第34卷第13期中国电机工程学报V ol.34 No.13 May 5, 2014
2014年5月5日Proceedings of the CSEE ?2014 Chin.Soc.for Elec.Eng. 2151 DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.2014.13.017 文章编号：0258-8013 (2014) 13-2151-13 中图分类号：TM 73
电力系统仿真分析技术的发展趋势田芳，黄彦浩，史东宇，夏天，裘微江，胡晓波，李亚楼，汤涌，周孝信(电网安全与节能国家重点实验室(中国电力科学研究院)，北京市海淀区 100192)
Developing Trend of Power System Simulation and Analysis Technology
TIAN Fang, HUANG Yanhao, SHI Dongyu, XIA Tian, QIU Weijiang, HU Xiaobo,
LI Yalou, TANG Yong, ZHOU Xiaoxin
(State Key Laboratory of Power Grid Security and Energy Conservation (China Electric Power Research Institute),
Haidian District, Beijing 100192, China)
ABSTRACT: According to current and possible future developments of computer, network and communication technology, new advanced computing technologies, e.g., cloud computing, and their application in power system simulation and analysis are explored and predicted, from 3 aspects as computer and network, related computational mathematics and computing mode. In situation of new energy revolution, power system simulation and analysis technology in the future will be greatly improved in accuracy, rapidity and flexibility, in order to adapt to the development of smart grid.
KEYWORDS: new energy revolution; smart grid; power system; simulation and analysis; developing trend
摘要：依据计算机、网络、通信等技术当前和未来可能的发展，从计算机及网络、相关计算数学和计算模式这3个方面，探讨和预测了新的先进计算技术（如云计算等）及其在电力系统仿真分析中的应用。新能源变革形势下，为适应智能电网的发展，未来的电力系统仿真分析技术在准确性、快速性、灵活性等方面将得到极大提升。
关键词：新能源变革；智能电网；电力系统；仿真分析；发展趋势
0 引言
随着化石能源逐渐枯竭，发展利用清洁能源和可再生能源成为世界各国的必然选择，也是新能源变革的主要内容。中国新能源变革的目标可以归纳为：以可再生能源逐步替代化石能源，提高化石能源的清洁高效利用水平，实现可再生能源(水能、风能、太阳能、地热能、生物质能)和核能利用在一次能源消耗占较大份额。在新能源变革形势下，电网的使命也将发生变化，智能电网是适应新能源变革和承担电网新使命的新一代电网。
中国自21世纪初就提出了建设特高压电网的设想，并逐步加以实施，近两年根据国际电力系统发展的最新动向，又进一步提出了建设智能电网的宏伟蓝图。中国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节的现代电网。
与此同时，随着电网规模的不断扩大，新能源、新设备的不断加入，当今电力系统已经日益变得复杂，这使得运行人员更加难于对其进行监视、分析和控制。近些年，国内外不断发生大规模的停电事故，包括2003年美国–加拿大“8.14”大停电[1]、2003年意大利“9.28”大停电、2011年巴西“2.4”大停电、印度“7.30”、“7.31”大停电事故等[2]，以及国内的海南电网2005年“9.26”大停电、河南电网2006年“7.1”事故等等。这些事故都造成了很大的经济损失和社会影响，不断地为人们敲响警钟，也给电网的安全稳定运行提出了更高的要求。
在上述的大停电事故中，电力系统从第一次元件故障，到整个系统崩溃，一般会有一个较长的过程，如果这期间运行人员能够进行正确的处理，大停电是可以避免的。换言之，电网缺乏有效的在线监测和预警系统，不能及时掌握实时电网稳定情况并采取有效的控制措施是导致大停电事故发生的重要原因[3]。
电力系统仿真分析是电力系统规划设计和调度运行的基础，涵盖的范围非常广泛，包括从稳态分析、动态分析到暂态分析的各个方面。根据实时电力系统动态过程响应时间与系统仿真时间的关
2152 中国电机工程学报第34卷
系，可分为非实时仿真和实时仿真[4]；根据仿真的数据来源，又可分为离线仿真、在线仿真。其中在线仿真是实现在线预警和决策支持的必要手段。
电力系统仿真分析涵盖电力系统、数学、计算机、通信等多学科技术领域，面对智能电网建设提出的要求，需要不断地引入先进的计算机和通信技术以及数学方法等，推动仿真分析技术在仿真的准确性、快速性、灵活性等方面的发展。具体体现在以下几个方面：
1）可实现更大规模电网的仿真计算，同时仿真数据的粗细程度可根据需要自动调整。
2）仿真计算应具有更快的速度及更高的准确性。
3）仿真计算应具备更多的功能，并与环境、经济等相关领域相结合。
4）仿真建模应具备更大的灵活性，以适应智能电网中层出不穷的新元件、新设备建模的需要。
5）需加强对电力系统智能建模方法的应用以及仿真结果的智能化分析。
6）电网自愈对实时决策控制的要求。要求能实时跟踪评价电力系统行为，一旦发生故障，立即进行快速仿真并提供决策控制支持，防止大面积停电，并快速从紧急状态恢复到正常状态。
7）仿真试验应具备更大的灵活性。未来的仿真试验将可实现对多个异地试验设备的同步测试。
8）仿真计算应适应新的计算模式，如云计算、协同计算等。
9）可实现智能人机交互仿真，显著提高用户操作的便捷性和仿真系统的使用效率。
10）数据融合技术在仿真分析中应用，提高对仿真分析中对多源海量数据的整合能力。
本文将依据计算机、网络、通信等技术当前和未来可能的发展，探讨和预测新的先进计算技术(如云计算等)及其在电力系统仿真分析中的应用。
1 发展现状
1.1 电力系统仿真分析技术概述
如图1所示，电力系统仿真分析技术可分为电力系统建模、电力系统数字仿真分析方法、电力系统在线仿真分析和电力系统实时仿真等4项技术，其中电力系统建模技术包括建模方法和模型研究技术，电力系统数字仿真分析方法主要指针对各类仿真应用的基础方法，后2种技术则分别针对在线应用和实时应用。其中先进计算技术包括计算机及网络、与电力系统仿真分析相关的计算数学和计算模式这3项技术。下文分别描述上述各项技术的发展现状。
图1 电力系统仿真分析和先进计算技术分类 Fig. 1 Classification of power system simulation and analysis, and advanced computing technology
1.2 先进计算技术
1）计算机及网络。
计算机的发展日新月异，超高速计算机采用平行处理技术，计算能力不断提高，同时具备了更多的智能成分，在一定程度上已具有多种感知、思考、判定及一定的自然语言能力。计算机网络已发展为以Internet为代表的互联网，综合利用光纤、卫星、微波等多种先进通信技术，带宽不断提高，网络管理进一步自动化和智能化。
2）相关计算数学。
与电网仿真分析相关的计算数学领域既有传统的数值计算方法，也包括新兴的人工智能、模糊数学和概率类等方法。
电力系统仿真分析的数值计算主要涉及线性/非线性方程组求解、数值积分、特征方程求解、非线性规划等多个数学领域，分别用于解决潮流计算、暂态稳定计算、小干扰计算、最优潮流计算等各种计算问题。其中，线性方程组求解最常见的是三角分解法，非线性方程组的求解最常用的是迭代法，特别是牛顿–拉夫逊方法；此外，也可将非线性方程求解转化为非线性规划问题，使用由数学规划方法衍生而来的各种算法求解。数值积分方法包括显式数值积分算法、隐式数值积分和刚性系统的数值积分算法。其中：显式积分算法有欧拉法、改进欧拉法和龙格–库塔法等；隐式数值积分算法主要是隐式梯形积分法，其具有良好的数值稳定性，并可采用较大的积分步长，因此目前应用较为广
第13期田芳等：电力系统仿真分析技术的发展趋势 2153
泛。特征值的求法主要包括QR法和全维特征值分析法。QR法在应用上受系统规模限制。全维特征值分析法包括逆迭代法、Rayleigh商迭代法、同时迭代法、Arnoldi法等，可只求出所关心的特征值，应用较为广泛。
人工智能(artificial intelligence，AI)，是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。目前在电网仿真分析中已有部分应用，主要涉及系统设计运行的优化、运行状态分析、设备设计、开具操作票等方面。
概率类算法是一类考虑了输入信息随机性的计算分析方法，主要有蒙特卡罗算法、拉斯维加斯算法和舍伍德算法，以及它们的衍生方法。这些算法适用于不同的方面，通过与电力系统的常规计算相结合，开辟了许多新的领域，例如概率潮流研究和电网可靠性分析等。
模糊数学主要用于研究和处理模糊现象。其所研究的事物的概念本身是模糊的，即一个对象是否符合某个概念是难以确定的。在模糊数学中，通过在[0,1]上取值的隶属函数来描述这种模糊性。模糊数学在聚类分析、图象识别、自动控制、故障诊断等方面得到了广泛应用。自20世纪90年代以来，众多专家学者也将其引入到了电力系统设计、运行的诸多领域。
3）计算模式。
现代计算对计算性能的要求越来越高，使计算模式逐渐从单机向并行计算、分布式计算、网格计算发展，近期开始向云计算模式发展。
并行计算是解决单处理器速度瓶颈的最好方法之一。除了美、日之外，中国在高性能并行计算算法研究方面也获得了令人瞩目的成就[5]。
目前，在Internet网上分布式计算已比较流行，其研究主要集中在分布式操作系统研究和分布式计算环境研究2个方面[6]。
云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、网络存储、虚拟化等传统计算机和网络技术发展融合的产物[7-10]。自谷歌(Google)公司提出云计算概念以来，就备受人们关注。谷歌搜索、亚马逊弹性计算云、IBM“蓝云”计算平台、微软Windows Azure 操作系统均为云计算的应用实例。SUN、苹果公司、惠普、英特尔、雅虎、戴尔等公司巨头也纷纷进入云计算市场[8]。在国内，云计算研究和应用正逐步开展。云计算已经从概念走向实践，正在掀起一场信息技术革命。
在电力系统在线和实时仿真领域，并行计算也已得到较为广泛的应用[11-15]。目前，在电力系统实时仿真领域，一般采用分网并行计算技术，而在电力系统在线仿真领域，则大多采用任务并行计算技术。分布式计算在电力系统仿真计算领域已有较多应用[16-22]。云计算是未来仿真计算中心和数据中心的基础架构和重要技术支撑，正在快速发展。
1.3 电力系统建模技术
1）建模方法。
目前，电力系统建模方法研究以机理分析法[23]为主，结合统计学、运筹学及人工智能等理论，又发展了数据分析法、层次分析法、智能建模法等方法。
作为机理分析法的重要补充，模型实测是指导建模、进行模型校验及修正的主要手段。目前，模型实测主要在发电机及其调节系统建模、负荷建模、新能源发电建模等方面有所应用。数据分析法主要用于建立电力系统可靠性分析模型及功率预测模型、电力市场分析模型等。层次分析法主要用于负荷预测建模等。
近年来，随着人工智能技术的发展，智能建模方法[24-26]如专家系统法、神经网络系统法、模糊辨识法以及基于遗传算法的非线性系统辨识法等，在同步机建模、负荷建模、电网规划建模中得到应用。
电力系统模型参数的获取，主要采用取典型值和实际测量2种方法[27-28]。
广域测量系统(wide area measurement system，WAMS)为电力系统建模提供了一种有效的模型检测和参数获取手段，例如，基于WAMS动态监测数据，建立并校验系统模型及参数、研究模型参数灵敏度机理及进行仿真误差溯源等。近年来，随着物联网概念的普及，广域感知(wide-area situational awareness，WASA)技术成为新兴的研究方向。与WAMS相比，WASA的侧重点在于其在系统控制中的应用[29-31]。WASA为模型参数获取和模型校验提供了新的手段。
2）模型研究。
①传统发输配用电系统模型[32-35]。
传统发电系统模型包括同步机、励磁系统、调速系统、电力系统稳定器(power system stabilizer，PSS)等模型，均较为成熟，全国范围内绝大部分机组励磁系统和PSS模型已采用实测参数，调速系统模型实测工作正在开展。
交流输电系统模型以等效电路为基础，根据仿
2154 中国电机工程学报第34卷
真要求的不同进行相应处理。直流输电系统模型包括主电路模型和控制系统模型，可分为机电暂态仿真模型和电磁暂态仿真模型，前者一般为准稳态模型。直流输电系统控制系统模型目前大都采用典型结构和参数，迫切需要建立与实际工程相一致的控制系统模型和参数。
负荷模型包括静态负荷模型、动态负荷模型和综合负荷模型。静态负荷模型主要有ZIP、多项式和幂指数模型；动态负荷模型主要有机理式和非机理式；综合负荷模型分经典负荷模型(classic load model，CLM)和考虑配电网络的综合负荷模型(synthesis load model，SLM)2种。负荷建模的方法主要有统计综合法和总体测辨法2种。
②灵活交流输电元件模型、新型电力系统元件模型[36-41]。
目前，一些大的商用软件如Matlab、PSASP、PSD等都具备了一些典型灵活交流输电(flexible AC transmission system，FACTS)元件的模型库。FACTS元件的建模主要以机理分析法为主。
针对电压源直流输电、储能、超导元件等新型电力系统元件的建模仿真研究是近年来的热点之一，例如，模块化多电平电压源直流输电的建模与仿真，超导限流储能(SFCL-MES)的动态建模、超导线路的有限元分析等。
③新能源发电系统、分布式电源及微电网模型[42-45]。
新能源发电系统中，风力和光伏发电的建模研究开展得较为广泛，在一些商用软件中已有成熟模型应用。模型的精确化、实用化和风电场、光伏电站等值模型的建立是今后工作的重点。其他如生物质能、海洋能、地热能等新能源发电的建模研究尚处于起步阶段。
国外对分布式发电及微电网的研究较为深入，发展了诸如主从型、对等型等多种控制理论和策略，在Matlab、DIgSILENT、Pspice等软件中建立了微电网模型；国内近几年亦开展了这方面的研究工作。这类研究大部分仍集中于微电网本身，对于微电网与大电网的交互仿真研究工作开展得较少。
3）建模技术中尚待解决的问题。
①电力系统模型的精确度有待进一步提高，特别是如何利用WAMS、WASA技术进行模型的校验与修正。
②风光发电系统、储能系统等各种新元件的模型有待进一步研究并实用化。
③智能建模方法有待进一步发展，或与传统方法相结合，提升模型的精确性和适应性。
④目前各类仿真软件中模型各自独立，重复建模工作时有发生，有待建立模块化、通用化、标准化程度较高的模型，实现模型的“即插即用”和共享。
1.4 电力系统数字仿真分析方法
电力系统数字仿真分析方法，包括稳态分析(潮流、网损分析、最优潮流、静态安全分析、谐波潮流)、动态和暂态分析(电磁暂态仿真、机电暂态仿真、中长期动态仿真、小干扰稳定计算、电压稳定计算等)等。
电力系统潮流计算主要是非线性方程组求解问题，现有算法有牛顿–拉夫逊法、PQ分解法、保留非线性潮流算法和最优因子法等。其中，牛顿–拉夫逊法因其具有较好的收敛性和较快的收敛速度，应用较为广泛。为提高潮流计算的收敛性，有时将2种方法相结合，如PQ分解转牛顿法。此外，还提出了潮流计算中的自动调整方法、适合实时计算的直流潮流算法、考虑不确定性因素的随机(概率)潮流方法、适合系统参数不对称情况的三相潮流算法，以及应用于电力系统电压稳定计算的多种病态潮流算法。
电力系统最优潮流计算实质是一个非线性规划问题，主要算法有线性规划法、牛顿法、内点法以及遗传算法、人工神经网络法等智能算法。其中内点法[46]在可行域的内部寻优，收敛性好、收敛速度快，适用于大规模电网的优化计算。智能算法由于具有全局收敛性和擅长处理离散变量而日益得到重视，但还处在发展阶段。
研究小扰动电压稳定问题的电力系统静态电压稳定计算方法常用的有奇异值分解法、灵敏度法、崩溃点法、非线性规划法、连续潮流法、非线性动力学方法等，其中连续潮流法应用较多。电压稳定的动态分析方法，包括小干扰分析法和对大扰动电压稳定的时域仿真分析法、能量函数法等。
电力系统暂态稳定计算需要求解系统的网络方程和微分方程，一般采用数值积分方法交替迭代求解，有时也采用直接法，应用最多的直接法为扩展等面积准则法(extend equal area criterion，EEAC)[47]。
电力系统小干扰稳定计算的主要方法有特征值分析法、小干扰频域响应分析、小干扰时域响应分析，其中特征值分析法应用最为广泛。
第13期田芳等：电力系统仿真分析技术的发展趋势 2155
电力系统中长期动态过程仿真[48]要计入在一般暂态稳定过程仿真中不考虑的电力系统长过程和慢速的动态特性，采用数值积分的方法，主要有隐式梯形积分法和Gear类方法，为避免计算时间过长，一般还采用自动变步长计算技术。
电力系统电磁暂态仿真通常采用时域瞬时值计算，多采用隐式梯形积分法，计算规模一般不超过百余条母线，计算步长通常为20~200 s。
为提高仿真精度，有学者提出了电磁暂态与机电暂态混合仿真方法[49]。近年来，随着分网并行算法的提出和电磁-机电接口的完善，混合仿真已实现了实用化[50-52]。
综上，上述针对输电网的电力系统仿真分析方法都较为成熟，为提高仿真分析速度，近年来，并行和分布式计算方法逐渐在电力系统潮流计算、最优潮流、静态安全分析、电磁暂态仿真、机电暂态仿真、小干扰稳定计算等分析方法中得到应用[16-20, 53-61]。
针对配电网的仿真计算方法研究较少，目前主要在配网潮流、网损、网络重构和快速仿真等方面有一些成果[62-68]。分布式发电和微网的研究，尚处于起步阶段，在仿真算法方面与配电网有一些共通之处[69-74]。
仿真分析方法中尚待解决的问题主要有：
1）如何在电网规模持续增长的情况下提高仿真计算的收敛性、鲁棒性、准确性和计算速度；
2）如何有效利用智能电网中各种智能电力设备和新型信息源的信息，以及如何对这些信息进行整合；
3）如何将先进的计算技术(如云计算)应用到电力系统仿真分析中；
4）现有仿真结果庞杂而分散，主要靠人工实现结果的综合分析，如何实现仿真结果的智能化分析，归纳出明晰的信息和结论；
5）如何实现输电网和配电网(包括微电网)的交互仿真计算。
1.5 电力系统在线仿真分析
随着电网大停电事故的不断发生，各国对电网安全愈加重视，电力系统在线仿真分析也成为了研究的重点。2005年的调研报告表明，当时国际上已有6个电力系统在线软件生产厂家，可以提供不同程度的在线暂态稳定评估软件[75]。目前己经或正在实现在线应用的国家有加拿大、美国、巴西、爱尔兰、希腊、葡萄牙、芬兰、澳大利亚、新西兰、马来西亚、日本、意大利等。其中2006年在北美PJM 联合输电系统中投运的实时暂态稳定分析和控制系统(TSA&C)就是较为成功的一个例子[11]。
国内在智能电网建设的新环境下，为确保电网安全稳定运行，建立和健全电网安全防御体系，中国电力科学研究院、国网电力科学研究院、清华大学等单位就在线仿真分析开展了研究与应用工作[13,76-77]。
在线安全风险评估技术的研究目前还处于起步阶段。美国与CERTS合作的输电可靠性计划(Transmission Reliability Program)[78]，欧盟(EU) OMASES (Open Market Access and Security Assessment System) 研发项目[79]的研究应用只是针对确定性的运行方式，针对电力系统中存在的不确定性进行风险评估的研究尚处于起步阶段。
在线仿真分析中尚待解决的问题主要有：
1）在线系统每天产生大量宝贵的运行数据，如何有效利用这些数据来指导电网运行；
2）由于在线数据质量不良、数据同步时标不一致、模型参数不准等问题，导致在线仿真结果与实际存在一定差异，如何提高在线仿真结果与实际系统响应的吻合程度；
3）如何考虑电网中各类不确定性因素的影响，将在线确定性安全评价拓展到在线风险评估；
4）如何解决连锁故障期间电网运行状况瞬息变化导致控制措施失效的问题。
1.6 电力系统实时仿真
电力系统实时仿真的发展经历了从物理实时仿真、数模混合式实时仿真到全数字实时仿真的3个历史阶段[4,80]。物理实时仿真由于其仿真规模不大和建模工作复杂，主要用于设备级的仿真和试验，如继电保护装置、安全自动装置、电力电子设备及新技术、新设备的基本原理验证和性能指标检验等。数模混合式实时仿真系统(如HYPERSIM[81])目前主要用于直流输电控制保护系统试验。RTDS 等全数字实时仿真[12]限于仿真算法和计算能力，只能进行小规模系统的实时仿真，主要用于继电保护装置、安全自动装置验证试验，近年来也有应用于电力电子设备验证试验、直流输电控制保护系统试验等方面[82-85]，加拿大Opal-RT公司的RT-LAB全数字实时仿真软件在高频电力电子的精确仿真以及分布式并行计算等方面具有优良的性能[86]；新近出现的全数字实时仿真装置ADPSS[14]因其具有大电网实时仿真的能力，因此用途较为广泛。
随着特高压直流、灵活交流输电和电压源直流
2156 中国电机工程学报第34卷
输电、储能等技术和设备在电力系统中的应用，日益复杂的拓扑结构、为数众多的电力电子开断器件和高速开断频率等因素使得现有的实时数字仿真技术已经无法满足实际应用的需求。而传统的物理实时仿真和数模混合式实时仿真又难以在仿真规模上有大的突破。仿真规模与仿真精细程度之间的矛盾日益凸显。目前国内外已在全数字实时仿真与直流物理仿真设备的功率连接技术方面开始了有益探索，并取得初步研究成果[87-89]，将有望解决上述仿真规模与仿真精细程度之间的矛盾问题。
实时仿真中尚待解决的问题主要有：
1）不断跟踪计算机及网络通信技术的发展，促进实时仿真技术的进步，例如基于图形处理器(graphic processing unit，GPU)、现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array，FPGA)的实时仿真技术和方法；利用高速通信网络的分布式实时仿真等。
2）全数字实时仿真与物理仿真设备的功率连接技术有待进一步研究，以解决仿真规模与仿真精细程度之间的矛盾。
3）联合实时仿真技术有待研究，解决电网仿真、电厂仿真等各类仿真系统的联合交互仿真问题。
4）大电网的在线实时仿真技术有待进一步研究，使系统仿真模型能够及时跟踪大电网运行状态变化。
2 先进计算技术发展趋势
2.1 计算机及网络
未来的计算机和网络的发展趋势将是通信技术、网络与计算机技术的进一步融合，朝着超高速、超小型、高性能、平行处理和智能化方向发展。
发展高性能计算技术有2条途径：一条是通过多核、多机并行计算或分布式计算技术来实现；另一条途径是发展非传统的新技术，包括超导计算、光计算、量子计算、生物计算与纳米计算等。
新型计算机从体系结构到器件与技术都要产生一次量的乃至质的飞跃[90]，包括生物计算机、光学计算机、量子计算机、纳米计算机、碳纳米管计算机、超导计算机等[91-95]。其中量子计算机和碳纳米管计算机距离实用程度最近，而其他计算机技术在未来几十年内仍将处于研发阶段。量子计算机的使用需要全新的算法支持，将给电力系统仿真分析带来重大变革；碳纳米管计算机的应用模式与目前硅芯片计算机没有本质区别。
未来的网络是可随处连接的，具有前所未有的带宽，是贴近应用的智能化网络[96-97]。研发中的新一代网络，传输速度可达标准宽频服务的1万倍[98]。
2.2 相关计算数学
数值计算方法未来的发展主要集中在提高算法效率、计算结果精度和非线性方程求解的收敛性等方面。
人工智能方法将与仿真环境结合得更为紧密，从而提高仿真自动化程度和仿真精度。
概率类算法在仿真计算领域的进一步发展，主要是增强各种与现有数值仿真计算方法相结合的衍生算法的实用性，降低对参数的要求，提高计算结果的质量，以及计算结果的进一步分析应用。
模糊数学将与人工智能技术的各分支进一步结合，求解用经典数值计算方法难以求解的问题，并进一步实用化。
2.3 计算模式
未来高性能计算的发展将呈现以下趋势：一是并行计算和分布式计算2种形态共存并互相结合、相互补充；二是从高性能计算走向高效能计算，提高计算性能、可编程性、可移植性和鲁棒性，降低系统的开发、运行及维护成本[99]。
随着中国智能电网的建设和发展，分布式计算技术在仿真分析领域的应用将不断深入，分布式计算以及网格计算[100]的应用，可以有效解决电力系统实时、复杂的计算问题。
当前中国的云计算的发展正进入成长期，预期在2015年之后，中国云计算产业将真正进入成熟期，云计算服务模式将被广大用户接受。目前云计算技术总体趋势向开放、互通、融合、安全方向发展，云计算将向公共计算网发展，对大规模的协同计算技术提出新的要求，虚拟机的互操作，资源的统一调度需要更加开放的标准[8]。云标准将较快发展并成熟。预计到2020年，云计算技术在电力系统仿真分析领域将得到广泛应用。
3 先进计算技术在电力系统仿真分析中应用预测
3.1 概述
先进计算技术(计算机及网络、计算数学、计算模式)的发展和应用，将为电力系统仿真分析技术带来巨大发展变化。本节预测2050年电力系统仿真分析技术的发展趋势。
3.2 电力系统建模技术
1）电力系统的建模方法和工具得到长足发展。
第13期田芳等：电力系统仿真分析技术的发展趋势 2157
形成完备的混合仿真建模和智能建模理论。基于WAMS和WASA数据进行仿真模型的修正成为建模的重要手段。
2）建立丰富、精确、模块化和标准化的各类元件模型。模型的模块化、标准化使得系统建模可在任一仿真软件的建模环境下进行，采用通用的输入输出格式，并可在其他仿真软件中进行调用，使模型具备“即插即用”的功能。
3）未来的智能电力设备中可自带标准化的模型并具备对局部模型进行仿真的能力，其结构和参数自行维护更新，模型可以是异地分布的。
3.3 电力系统数字仿真分析方法
1）电力系统仿真计算方法在计算的收敛性和鲁棒性、结果的准确性以及对最优结果的搜索等方面都取得较大进步。
2）建立灵活的仿真数据平台和异地分布式仿真分析平台，结合智能电力设备中自带的标准化模型，模型数据的云存储和标准化技术，WAMS、WASA等先进测量技术，云计算技术，实现仿真数据的自动调整和对电网的按需灵活仿真。根据研究目的不同，电网数据可以不同的精细程度自动组合和调整，形成计算用数据，用户无需关心具体数据的存放位置和获取方式。
3）开辟新的仿真计算领域，如与环境保护、新型电力市场运营相结合。
4）建立高度智能化的面向用户、面向问题、面向实验的建模与仿真环境，实现智能人机交互仿真和仿真结果的智能化分析。
5）不同时间尺度的混合仿真技术逐步成熟，实现电磁暂态–机电暂态–中长期动态过程的连续仿真，可获得系统从仿真开始后微秒级到分钟级，甚至小时级时间尺度的动态特性，仿真结果更加贴近系统的实际表现。
6）协同计算将在电力系统仿真分析中逐步应用，使离线仿真分析从以往单地区单人工作的独立模式向多人联合协同计算模式转变，大幅度提高工作效率。
7）人工智能、概率和模糊数学方法将会被更多地引入和研究。人工智能算法是大规模非线性系统求解、优化的有效方法，为电力系统计算分析开辟了一条新的路径，而概率算法和模糊数学方法则可以更好地处理仿真计算中的各种随机性和模糊性问题。
8）量子计算机具有应用可能，仿真分析方法将发生重大变革。
3.4 电力系统在线仿真分析
1）建立在线仿真专家系统，挖掘在线数据与系统稳定性之间的联系，根据历史运行数据和电网运行状况找出薄弱环节。
2）将WAMS数据引入到数据整合、参数校核和辨识、动态仿真等各个环节，以提高在线仿真结果与实际系统响应的吻合程度。
3）构建描述电网各类不确定性特征(如天气，间歇性能源接入等)的系统模型，建立在线风险评估系统，采用统一的风险评估指标体系，将确定性安全评价拓展到风险评估。
4）应用数据融合技术，提高对调度自动化系统、广域量测系统、继电保护稳控系统、离线方式数据等多系统多信息的整合能力和利用水平。
5）实现基于超实时仿真的在线控制和云控制，利用大规模电力系统的超实时仿真技术，在故障发生后快速判别系统稳定性，并给出控制措施，解决连锁故障期间电网运行状况瞬息变化导致控制措施失效的问题。云控制是云计算技术与基于超实时仿真的在线控制技术的完美结合，是未来在线控制技术的发展方向。云控制的典型场景如图2所示。
控制
控制
区域控制
厂
站
控
制
全网调度中心
区域控制中心
变电站
发电厂
厂站
控制
全
网
控
制
图2 云控制场景图
Fig. 2 Scene graph of cloud control
3.5 电力系统实时仿真
1）采用新的并行仿真方法或对既有方法进行改进，结合计算机软硬件技术的发展，实现风力发电、太阳能发电、电压源直流输电、新型FACTS、储能等新能源新设备的电磁暂态实时仿真。
2）实现机电暂态–电磁暂态–中长期动态一体化实时仿真，建立超大规模电力系统数模混合实时仿真平台，实现超大规模电力系统与数十条直流输电、电力电子装置、新能源新设备等的物理仿真设备或物理设备的联合实时仿真。
3）建立电网–电厂–变电站联合实时仿真平台，
2158 中国电机工程学报第34卷
可灵活接入实际的电网二次设备、电厂和变电站监
控设备进行仿真试验分析。
4）分布式实时仿真全面应用，开展远程试验。
通过异地多个实时仿真装置的配合和高速的通信
网络支持，实现多个物理装置的分布式仿真试验，
解决带通道保护的继电保护装置、多个HVDC或
FACTS控制器等异地试验设备的同步测试和控制
器协调问题。远程试验是分布式实时仿真的特殊应
用模式，即大电网的实时仿真在异地高性能服务器
上进行，而现场仅需要配备与物理待测设备的输入
输出接口，需要高速的通信网络支持。分布式实时
仿真的典型场景如图3所示。
励磁调节器
继电保护设备FACTS控制装置1
直流输电控制装置GPS时钟
FACTS控
物理装
置接口
功率放大器
图3 分布式实时仿真场景图
Fig. 3 Scene graph of distributed real-time simulation 5）建立真实电力系统的影子系统——大电网在线实时仿真系统，通过实时信息采集与传递系统，实时接受电网运行数据，使系统仿真模型能够及时跟踪大电网运行状态特别是灾害情况下的迅速变化。
4 结束语
随着化石能源逐渐枯竭，发展利用清洁能源和可再生能源成为世界各国的必然选择，也是新能源变革的主要内容。在新能源变革形势下，电网的使命也将发生变化，智能电网是适应新能源变革和承担电网新使命的新一代电网。为适应智能电网的发展，未来的电力系统仿真分析技术在准确性、快速性、灵活性等方面将得到极大发展。
本文依据计算机、网络、通信等技术当前和未来可能的发展，探讨和预测了新的先进计算技术的发展趋势，以及新的先进计算技术在电力系统仿真分析中的应用趋势。
致 谢
本文的主要成果和结论来源于中国科学院技术科学部项目“能源革命中电网技术发展预测”中专题“先进计算技术在电力系统仿真分析中应用”的研究。周双喜教授、胡学浩教高对专题研究提出了诸多宝贵意见。文中个别论点深受朱方教高的启发。本文图2、图3由陈勇、孙丽香协助绘制。在此一并感谢。
参考文献
[1] U.S.-Canada Power System Outage Task Force．Final
report on the August 14, 2003 blackout in the United States and Canada：causes and recommendations [DB/OL]．2004．https://www.doczj.com/doc/114155411.html,．
[2] 汤涌，卜广全，易俊．印度“7．30”、“7．31”大停
电事故分析及启示[J]．中国电机工程学报，2012，
32(25)：167-174．
Tang
Yong，Bu Guangquan，Yi Jun．Analysis and lessons of the blackout in Indian power grid on July 30 and 31, 2012[J]．Proceedings of the CSEE，2012，32(25)：
167-174(in Chinese)．
[3] 郑超，侯俊贤，严剑峰，等．在线动态安全评估与预
警系统的功能设计与实现[J]．电网技术，2010，34(3)：55-60．
Zheng
Chao，Hou Junxian，Yan Jianfeng，et al．Functional design and implementation of online dynamic security assessment and early warning system[J]．Power System Technology，2010，34(3)：55-60(in Chinese)．
[4] 中国南方电网公司．交直流电力系统仿真技术[M]．1
版．北京：中国电力出版社，2007：2．
China Southern Power Grid．AC/DC power system simulation technology[M]．1st ed．Beijing：China Electric
Power Press，2007：2(in Chinese)．
[5] 刘奇．高性能计算发展动态[N]．中国计算机报，
2007-06-25．
Liu
Qi．High performance computing development [N]．China Computer，2007-06-25(in Chinese)．
[6] 薛巍．电网仿真考验高性能计算[N]．计算机世界，
2006-09-25．
Xue
Wei．Power grid simulation testing high performance computing[N]．Computer World，2006-09-25(in Chinese)．[7] 廖力，张涛．云计算综述及其前景展望[J]．科技资讯，
2009(29)：210．
Liao
Li，Zhang Tao．Cloud computing review and its prospect[J]．Science & Technology Information，
2009(29)：210(in Chinese)．
[8] 房秉毅，张云勇，程莹，等．云计算国内外发展现状
分析[J]．电信科学，2010(S1)：1-5．
Fang
Bingyi，Zhang Yunyong，Cheng Ying，et al．Analysis
第13期田芳等：电力系统仿真分析技术的发展趋势 2159
in the present and developing status of cloud computing [J]．Telecommunications Science，2010(S1)：1-5(in
Chinese)．
[9] Foster I， Zhao Y， Raicu I， et al．Cloud computing and
grid computing 360 degree compared[C]//Proceedings of Grid Computing Environments Workshop．Austin，TX，
USA：IEEE Computer Society，2008：1-10．
[10] Rittinghouse John W，Ransome J F．Cloud computing：
implementation，management and security[M]．USA：
CRC Press，2010：1-10．
[11] Wang Lei，Morison K．Implementation of online security
assessment[J]．IEEE Power & Energy Magazine，2006，
4(5)：47-59．
[12] RTDS Technologies Inc.．RTDS handbook[R]．Manitoba，
Canada：RTDS Technologies Inc.，2007．
[13] 严剑峰，于之虹，田芳，等．电力系统在线动态安全评
估和预警系统[J]．中国电机工程学报，2008，28(34)：
87-93．
Yan
Jianfeng，Yu zhihong，Tian fang，et al．Dynamic security assessment ＆ early warning system of power system[J]．Proceedings of the CSEE，2008，28(34)：87-93
(in Chinese)．
[14] 田芳，李亚楼，周孝信，等．电力系统全数字实时仿真
装置[J]．电网技术，2008，32(22)：17-22．
Tian
Fang，Li Yalou，Zhou Xiaoxin，et al．Advanced digital power system simulator[J]．Power System Technology，2008，32(22)：17-22(in Chinese)．
[15] Varshney S，Srivastava L，Pandit M．ANN based
integrated security assessment of power system using parallel computing[J]．International Journal of Electrical Power & Energy Systems，2012，42(1)：49-59．
[16] 李兢，沈沉，陈颖，等．基于自校正控制的电力系统
分布式计算[J]．电力系统自动化，2010，34(10)：18-23． Li
Jing，Shen Chen，Chen Ying，et al．Application of the self-tuning control method to distributed computing of power systems[J]．Automation of Electric Power Systems，2010，34(10)：18-23(in Chinese)．
[17] 张海波，蒋良敏，陶文伟，等．实用化分布式动态潮流
计算系统的设计与实现[J]．电力系统自动化，2008，
32(2)：11-15，44．
Zhang
Haibo，Jiang Liangmin，Tao Wenwei，et al．Design and implementation of a practical distributed power flow calculation system[J]．Automation of Electric Power Systems，2008，32(2)：11-15，44(in Chinese)．
[18] 程新功，厉吉文，曹立霞，等．电力系统最优潮流的分
布式并行算法[J]．电力系统自动化，2003，27(24)：23-27． Cheng
Xingong，Li Giwen，Cao Lixia，et al．Distributed parallel computing method of power system OPF [J]．Automation of Electric Power Systems，2003，27(24)：23-27(in Chinese)．[19] 王成山，张家安．暂态稳定分布式仿真计算的改进算法
[J]．电力系统自动化，2004，28(14)：28-32．
Wang
Chengshan，Zhang Jiaan．An improved distributed simulation and computing algorithm for transient stability
[J]．Automation of Electric Power Systems，2004，28(14)：
28-32(in Chinese)．
[20] 李芳．电力系统小干扰稳定分布式并行算法研究[D]．北
京：中国电力科学研究院，2006．
Li
Fang．Study on distributed parallel computing method for power system small signal stability[D]．Beijing：China
Electric Power Research Institute，2006(in Chinese)．[21] Shahidehpour M，Wang Yaoyu．Communication and
control in electric power systems：applications of parallel
and distributed processing[M]．Piscataway，NJ，USA：
IEEE Press，2003：47-56．
[22] Korres G N，Contaxis G C．Application of a reduced
model to a distributed state estimator[C]//Proceedings of
2000 IEEE Power Engineering Society Winter Meeting．Singapore：IEEE PES，2000：999-1004．[23] 郭秀云，李惠琴，梁建明，等．机电系统建模方法综述
[J]．机电工程技术，2005，34(12)：13-16，26．
Guo Xiuyun，Li Huiqin，Liang Jianming，et al．Mechatronics system modeling method review [J]． Mechatronics Engineering Technology，2005，
34(12)：13-16，26(in Chinese)．
[24] 侯涛．电力系统中的人工智能方法及其应用[J]．云南
电力技术，2004，32(2)：59-60，62．
Hou
Tao．Artificial intelligence method and its application in electric power system[J]．Yunnan Electric Power，2004，
32(2)：59-60，62 (in Chinese)．
[25] 陈楷，刘轶，王卉．基于人工智能的电力调度决策支
持系统研究[J]．中国电力教育，2010(30)：247-248．
Chen
Kai，Liu Yi，Wang Hui．Study on power dispatching decision support system based on artificial intelligence
[J]．China Electric Power Education，2010(30)：247-248
(in Chinese)．
[26] 宋云亭．发输电合成系统可靠性综合评估的智能模型和
算法研究[D]．北京：清华大学，2003．
Song
Yunting．Study on intelligent model and algorithm of reliability comprehensive evaluation of composite power
system[D]．Beijing：Tsinghua University(in Chinese)．[27] 张卓．电力参数测量模型及实时测量系统的研究[D]．南
京：河海大学，2005．
Zhang
Zhuo．Study on power parameter measuring model and real-time measuring system[D]．Nanjing：Hohai
University(in Chinese)．
[28] 伍双喜，吴文传，张伯明，等．用PMU实测数据辨识
同步发电机参数的关键问题[J]．电力系统自动化，2012，
36(17)：50-55．
Wu Shuangxi, Wu Wenchuan, Zhang Boming，et al．Key
2160 中国电机工程学报第34卷
issues of synchronous generator parameter identification
using PMU measurements[J]．Automation of Electric
Power Systems，2012，36(17)：50-55(in Chinese)．[29] EPRI．提供给美国国家标准技术研究院的有关智能电
网互操作性标准蓝图的报告[2009中文版][R]．2009，
https://www.doczj.com/doc/114155411.html,/p-53741141703.html．
EPRI．Report on smart grid interoperability standard blueprint to USA National Standard Technology Institute[R]．2009．https://www.doczj.com/doc/114155411.html,/p-537411417
03.html(in Chinese)．
[30] 曾沅．智能电网研究现状与发展趋势[R]．2010．http://
https://www.doczj.com/doc/114155411.html,/view/c0e012687e21af45b307a8a2.html.
Zeng
Yuan．Smart grid research status and development trend[R]．2010．https://www.doczj.com/doc/114155411.html,/view/c0e01268
7e21af45b307a8a2.html(in Chinese)．
[31] Zhou Ning，Huang Zhenyu，Jarek N，et al．Wide-area
situational awareness of power grids with limited phasor
measurements[C]//Proceeding of Third International Conference on Critical Infrastructures．Alexandria，V A：
IEEE PES，2006：207-213．
[32] 汤涌．基于电机参数的同步电机模型[J]．电网技术，
2007，31(12)：47-51．
Tang
Yong．A discussion about standard parameter models of synchronous machine[J]．Power System Technology，
2007，31(12)：47-51(in Chinese)．
[33] 郑晓雨，贺仁睦，马进．逐步多元回归法在负荷模型扩
展中的应用[J]．中国电机工程学报，2011，31(4)：72-77． Zheng
Xiaoyu，He Renmu，Ma Jin．Application of stepwise multiple regression to load model extension
[J]．Proceedings of the CSEE，2011，31(4)：72-77(in
Chinese)．
[34] 周海强，茆超，鞠平，等．考虑配电网络的综合负荷模
型可辨识性分析[J]．电力系统自动化，2008，32(16) ：
16-19，77．
Zhou
Haiqiang，Mao Chao，Ju Ping，et al．An identifiability analysis of a synthetic load model with the
distribution network considered[J]．Automation of Electric
Power Systems，2008，32(16)：16-19，77(in Chinese)．[35] 李培强，李欣然，林舜江．电力负荷建模研究述评[J]．电
力系统及其自动化学报，2008，20(5)：56-64，123．
Li
Peiqiang，Li Xinran，Lin Shunjiang．Critical review on synthesis load modeling[J]．Proceedings of the CSU-
EPSA，2008，20(5)：56-64，123(in Chinese)．
[36] Acha E，Claudio R F-E，Hugo A-P，et al．柔性交流输
电系统在电网中的建模与仿真[M]．程新功，张勇，王
中华，译．北京：机械工业出版社，2011：6-34．
Acha
E，Claudio R F-E，Hugo A-P，et al．FACTS modeling and simulation in power networks [M]．Translated by Cheng Xingong，Zhang Yong，Wang
Zhonghua．Beijing：Machinery Industry Press，2011：
6-34(in Chinese)．
[37] 张占奎，王德意，迟永宁，等．超导储能装置提高风电
场暂态稳定性的研究[J]．电力系统保护与控制，
2010(24)：38-42，47．
Zhang
Zhankui，Wang Deyi，Chi Yongning，et al．Study of transient stability enhancement of wind farm by application of superconducting magnetic energy storage devices[J]．Power System Protection and Control，
2010(24)：38-42，47(in Chinese)．
[38] Kustom R L，Skiles J J，Wang J，et al．Research on power
conditioning systems for superconductive magnetic energy
storage(SMES)[J]．IEEE Trans. on Magnetics，1991，
127(2)：2320-2323．
[39] 周双喜，吴畏，吴俊玲，等．超导储能装置用于改善暂
态电压稳定性的研究[J]．电网技术，2004，28(4)：1-5． Zhou
Shuangxi，Wu Wei，Wu Junling，et al．Application of superconducting magnetic energy storage to improve transient voltage stability[J]．Power System Technology，2004，28(4)：1-5(in Chinese)．
[40] Lin Yoke，Wang Youyi．Augmentation of transient stability
using a superconducting coil and adaptive nonlinear control[J]．IEEE Trans. on Power Systems，1998，13(2)：361-366．
[41] Hirose M，Masuda T，Sato K，et al．High-temperature
superconducting (HIS) DC cable[J]．SEI Technical Review，2006(61)：29-35．
[42] Slootweg J G，Kling W L．Impacts of distributed
generation on power system transient stability[C]//IEEE Power Engineering Society Summer Meeting．Chicago，
IL，USA：IEEE PES，2002：862-867．
[43] Azmy A M，Erlich I．Impact of distributed generation on
the stability of electrical power system[C]//IEEE Power Engineering Society General Meeting．San Francisco，
CA，USA：IEEE PES，2005：780-787．
[44] 王成山，李鹏．分布式发电系统仿真理论与方法[J]．电
力科学与技术学报，2008，23(1)：8-12．
Wang
Chengshan，Li Peng．Theory and methodology of power system simulation including distributed generation units[J]．Journal of Electric Power Science and Technology，2008，23(1)：8-12(in Chinese)．
[45] 曾正，赵荣祥，杨欢．含逆变器的微电网动态相量模
型[J]．中国电机工程学报，2012，32(10)：65-71．
Zeng
Zheng，Zhao Rongxiang，Yang Huan．Dynamic phasors model of micro-grid with grid-connected inverters
and simulation[J]．Proceedings of the CSEE，2012，
32(10)：65-71(in Chinese)．
[46] 白晓清，韦化，Katsuki Fujisawa．求解最优潮流问题
的内点半定规划法[J]．中国电机工程学报，2008，
28(19)：56-64．
Bai
Xiaoqing，Wei Hua，Fujisawa K．Solution of optimal
第13期田芳等：电力系统仿真分析技术的发展趋势 2161
power flow problems by semi-definite programming
[J]．Proceedings of the CSEE，2008，28(19)：56-64(in
Chinese)．
[47] 薛禹胜．EEAC与直接法的机理比较：(一)受扰程度函
数．电力系统自动化，2001，25(11)：6-11．
Xue
Yusheng．A critical comparison of various methods for transient stability assessment，part one： disturbed-
measure functions[J]．Automation of Electric Power
Systems，2001，25(11)：6-11(in Chinese)．
[48] 汤涌．交直流电力系统多时间尺度全过程仿真和建模研
究新进展[J]．电网技术，2009，33(16)：1-8．
Tang
Yong．New progress in research on multi-time scale unified simulation and modeling for AC/DC power
systems[J]．Power System Technology，2009，33(16)：
1-8(in Chinese)．
[49] HeffernanMD，TurenerKS，Arrillaga J，et al．Computation
of AC-DC system disturbance，part I and II and III
[J]．IEEE Trans. on Power Apparatus and Systems，1981，
100(11)：4341-4363．
[50] 岳程燕，田芳，周孝信，等．电力系统电磁暂态-机电
暂态混合仿真接口原理．电网技术，2006，30(1)：23-27，
88．
Yue
Chengyan，Tian Fang，Zhou Xiaoxin，et al．Principle of interfaces for hybrid simulation of power system
electromagnetic-electromechanical transient process [J]．Power System Technology，2006，30(1)：23-27，
88(in Chinese)．
[51] Tian Fang，Yue Chengyan，Wu Zhongxi，et al．Realization
of electromechanical transient and electromagnetic transient real time hybrid simulation in power system[C]//
Proceedings of the IEEE/PES T&D 2005AP．Dalian，
China：IEEE PES，2005：SM1-03 T&D-C0384．
[52] 田芳，李亚楼，周孝信，等．电力系统全数字实时仿真
装置[J]．电网技术，2008，32(22)：17-22．
Tian
Fang，Li Yalou，Zhou Xiaoxin，et al．Advanced digital power system simulator[J]．Power System Technology，2008，32(22)：17-22(in Chinese)．
[53] 李亚楼．大规模电力系统机电暂态实时仿真算法及软件
的研究[D]．北京：中国电力科学研究院，2003．
Li Yalou．Study on large-scale power system electromechanical transient real-time simulation algorithm
and software[D]．Beijing：China Electric Power Research
Institute，2003(in Chinese)．
[54] 李传栋，房大中，杨金刚，等．大规模电网并行潮流算
法[J]．电网技术，2008，32(7)：34-39．
Li
Chuandong，Fang Dazhong，Yang Jingang，et al．New research on parallel power-flow calculation for large-scale
power system[J]．Power System Technology，2008，32(7)：
34-39(in Chinese) ．
[55] 岳程燕，周孝信，李若梅．电力系统电磁暂态实时仿真
中并行算法的研究[J]．中国电机工程学报，2004，
24(12)：1-7．
Yue Chengyan，Zhou Xiaoxin，Li Ruomei．Study of parallel approaches to power system electromagnetic transient real-time simulation[J]．Proceedings of the CSEE，2004，24(12)：1-7(in Chinese)．
[56] Kim B H，Baldick R．A comparison of distributed optimal
power flow algorithms[J]．IEEE Transactions on Power Systems，2000，15(2)：599-604．
[57] Osano M，Capretz M A M．A distributed method for
solving nonlinear equations applying the power load flow
calculation[C]//Proceeding of the Thirtieth Hawaii International Conference on System Sciences．Wailea，
HI：University of Hawaii，1997：676-680．
[58] Daniel A B，Tylavsky J．Parallel processing in power
system computation[J]．IEEE Trans. on Power Systems，
1992，7(2)：629-638．
[59] Semlyen A．Fundamental concepts of a Krylov subspace
power flow methodology[J]．IEEE Transactions on Power
Systems，1996，11(3)：1528-1534．
[60] Flueck A J，Chiang H D．Solving the nonlinear power flow
equations with an inexact Newton method using GMRES
[J]．IEEE Transactions on Power Systems，1998，13(2)：267-273．
[61] Jalili-Marandi V，Zhou Zhiyin，Dinavahi V．Large-scale
transient stability simulation of electrical power systems on parallel GPUs[J]．IEEE Transactions on Parallel and
Distributed Systems，2012，23(7)：1255-1266．
[62] 车仁飞．配电网潮流计算及重构算法的研究[D]．济南：
山东大学，2003．
Che
Renfei．Study on distribution network load flow calculation and reconfiguration algorithm[D]．Jinan：
Shandong University，2003(in Chinese)．
[63] 刘伟，李恒，孙福杰，等．基于GIS和区间FTU的配
电网网损计算方法[J]．电网技术，2003，27(4)：68-71． Liu
Wei，Li Heng，Sun Fujie，et al．A new GIS and sectional FTU based calculation method for transmission
losses in distribution networks[J]．Power System Technology，2003，27(4)：68-71(in Chinese)．
[64] Borozan V，Rajictc D．Minimum loss reconfiguration of
unbalanced distribution networks[J]．IEEE Transactions on Power Delivery，1997，12 (1)：435-441．
[65] Chen T H，Chen M S，Lee W J，et al．Distribution system
short circuit analysis-A rigid approach[J]．IEEE Trans. on
Power Systems，1992，7(1)：444-450．
[66] Ghosh D Das．Method for load-flow solution of radial
distribution networks[J]．IEE Proceedings-Generation，
Transmission and Distribution，1999，146(6)：641-648．[67] Lee S，Valenti A，Bel I．Distribution fast simulation and
modeling(D—FSM)high level requirements[R]．Palo
2162 中国电机工程学报第34卷
Alto，California：US EPRI，2005．
[68] 余贻鑫，徐臣，贾宏杰．智能电网快速仿真与模拟任务
调度优化方法[J]．计算机工程与应用，2009，45(19)：
26-30．
Yu
Yixin，Xu Chen，Jia Hongjie．Optimal algorithms for task scheduling on smart grid fast simulation and modeling[J]．Computer Engineering and Applications，
2009，45(19)：26-30(in Chinese)．
[69] 陈海焱，陈金富，段献忠．含分布式电源的配电网潮流
计算[J]．电力系统自动化，2006，30(1)：35-40．
Chen
Haiyan，Chen Jinfu，Duan Xianzhong．Study on power flow calculation of distribution system with DGs[J]．Automation of Electric Power Systems，2006，
30(1)：35-40(in Chinese)．
[70] 郭力，王成山．含多种分布式电源的微网动态仿真[J]．电
力系统自动化，2009，33(2)： 82-86．
Guo
Li，Wang Chengshan．Dynamical simulation on microgrid with different types of distributed generations
[J]．Automation of Electric Power Systems，2009，33(2)：82-86(in Chinese)．
[71] 赵晶晶．含分布式发电的配电网优化运行研究[D]．重
庆：重庆大学．2009．
Zhao
Jingjing．Study on operation optimization of distribution system with DGs[D]．Chongqing：Chongqing
University(in Chinese)．
[72] Katiraei F，Iravani MR．Power management strategies for
a microgrid with multiple distributed generation
units[J]．IEEE Transactions on Power Systems，2006，
21(4)：1821-1831．
[73] Kim T E，Kim J E．Considerations for the feasible
operating range of distributed generation interconnected to
power distribution system[C]//Proceedings of the IEEE Power Engineering Society Transmission and Distribution
Conference．Chicago：IEEE PES，2002，1：42-48．[74] Zhu Y，Tomsovic K．Adaptive power flow method for
distribution systems with dispersed generation[J]．IEEE
Transactions on Power Delivery，2002，17(2)：822-827．[75] Vittal V，Sauer P，Meliopoulos S，et al．On-line transient
stability assessment scoping study[R]．Ithaca，New York,：Power Systems Engineering Research Center，2005．[76] 薛禹胜．EEAC和FASTEST[J]．电力系统自动化，1998，
22(9)：25-30．
Xue
Yusheng．EEAC and FASTEST[J]．Automation of Electric Power Systems，1998，22(9)：25-30(in Chinese)．[77] 张伯明，吴素农，蔡斌，等．电网控制中心安全预警和
决策支持系统设计[J]．电力系统自动化，2006，30(6)：1-5．
Zhang
Boming，Wu Sunong，Cai Bin，et al．Design of an early warning and security countermeasure system for electric power control centers[J]．Automation of Electric
Power Systems，2006，30(6)：1-5(in Chinese)．
[78] 张伯明．智能安全预警：美加停电事故对调度自动化的
启示[C]//电力系统安全及其战略防御高级学术研讨会
论文集．北京：电网技术杂志社与中国电机工程学会，
2004：147-157．
Zhang
Boming．Intelligent security early warning，enlightment on dispatch automation obtained from
American & Canada blackout[C]//Proceedings of Power
System Security and its Strategic Defense Academic
Seminar．Beijing：Journal of Power System Technology &
Chinese Society for Electrical Engineering，2004：
147-157(in Chinese)．
[79] Demartini G，Massucco S，Wiehenkel L．Open market
access and security assessment system[C]//Proceedings of
the 7th International Workshop on Electric Power Control
Centers．Ortisei，Italy：Italian Society for Electrical
Engineering，2003：1407-1409．
[80] 罗建民，戚光宇，何正文，等．电力系统实时仿真技术
研究综述[J]．继电器，2006，34(18)：79-86．
Luo
Jianmin，Qi Guangyu，He Zhengwen，et al．Research on power system real-time simulation[J]．Relay，2006，
34(18)：79-86(in Chinese)．
[81] IREQ．HYPERSIM[R]．Quebec，Canada：Hydro-QueBec，
2007．
[82] Marttila R J，Dick E P，Fischer D，et a1．Closed-loop
testing with the real-time digital power system simulator
[J]．Electric Power Systems Research，1996，36(3)：
181-190．
[83] Brandt D，Wachal R，Valiquett R．Closed loop testing of
a joint V AR controller using a digital real time simulator
[J]．IEEE Trans. on Power Systems，1991，6(3)：
1140-1146．
[84] Claus M，Messner H，Retzmann D，et a1．Verification of
HVDC controller using an advanced hybrid real-time
digital simulator[C]//Proceedings of POWERCON 98，
International Conference on Power System Technology．Beijing，China：IEEE，CSEE，1998：493-497．[85]谢化安，王永源，万四维，等．东莞变电站链式STATCOM
控制保护的RTDS试验研究[J]．电力系统保护与控制，
2013，41(4)：117-122．
Xie
Huaan，Wang Yongyuan，Wan Siwei，et al．Research on the control and protection system of Dongguan
Substation cascade static synchronous compensator based
on RTDS[J]．Power System Protection and Control，2013，
41(4)：117-122(in Chinese)．
[86] OPAL-RT Inc.．RT-LAB version 8.3.6 user guide
[R]．Montreal，Canada：OPAL-RT Inc.，2009．
[87] Wang X，Giesbrecht J，Woodford D，et al．Enhanced
performance of a conventional HVDC analogue simulator
with a real-time digital simulator[C]//Proceedings of the
第13期田芳等：电力系统仿真分析技术的发展趋势 2163
11th Power System Computation Conference．Avignon，
France：，1993：663-669．
[88] Kuffel R，Wierckx R P，Forsyth P，et al．Expanding an
analogue HVDC simulator’s modeling capability using a real-time digital simulator (RTDS)[C]//Proceedings of the First International Conference on Digital Power System Simulators - ICDS ‘95，College Station．Texas，USA：IEEE，1995：199-204．
[89] 胡涛，朱艺颖，张星，等．全数字实时仿真装置与物理
仿真装置的功率连接技术[J]．电网技术，2010，34(1)：51-55．
Hu
Tao，Zhu Yiying，Zhang Xing，et al．Power connection technology for full-digital real-time simulator and analogue simulator[J]．Power System Technology，2010，34(1)：51-55(in Chinese)．
[90] 张洁．未来计算机与计算机技术发展展望[J]．广东科
技，2006(10)：140-141．
Zhang
Jie．Computer in the future and computer technology development prospect[J]．Guangdong Science
&Technology，2006(10)：140-141(in Chinese)．
[91] 王颖华．计算机技术现状及未来发展分析[J]．计算机与
网络，2010(3)：136-138．
Wang
Yinghua．Computer technology status and future development analysis[J]．China Computer ＆ Network，
2010(3)：136-138(in Chinese)．
[92] Fire Fox．五种未来计算机[J]．微型计算机，2003(18)：
19-23．
Fire
F．Five kinds of computer in the future[J]．Micro Computer，2003(18)：19-23(in Chinese)．
[93] 李向林．纳米计算技术前瞻[J]．科技信息，2000(12)：
28-29．
Li
Xianglin．Nanometer computing technology prospect [J]．Science & Technology Information，2000(12)：
28-29(in Chinese)．
[94] 杜鹏．未来PC的发展趋势[J]．中国现代教育装备，
2007(9)：118-119．
Du
Peng．Developing trend of future PC[J]．China Modern Education Equipment，2007(9)：118-119(in Chinese)．[95] Sun D-M，Marina Y．Timmermans，Tian Ying，et
al．Flexible high-performance carbon nanotube integrate circuits[J]．Nature Nanotechnology，2011(6)：156-161．[96] 顾冠群，沈苏彬，顾伯萱，等．新一代高性能计算机网
络[J]．东南大学学报：自然科学版，2002，32(3)：301-310．
Gu
Guanqun，Shen Subin，Gu Boxuan，et al．New generation high performance computer network [J]．Journal of Southeast University：Natural Science
Edition，2002，32(3)：301-310(in Chinese)．
[97] 张晓艳，刘东华，王仲华．计算机网络发展趋势探析
[J]．计算机与网络，2003(6)：60-61．
Zhang Xiaoyan，Liu Donghua，Wang Zhonghua．Developing trend of computer network
[J]．China Computer & Network，2003(6)：60-61(in
Chinese)．
[98] 常海山．也许世界只需要一台电脑[J]．中国计算机用户，
2008(18)：38．
Chang
Haishan．Maybe the world only need one computer[J]．China Computer Users，2008(18)：38(in
Chinese)．
[99] Jarvis S A，Spooner D P，Keung H N L C，et
al．performance-based middleware services for grid
computing[C]//Proceeding of the 5th Annual International
Workshop on Active Middleware Services (AMS2003)．Washington，USA：IEEE Computer Society，
2003：151-159．
[100] 张步涵，方华亮，毛承雄，等．电力系统的新计算模式：网格计算[J]．水电能源科学，2005，23(3)：5-8．
Zhang
Buhan，Fang Hualiang，Mao Chengxiong，et al．A new computing mode in power system：grid computing
[J]．Water Resources and Power，2005，23(3)：5-8(in
Chinese)．
收稿日期：2013-07-04。
作者简介：
田芳(1973)，女，博士，教授级高工，
研究方向为电力系统分析与控制、电力系
统数字仿真，tianf@https://www.doczj.com/doc/114155411.html,；
黄彦浩(1978)，男，硕士，工程师，研
究方向为电力系统计算与分析；
史东宇(1980)，男，硕士，工程师，研
究方向为电力系统在线安全分析。
田芳
(责任编辑刘浩芳)
电气工程学院 《电力系统分析综合实验》2017年度PSASP实验报告 学号： 姓名： 班级：
实验目的： 通过电力系统分析的课程学习，我们都对简单电力系统的正常和故障运行状态有了大致的了解。但电力系统结构较为复杂，对电力系统极性分析计算量大，如果手工计算，将花费 大量的时间和精力，且容易发生错误。而通过使用电力系统分析程序PSASP，我们能对电 力系统潮流以及故障状态进行快速、准确的分析和计算。在实验过程中，我们能够加深对电力系统分析的了解，并学会了如何使用计算机软件等工具进行电力系统分析计算，这对我们以后的学习和工作都是有帮助的。 潮流计算部分： 本次实验潮流计算部分包括使用牛顿法对常规运行方式下的潮流进行计算，以及应用PQ分解法规划运行方式下的潮流计算。在规划潮流运行方式下，增加STNC-230母线负荷的有功至1.5.p.u，无功保持不变，计算潮流。潮流计算中，需要添加母线并输入所有母线 的数据，然后再添加发电机、负荷、交流线、变压器、支路，输入这些元件的数据。对运行方案和潮流计算作业进行定义，就可以定义的潮流计算作业进行潮流计算。 因为软件存在安装存在问题，无法使用图形支持模式，故只能使用文本支持模式，所以 无法使用PSASP绘制网络拓扑结构图，实验报告中的网络拓扑结构图均使用Visio绘制， 请见谅。 常规潮流计算： 下图是常规模式下的网络拓扑结构图，并在各节点标注电压大小以及相位。 下图为利用复数功率形式表示的各支路功率（参考方向选择数据表格中各支路的i侧母
线至j侧），因为无法使用图形支持模式，故只能通过文本支持环境计算出个交流线功率，下图为计算结果。
构造地质学研究现状和发展趋势 构造地质学是地质学分支学科之一，以岩石圈的各种地质体作为研究对象,探究其组合形式及形成、发育、变形、破坏规律。一般根据其研究对象和研究内容的差异,分为狭义构造地质学和广义构造地质学。狭义构造地质学侧重于对中、小型地质体的研究，主要研究这些构造的几何形态、产状、规模、形成演化等。广义构造地质学的研究范围更加广阔，从地壳演变至岩石圈结构,从重要造山带至板块边界，从显微构造到晶格错位，几乎涵盖了10_8?108cm的所有地质体。近代以来,构造地质学研究获得了空前发展。20世纪60年代以来，板块构造理论体系得以建立和完善;20世纪70年代以来，大陆构造研究得到了重视;20世纪80年代以来，重点研究岩石圈的演化和三维岩石圈的建立；20世纪90年代以来，大陆动力学研究兴起。这些研究使得构造地质学在研究深度和研究广度上取得了重要进展。 1.构造解析构造学本质上是对地质体变形和演化的认识，构造地质学强调野外实地观测，其主要研究方法是构造解析法。构造解析是对地质体空间关系和形成规律的分析解释，内容包括对地质体的几何学、运动学和动力学的分析气几何学解析是指对地质体的产状、规模、组合形式进行研究，进而概化为构造模式。运动学解析主要研究地质体在构造作用中发生的变形和位移。动力学解析是在几何学解析和运动学解析的基础上，反推构造应力的性质、大小、方向，分析和解释该研究区域的构造演化史。 2.研究现状步人20世纪后，构造地质学开始从形态描述逐渐进人对地质体的成因和力学分析研究中，由定性观察转入定量研究，由几何学研究转人运动学、动力学的领域。相关学科的新方法、新思路的引人,使得构造地质学获得了极大地进步，促进了构造地质学和其他学科的交流融合。尤其20世纪60年代后，以板块构造为主的各种新理论的提出，促使构造地质学的发展进入全新阶段。 2.1板块构造理论体系相关研究1968年前后，地质学家归纳了大陆漂移和海底扩张的研究成果，并在此基础上从全球统一的角度提出了板块构造理论,该理论将固体地球表层在垂向上划分为刚性岩石圈和塑性软
电气2013级卓班电力电子技术与电力系统分析 课程实训报告 专业：电气工程及其自动化 班级： 姓名： 学号： 指导教师：
兰州交通大学自动化与电气工程学院 2016 年 1 月日
电力电子技术与电力系统分析课程实训报告 1 电力电子技术实训报告 1.1 实训题目 1.1.1电力电子技术实训题目一 一．单相半波整流 参考电力电子技术指导书中实验三负载，建立MATLAB/Simulink环境下三相半波整流电路和三相半波有源逆变电路的仿真模型。仿真参数设置如下： (1)交流电压源的参数设置和以前实验相关的参数一样。 (2)晶闸管的参数设置如下： R=0.001Ω，L =0H，V f=0.8V，R s=500Ω，C s=250e-9F on (3)负载的参数设置 RLC串联环节中的R对应R d，L对应L d，其负载根据类型不同做不同的调整。 (4)完成以下任务： ①仿真绘出电阻性负载（RLC串联负载环节中的R d= Ω，电感L d=0，C=inf，反电动势为0）下α=30°，60°，90°，120°，150°时整流电压U d，负载电流L 和晶闸管两端电压U vt1的波形。 d ②仿真绘出阻感性负载下（负载R d=Ω，电感L d为，反电动势E=0）α=30°，60°，90°，120°，150°时整流电压U d，负载电流L d和晶闸管两端电压U vt1的波形。 ③仿真绘出阻感性反电动势负载下α=90°，120°，150°时整流电压U d，负载电流L d和晶闸管两端电压U vt1的波形，注意反电动势E的极性。 (5)结合仿真结果回答以下问题： ①该三项半波可控整流电路在β=60°，90°时输出的电压有何差异?
五邑大学 电力系统分析理论 实验报告 院系 专业 学号 学生姓名 指导教师
实验一仿真软件的初步认识 一、实验目的： 通过使用PowerWorld电力系统仿真软件，掌握电力系统的结构组成，了解电力系统的主要参数，并且学会了建立一个简单的电力系统模型。学会单线图的快捷菜单、文件菜单、编辑菜单、插入菜单、格式菜单、窗口菜单、仿真控制等菜单的使用。 二、实验内容： （一）熟悉PowerWorld电力系统仿真软件的基本操作 （二）用仿真器建立一个简单的电力系统模型： 1、画一条母线，一台发电机； 2、画一条带负荷的母线，添加负荷； 3、画一条输电线，放置断路器； 4、写上标题和母线、线路注释； 5、样程存盘； 6、对样程进行设定、求解； 7、加入一个新的地区。 三、电力系统模型： 按照实验指导书，利用PowerWorld软件进行建模，模型如下： 四、心得体会： 这一次试验是我第一次接触PWS这个软件，刚开始面对一个完全陌生的软件，我只能听着老师讲解，照着试验说明书，按试验要求，在完成试验的过程中一点一点地了解熟悉这个软件。在这个过程中也遇到了不少问题，比如输电线的画法、断路器的设置、仿真时出现错误的解决办法等等，在试验的最后，通过请教老师同学解决了这些问题，也对这个仿真软件有了一个初步的了解，为以后的学习打了基础。在以后的学习中，我要多点操作才能更好地熟悉这个软件。
实验二电力系统潮流分析入门 一、实验目的 通过对具体样程的分析和计算，掌握电力系统潮流计算的方法；在此基础上对系统的运行方式、运行状态、运行参数进行分析；对偶发性故障进行简单的分析和处理。 二、实验内容 本次实验主要在运行模式下，对样程进行合理的设置并进行电力系统潮流分析。 选择主菜单的Case Information Case Summary项，了解当前样程的概况。包括统计样程中全部的负荷、发电机、并联支路补偿以及损耗；松弛节点的总数。进入运行模式。从主菜单上选择Simulation Control，Start/Restart开始模拟运行。运行时会以动画方式显示潮流的大小和方向，要想对动画显示进行设定，先转换到编辑模式，在主菜单上选择Options，One-Line Display Options，然后在打开的对话框中选中Animated Flows Option选项卡，将Show Animated Flows复选框选中，这样运行时就会有动画显示。也可以在运行模式下，先暂停运行，然后右击要改变的模型的参数即可。 三、电力系统模型
西华大学实验报告（理工类） 开课学院及实验室： 实验时间 ： 年 月 日 一、实验目的 1)初步掌握电力系统物理模拟实验的基本方法。 2)加深理解功率极限的概念，在实验中体会各种提高功率极限措施的作用。 3)通过对实验中各种现象的观察，结合所学的理论知识，培养理论结合实际及分析问题的能力。 二、实验原理 所谓简单电力系统，一般是指发电机通过变压器、输电线路与无限大容量母线联接而且不计各元件的电阻和导纳的输电系统。 对于简单系统，如发电机至系统d 轴和g 轴总电抗分别为d X ∑和q X ∑，则发电机的功率特性为 当发电机装有励磁调节器时，发电机电势q E 随运行情况而变化，根据一般励磁调节器的性能，可认为保持发电机'q E （或' E ）恒定。这时发电机的功率特性可表示成 或 这时功率极限为 随着电力系统的发展和扩大，电力系统的稳定性问题更加突出，而提高电力系统稳定性和输送能力的最重要手段之一，就是尽可能提高电力系统的功率极限。从简单电力系统功率极限的表达式看，要提高功率极限，可以通过发电机装设性能良好的励磁调节器，以提高发电机电势、增加并联运行线路回路数；或通过串联电容补偿等手段，以减少系统电抗，使受端系统维持较高的运行电压水平；或输电线采用中继同步调相机、中继电力系统等手段以稳定系统中继点电压。 (3)实验内容 1)无调节励磁时，功率特性和功率极隈的测定 ①网络结构变化对系统静态稳定的影响（改变戈）： 在相同的运行条件下（即系统电压U-、发电机电势E 。保持不变．罚芳赆裁Ll=E 。），分别 测定输电线单回线和双回线运行时，发电机的功一角特性曲线，＆豆甍辜授冁蝮和达到功率极 限时的功角值。同时观察并记录系统中其他运行参数（如发电极端毫玉萼蔫交化。将两种 情况下的结果加以比较和分析。 实验步骤如下： a)输电线路为单回线； b)发电机与系统并列后，调节发电机，使其输出的有功和无ZZ 蔓专零： c)功率角指示器调零； d)逐步增加发电机输出的有功功率，而发电机不调节震磁： e)观察并记录系统中运行参数的变化，填入表1.3中： f)输电线路为双回线，重复上述步骤，将运行参数填入表l 。毒=：
电力系统继电保护 实验指导书 张艳肖编 适用于12级电气工程及其自动化专业 西安交通大学城市学院二○一五年三月
目录 第一部分MATLAB基础 ................................................................................... - 3 - 1.1 MATLAB简介 .......................................................................................... - 3 - 1.2 MATLAB的基本界面 ........................................................................... - 3 - 1.2.1MATLAB的主窗口 ...................................................................... - 3 - 1.2.2 MATLAB的主窗口 ....................................................................... - 3 - 1.3 SIMULINK仿真工具简介.................................................................... - 4 - 1.3.1SIMULINK的启动 ........................................................................ - 4 - 1.3.2SIMULINK的库浏览器说明........................................................ - 5 - 第二部分仿真实验内容.................................................................................. - 6 - 实验一电力系统故障.................................................................................... - 6 - 实验二电流速断保护.................................................................................... - 9 - 实验三三段式电流保护.............................................................................. - 13 - 实验四线路自动重合闸电流保护.............................................................. - 17 -
国内外研究现状及发展趋势 世界银行2000年研究报告《中国：服务业发展和中国经济竞争力》的研究结果表明，在中国有4个服务性行业对于提高生产力和推动中国经济增长具有重要意义，它们是物流服务、商业服务、电子商务和电信。其中，物流服务占1997年服务业产出的42．4％，是比重最大的一类。进入21世纪，中国要实现对WTO缔约国全面开放服务业的承诺，物流服务作为在服务业中所占比例较大的服务门类，肯定会首先遭遇国际物流业的竞争。 物流的配送方式从手工下单、手工核查的方式慢慢转变成现今的物流平台电子信息化管理方式，从而节省了大量的人力，使得配送流程管理自动化、一体化。 当今出现一种智能运输系统，即是物流系统的一种，也是我国未来大力研究的方向。它是指采用信息处理、通信、控制、电子等先进技术，使人、车、路更加协调地结合在一起，减少交通事故、阻塞和污染，从而提高交通运输效率及生产率的综合系统。我国是从70年代开始注意电子信息技术在公路交通领域的研究及应用工作的，相应建立了电子信息技术、科技情报信息、交通工程、自动控制等方面的研究机构。迄今为止以取得了以道路桥梁自动化检测、道路桥梁数据库、高速公路通信监控系统、高速公路收费系统、交通与气象数据采
集自动化系统等为代表的一批成果。尽管如此，由于研究的分散以及研究水平所限，形成多数研究项目是针对交通运输的某一局部问题而进得的，缺乏一个综全性的、具有战略意义的研究项目恰恰是覆盖这些领域的一项综合性技术，也就是说可以通过智能运输系统将原来这些互不相干的项目有机的联系在一起，使公路交通系统的规划、建设、管理、运营等各方面工作在更高的层次上协调发展，使公路交通发挥出更大的效益。 1.国内物流产业发展迅速。国内物流产业正处在前所未有的高速增长阶段。2008年，全国社会物流总额达89.9万亿元，比2000年增长4.2倍，年均增长23%；物流业实现增加值2万亿元，比2000年增长1.9倍，年均增长14%。2008年，物流业增加值占全部服务业增加值的比重为16. 5%，占GDP的比重为6. 6%。预计“十一五”期间，我国物流产业年均增速保持在15%以上，远远高于美国的10%和加拿大、西欧的9%。 2.物流专业化水平与服务效率不断提高。社会物流总费用与GDP 的比例体现了一个国家物流产业专业化水平和服务效率。我国社会物流总费用与GDP的比例在近年来呈现不断下降趋势，“十五”期间，社会物流总费用占GDP的比例，由2000年的19.4%下降到2006年的18. 3%；2007年这一比例则下降到18. 0%，标志着我国物流产业的专业化水平和服务效率不断提高。但同发达国家相比较，我国物流
如图所示为一无穷大功率供电的三相对称系统，短路发生前系统处于稳定运行状态。假设a 相电流为)sin(i |0|0?αω-+=t (1-1) 式中， 2 22|0|m )'()'(L L R R U I m +++= ω,) '()'(arct an R R L L ++=ω? 假设t=0s 时刻，f 点发生三相短路故障。此时电路被分成俩个独立回路。由无限大电源供电的三相电路，其阻抗由原来的)'()'(L L j R R +++ω突然减小为L j R ω+。由于短路后的电路仍然是三相对称的，依据对称关系可以得到a 、b 、c 相短路全电流的表达式 []a T t m m m e I I t I ----+-+=)sin()sin()sin(i |0||0|a ?α?α?αω [ ] α ?α?α?αωT t m e I I t I - -----+--+=)120sin()120sin()120sin(i m |0||0|m b 。 。。 [ ] α ?α?αααωT t m m m c e I I t I - -+--++-++=)120sin()120sin()120sin(i |0||0|。 。。 式中， 2 2m )(L R U I m ω+= 为短路电流的稳态分量的幅值。 短路电流最大可能瞬时值称为短路电流的冲击值，以m i 表示。冲击电流主要用于检验电气设备和载流导体在短路电流下的受力是否超过容许值，即所谓的动稳定度。由此可得冲击电流的计算式为 m m 01.001 .0m )e 1(i I K I e I I im T T m m =+=+≈α α 式中，im K 称为冲击系数，即冲击电流值对于短路电流周期性分量幅值的倍数；αT 为时间常数。 短路电流的最大有效值m I 是以最大瞬时值发生的时刻（即发生短路经历约半个周期）为中心的短路电流有效值。在发生最大冲击电流的情况下，有 22 2m 2 1(21)1(m 2） -+= -+= im I im I im K K I I m 短路电流的最大有效值主要用于检验开关电器等设备切断短路电流的能力。 无穷大功率电源供电系统仿真模型构建 假设无穷大功率电源供电系统如图所示，在0.02s 时刻变压器低压母线发生三相短路故障，仿真其短路电流周期分量幅值和冲击电流的大小。线路参数为 ;km 17.0,km 4.0,5011Ω=Ω==r x km L 变压器额定容量A MW S N ?=20，电压 U s %=10.5，短路损耗KW P s 135=?,空载损耗KW P 220=?，空载电流I 0%=0.8，变比 11110=T K ，高低压绕组均为Y 形联结；并设供点电压为110KV 。其对应的Simulink 仿真
实验报告 课程名称：__电力系统综合分析使实验__ 指导老师：____成绩：__________________ 实验名称：____同步发电机准同期并列实验___实验类型：_______同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一．实验目的 1、加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2、掌握微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法； 3、熟悉同步发电机准同期并列过程； 4、观察、分析有关波形（*）。 二．原理与说明 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。根据并列操作自动化程度的不同，又分为：手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。 正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。 线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电 压专业：电气工程及其自动化 姓名：___xxxxx____ 学号：__0000000__ 日期：__2012.9.19___ 地点：________________
实验七 基于Simulink 的简单电力系统仿真实验 一． 实验目的 1) 熟悉Simulink 的工作环境及SimPowerSystems 功能模块库； 2) 掌握Simulink 的的powergui 模块的应用； 3) 掌握发电机的工作原理及稳态电力系统的计算方法； 4）掌握开关电源的工作原理及其工作特点； 5）掌握PID 控制对系统输出特性的影响。 二．实验内容与要求 单机无穷大电力系统如图7-1所示。平衡节点电压044030 V V =∠?。负荷功率10L P kW =。线路参数：电阻1l R =Ω；电感0.01l L H =。发电机额定参数：额定功率100n P kW =；额定电压440 3 n V V =；额定励磁电流70 fn i A =；额定频率50n f Hz =。发电机定子侧参数：0.26s R =Ω，1 1.14 L mH =，13.7 md L mH =，11 mq L mH =。发电机转子侧参数：0.13f R =Ω，1 2.1 fd L mH =。发电机阻尼绕组参数：0.0224kd R =Ω，1 1.4 kd L mH =，10.02kq R =Ω，11 1 kq L mH =。发电机转动惯量和极对数分别为224.9 J kgm =和2p =。发电机输出功率050 e P kW =时，系统运行达到稳态状态。在发电机输出电磁功率分别为170 e P kW =和2100 e P kW =时，分析发电机、平衡节点电源和负载的电流、电磁功率变化曲线，以及发电机转速和功率角的变化曲线。
G 发电机节点 V 负 荷 l R l L L P 图 7.1 单机无穷大系统结构图 输电线路 三．实验步骤 1. 建立系统仿真模型 同步电机模块有2个输入端子、1个输出端子和3个电气连接端子。模块的第1个输入端子（Pm）为电机的机械功率。当机械功率为正时，表示同步电机运行方式为发电机模式；当机械功率为负时，表示同步电机运行方式为电动机模式。在发电机模式下，输入可以是一个正的常数，也可以是一个函数或者是原动机模块的输出；在电动机模式下，输入通常是一个负的常数或者是函数。模块的第2个输入端子（Vf）是励磁电压，在发电机模式下可以由励磁模块提供，在电动机模式下为一个常数。 在Simulink仿真环境中打开Simulink库，找出相应的单元部件模型，构造仿真模型，三相电压源幅值为4403，频率为50Hz。按图连接好线路，设置参数，建立其仿真模型，仿真时间为5s，仿真方法为ode23tb，并对各个单元部件模型的参数进行修改，如图所示。
电力系统分析仿真实验报告
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
电力系统分析仿真 实验报告 ****
目录 实验一电力系统分析综合程序PSASP概述 (3) 一、实验目的 (3) 二、PSASP简介 (3) 三、实验内容 (5) 实验二基于PSASP的电力系统潮流计算实验 (9) 一、实验目的 (9) 二、实验内容 (9) 三、实验步骤 (14) 四、实验结果及分析 (15) 1、常规方式 (15) 2、规划方式 (23) 五、实验注意事项 (31) 六、实验报告要求 (31) 实验三一个复杂电力系统的短路计算 (33) 一、实验目的 (33) 二、实验内容 (33) 三、实验步骤 (34) 四、实验结果及分析 (35) 1、三相短路 (35) 2、单相接地短路 (36) 3、两相短路 (36) 4、复杂故障短路 (36) 5、等值阻抗计算 (37) 五、实验注意事项 (38) 六、实验报告要求 (38)
实验五基于PSASP的电力系统暂态稳定计算实验 (39) 一、实验目的 (39) 二、实验内容 (39) 三、实验步骤 (40) 四、实验结果级分析 (40) 1、瞬时故障暂态稳定计算 (40) 2、冲击负荷扰动计算 (44) 五、实验注意事项 (72) 六、实验结果检查 (72)
实验一电力系统分析综合程序PSASP概述 一、实验目的 了解用PSASP进行电力系统各种计算的方法。 二、PSASP简介 1．PSASP是一套功能强大，使用方便的电力系统分析综合程序，是具有我国自主知识产权的大型软件包。 2．PSASP的体系结构： 报表、图形、曲线、 潮流计算短路计 电网基固定用户自定固定 第一层是：公用数据和模型资源库，第二层是应用程序包，第三层是计算结果和分析工具。 3．PSASP的使用方法：（以短路计算为例） 1).输入电网数据，形成电网基础数据库及元件公用参数数据库，（后者含励磁调节器，调速器，PSS等的固定模型），也可使用用户自定义模型UD。在此，可将数据合理组织成若干数据组，以便下一步形成不同的计算方案。
机器人发展历史、现状、应用、及发展 趋势 院系：信息工程学院 专业：电子信息工程 姓名：王炳乾
机器人发展历史、现状、应用、及发展趋势 摘要：随着计算机技术不断向智能化方向发展,机器人应用领域的不断扩展和深化,机器人已成为一种高新技术产业,为工业自动化发挥了巨大作用,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。文章介绍了机器人的国内国外的发展历史、状况、应用、并对机器人的发展趋势作了预测。 关键词：机器人;发展；现状；应用；发展趋势。 1．机器人的发展史 1662年，日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶并公开表演。 1738年，法国技师杰克·戴·瓦克逊发明了机器鸭，它会嘎嘎叫、进食和游泳。 1773年，瑞士钟表匠杰克·道罗斯发明了能书写、演奏的玩偶，其体内全是齿轮和发条。它们手执画笔、颜料、墨水瓶，在欧洲很受青睐。 保存至今的、最早的机器人是瑞士的努萨蒂尔历史博物馆里少女形象的玩偶，有200年历史。她可以用风琴演奏。 1893年，在机械实物制造方面，发明家摩尔制造了“蒸汽人”，它靠蒸汽驱动行走。 20世纪以后，机器人的研究与开发情况更好，实用机器人问世。 1927年，美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”。它是电动机器人，装有无线电发报机。 1959年第一台可以编程、画坐标的工业机器人在美国诞生。 现代机器人 有关现代机器人的研究始于20世纪中期，计算机以及自动化技术的发展、原子能的开发利用是前提条件。1946年，第一台数字电子计算机问世。随后，计算机大批量生产的需要推动了自动化技术的发展。1952年，数控机床诞生，随后相关研究不断深入；同时，各国原子能实验室需要代替人类处理放射性物质的机械。
浙江大学电力系统分析综合实验1
实验报告 课程名称：__电力系统综合分析使实验__ 指导老师：_ ___成绩： __________________ 实验名称：____同步发电机准同期并列实验___实验类型：_______同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一．实验目的 1、加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2、掌握微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法； 3、熟悉同步发电机准同期并列过程； 4、观察、分析有关波形（*）。 二．原理与说明 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。根据并列操作自动化程度的不同，又分为：手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。 专业：电气工程及其自 动化 姓名：___xxxxx____ 学号：__0000000__ 日期：__2012.9.19___
正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。 线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应用。 手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点（同相点）时合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应时间或角度。 自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。准同期控制器根据给定的允许压差和频差，不断检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸并且发出均匀均频控制脉冲。当所有条件满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。 三．实验项目和方法 1．机组微机启动和建压 (1)在调速装置上检查“模拟调节”电位器指针是否指在0位置，如果不 在，则应调到0位置； (2)合上操作台的“电源开关”，在调速装置、励磁调节器、微机准同期 控制器上分别确认其“微机正常”灯为闪烁状态，在微机保护装置上确认“装置运行”灯为闪烁状态。在调速装置上确认“模拟方式”灯为熄灭状态，否则，松开“模拟方式”按钮。同时确认“并网”灯为熄灭状态，“输出0”、“停机”灯亮。检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄，调速装置面板上数码管在并网前显示发电机转速（左）和控制量（右），在并网后显示控制量（左）和功率角（右）； (3)按调速装置上的“微机方式自动/手动”按钮使“微机自动”灯亮；
第1章绪论 1.1我国公路现状 交通运输业是国民经济中从事运送货物和旅客的社会生产部门，是国民经济和社会发展的动脉，是经济社会发展的基础行业、先行产业。交通运输主要包括铁路、公路、水运、航空、管道五种运输方式，其中，铁路、水运、航空、管道起着“线”的作用，公路则起着“面”的作用，各种运输方式之间通过公路路网联结起来，形成四通八达、遍布城乡的运输网络。改革开放以来，灵活、快捷的公路运输发展迅速，目前，在综合运输体系中，公路运输客运量、货运量所占比重分别达90％以上和近80％。高速公路是经济发展的必然产物，在交通运输业中有着举足轻重的地位。在设计和建设上，高速公路采取限制出入、分向分车道行驶、汽车专用、全封闭、全立交等较高的技术标准和完善的交通基础设施，为汽车快速、安全、经济、舒适运行创造了条件。与普通公路相比，高速公路具有行车速度快、通行能力大、运输成本低、行车安全、舒适等突出优势，其行车速度比普通公路高出50％以上，通行能力提高了2~6倍,并可降低30％以上的燃油消耗、减少1/3的汽车尾气排放、降低1/3的交通事故率。 新中国成立以来，经过60多年的建设，公路建设有了长足发展。2011年初正值“十一五”规划结束，“十二五”规划伊始。“十一五”时期是我国公路交通发展速度最快、发展质量最好、服务水平提升最为显著的时期。经过4年多的发展，公路交通运输紧张状况已实现总体缓解，基础设施规模迅速扩大，运输服务水平稳步提升，安全保障能力明显增强，为应对国际金融危机、保持经济平稳较快发展、加快经济发展方式转变、促进城乡区域协调发展、保障社会和谐稳定、进一步提高我国的综合国力和国际竞争力作出了重要贡献。 “十一五”前4年，全国累计完成公路建设投资2.93万亿元，年均增长近16％，约为“十一五”预计总投资的1.2倍，也超过了“九五”和“十五”的投资总和。公路建设投资的快速增长，极大地拉动和促进了国民经济的迅猛发展。从公路建设投资占同期全社会固定资产总投资的比重来看，“十一五”期间基本保持在4.5％左右。 在投资带动下，公路网规模不断扩大，截至2009年底，全国公路网总里程达到386万公里，其中高速公路6.51万公里，二级及以上公路42.52万公里，分别较"十五"末增加36.4万公里、2.5万公里和9.4万公里；全国公路网密度由“十五”末的每百平方公里34.8公里提升至40.2公里。预计到2010年底，全国公路网总里程将达到395万公里，高速公路超过7万公里，分别较“十五”末增加45.3万公里与3万公里。农村公路投资规模年均增长30%，总里程将达到345万公里，实现全国96%的乡镇通沥青（水泥）路。 “十一五”期间公路的快速发展，为扩大内需、拉动经济增长作出了突出贡献。特别是2008年以来，为应对国际金融危机，以高速公路为重点，建设步伐进一步加快，“十一五”末高速公路里程将达到"十五"末的1.78倍。“十一五”期间全社会高速公路建设累计投资达2万亿元，直接拉动GDP增长约3万亿元，拉动相关行业产出
1国内外电力系统仿真技术 1.1电力系统仿真技术发展概述 目前，电力系统的仿真技术主要有三大类，即电力系统动态模拟仿真技术、电力系统数模混合式仿真技术以及电力系统全数字仿真技术。 1.1.1电力系统动态模拟仿真技术 电力系统动态模拟仿真技术采用动态模拟装置，也就是物理仿真系统。20世纪60年代以前，电力系统仿真主要采用这种全物理的动态模拟装置。其原理是用比原型系统在规格上缩减一定比例的方法建立物理模型系统，通过在物理模型上做试验代替在实际系统中的试验。其优点是可以较真实的反映被研究系统的全动态过程，现象直观明了，物理意义明确，缺点是仿真的规模受实验室设备和场地限制，而且每一次不同类型的试验都要重新进行电气接线，耗力耗时，另外，可扩展性和兼容性差。 1.1.2电力系统数模混合式仿真技术 电力系统数模混合式技术采用数模混合仿真系统，这种技术一般是用数字仿真模型模拟发电机、电动机、控制系统等，变压器、交流输电线路、直流输电换流阀组和控制装置等元件仍采用物理模型。其优点是综合了数字仿真和物理仿真优势，能够较真实地模拟一些系统电气元件，准确地反映系统的动态过程，缺点是接口环节多、试验接线工作量大和仿真规模受限。 1.1.3电力系统全数字仿真技术 电力系统全数字仿真系统是进入20世纪90年代以来发展起来的一种仿真技术。全数字仿真系统内所有元件都采用数字仿真模型。这种仿真系统对于计算方法和计算机运算处理速度的要求很高。全数字仿真系统的优点是不受被研究系统规模和结构复杂性的限制，计算速度快、使用灵活、扩展方便、成本相对低廉，
是当前电力系统仿真系统发展的主要方向。尤其是近年来随着数字计算机和并行技术的发展而出现的基于高性能PC机群的全数字仿真系统使得其价格低廉、升级扩展方便的优势更为突出，电力系统全数字实时仿真得到了越来越广泛的应用。 全数字仿真系统优势明显，是当前仿真系统的发展趋势。随着电力系统的发展，系统规模和复杂程度的增加，采取物理模拟的方法对实际系统进行仿真受到限制。由于电力系统数字仿真具有不受原有系统规模和结构复杂性的限制、保证被研究和试验系统的安全性、具有良好的经济性和便利性、可用于对设计未来系统性能的预测等优点，现已成为分析、研究电力系统必不可少的工具。随着计算机和数值计算技术的飞速发展，为电力系统数字仿真的发展提供了坚实的基础，使得电力系统数字仿真技术得到了迅速地发展。电力系统数字仿真包括离线数字仿真和实时数字仿真。 电力系统离线数字仿真是在计算机技术发展的基础上，建立电力系统物理过程的数学模型，用求解数学方程的方法来进行仿真研究。电力系统仿真软件根据动态过程中系统模型和仿真方法的不同，离线数字仿真可以分为电磁暂态过程仿真、机电暂态过程仿真和中长期动态过程仿真。电磁暂态数字仿真是用数值计算方法对电力系统中从数微秒至数秒之间的电磁暂态过程进行仿真模拟。电磁暂态仿真程序普遍采用的是电磁暂态程序（简称为EMTP），中国电力科学研究院在EMTP基础上开发了EMTPE。另外，加拿大Manitoba直流研究中心的EMTDC、加拿大哥伦比亚大学的MicroTran和德国西门子的NETOMAC，都具有与EMTP 相似的软件功能；机电暂态数字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。国际上常用的机电暂态仿真程序有美国的PSS/E和ETMSP、ABB的SYMPOW、西门子的NETOMAC，国内主要采用中国电科院的PSASP和中国版的BPA；电力系统中长期动态过程仿真是电力系统受到扰动后较长过程的动态仿真，主要用来分析电力系统内较长时间的动态特性。国际上主要采用的中长期动态过程仿真程序有EUROSTAG程序、LTSP程序、EXTAB程序，另外PSS/E和MODES程序也具有长过程动态稳定计算功能。 电力系统实时数字仿真系统是基于现代计算机技术开发的体系机构和大型电力系统电磁暂态仿真软件系统，可以进行电力系统电磁暂态的全过程实时模
实验简介 一．仿真软件简介 “电力世界仿真器” (Power World Simulator)。Power World Simulator是一个优秀的软件包，能够处理任何规模的电力系统，在大学、公司、政府管理人员、电力市场人员等中被广泛使用。本书的CD在该软件平台上集成了计算例题、问题和课程设计，对学生学习及理解概念和方法很有帮助。 可视化电网是最新的研究成果，也是今后电力系统潮流计算、研究的方向。其中关于潮流管理、网络控制、电力市场环境下的线路阻塞、三维网络图、市场力等问题都是很新的。 良好的人机交互界面，使用者可依托Power World Simulator，在该软件的基础上进行方便的修改，或者按照自己的设计要求，搭建实际的电力网络进行仿真。具有一定的实用性。 二．软件使用说明 两种模式：运行模式（Run Mode）、编辑模式（Edit Mode） 以两母线电力系统（Two Bus Power System）为例，介绍“电力世界仿真器”的使用： 菜单栏：文件、仿真、例题信息、选项/工具、最优潮流、窗口、帮助“文件”：新建、打开、保存、关闭、打印等 “仿真”：运行、暂停、重新开始、恢复还原、牛顿单步潮流算法、极坐标牛顿-拉弗逊潮流算法、高斯-塞德尔潮流算法等 “例题信息”：例题简介、发电机信息、母线（节点）信息、线路/变压器信息、负荷信息、导纳矩阵等 “选项/工具”：算法/环境---潮流算法（迭代收敛误差、最大迭代次数、功率基准、缺省潮流算法等）、短路分析 工具栏：略 Message log：信息日志，记录运行过程中的状态数据
例1-1 两节点电力系统的潮流仿真 1）打开例1-1：File—Open Case—Example1-1—Two Bus Power System 2）分析例1-1： a．单电源辐射型网络，网络元件（发电机、负荷、线路、断路器），网络节点（母线），额定电压，负荷率饼状图 b．元件参数：指向相应元件点右键---Information Dialogue．各元件参数如下：发电机：Bus Number、Bus Name、ID、Status Power and V oltage Control；Input-Output；Fault Parameter 母线：Bus Number、Bus Name、V oltage（p.u.）、V oltage（kv）、Angle（deg）、Status、Device Info（Load Information、Generator Information、Shunt Admittance） 线路（变压器）：From Bus---To Bus、Nominal kv、Circuit、 Parameter（R、X、B、C）；Limit A/B/C；Status； Flows：Line flow at Bus（Bus A）、Line flow at Bus（Bus B） 负荷率饼状图：From Bus---To Bus、Circuit、MVA Rating 负荷：Bus Number、Bus Name、ID、Status Load Information：Base Load Model（Constant Power、Constant Current、 Constant Impedance ）；Current Load（MW V alue、Mvar V alue、Load Multiplier、Bus V oltage Magnitude） 3）运行例1-1： a．Play（开始迭代）---Pause，观察仿真结果 b．更改元件的参数，如负荷大小、线路阻抗等，重新进行仿真 4）结果分析 a．观察仿真结果，如各节点电压、负荷率、功率分布、功率损耗等 b．记录各相关元件的参数，采用手算潮流的方法分析计算，并与仿真结果进行对比。 c．更改元件的参数，如负荷大小、线路阻抗等，重新进行仿真，并观察仿真结果，如各节点电压、负荷率、功率分布、功率损耗等。
电气工程与自动化学院 《电力系统分析综合实验》2019年度PSASP实验报告 学号： 姓名： 班级：
1、阐述基于PSASP的电力系统分析综合实验的目的。 实验目的：掌握用PSASP进行电力系统潮流计算，短路计算，暂态稳定计算。（1）潮流计算可以为短路计算和暂态稳定计算提供初始状态，是电力系统计算中的基本计算，要求掌握软件的操作步骤，并对比分析牛顿拉夫逊法和PQ分解法的区别，在实验过程中体会PQ分解法相比牛顿拉夫逊法的特点。 （2）短路计算的目的要求根据数据结合对称分量法加深对于短路计算的理论知识的理解。 （3）暂态稳定计算里最关键的是故障极限切除时间的确定，加深对复杂电力系统暂态的判定的认识。 2、简要阐述本实验课程的主要实验任务 （1）掌握用PSASP对电力系统进行建模。 （2）潮流计算，包括对常规方式和规划方式的电力系统进行潮流计算。 （3）短路计算，基于潮流作业1和2等5个单相接地短路、AB两相短路、复杂故障短路计算等短路计算并分析结果。 （4）暂态计算，基于潮流作业1和2的瞬时故障进行暂态稳定计算并分析结果。 3、实验方案原理图介绍。 图1（a）常规方式（b）规划方式以上为系统常规运行方式的单线图。由于母线STNB-230 处负荷的增加，需对原有电网进行改造，具体方法为：在母线GEN3-230 和STNB-230 之间增加一回输电线，增加发电3 的出力及其出口变压器的容量，新增或改造的元件如下图虚线所示： 4、计算分析用建模数据的整理 表1母线数据
5、按照下列作业要求，完成计算分析实验作业。 (1)基于实验二的潮流计算，对牛顿法和PQ法的原理做比较性的说明。 表6 常规方式下PQ法和NR法的潮流计算摘要信息报表 表7 常规方式下PQ法和NR法的全网母线（发电、负荷）结果报表 牛顿拉夫逊法每次都对电压幅值和相位进行修正，且每次计算