是处理数学模型与计算之间的关系。有些数学模型是利用数字计算机和模拟计算机的混合数学模型系统。电力系统数字仿真是一门新兴的技术科学，它的产生和发展是同现代科学技术发展分不开的，数字仿真与实际系统试验和动态物理模拟相比，不仅节省了大量的人力、物力和财力，而且不受外部条件的限制，几乎不受系统规模和时间跨度的约束，甚至不受各种暂态