电力系统仿真软件综述

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。

关键 词 ：电 力 系统 ； 数 字仿 真 ； 实 时仿 真 ； 混 合 实 时仿 真
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。

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
维普资讯
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。

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

" 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
即节点 & 有如下关系式： （ "） （ "） （ "） （ "） ! &! ’ ! &( ’ ! &) ’ ! &* + !（ & "） & （ "） ］ ! &! + ［ $（ "） , $（ ! "） # & - ! （ "） 在电感支路 $（ + % &( % "） -" ） （ $（ " ’ $ " . !" ） % % 差分化后成为 + ! （ " . !" ） ! （ "） . ! &( % &( !" 由于 $（ + $（ . $（ % "） & "） ( "） 在电阻支路 " 故得 ! &( （ "） ］ + !［ $（ "） . $（ ’ ( "） !% & （ " . !" ） & &( 其中： （ （ " . !" ） & &( " . !" ） + ! &( ’ " !［ ］ $（ " . !" ） , $（ ( " . !" ） !% & & 在电容支路 $（ + !（ ! "） -" ’ "） ’ 类似方法可得到： !’ （ "） （ $（ ］ ! &) + ［ . $（ ’ & "） ) "） !" （ " . !" ） & &) 其中 & &) （ " . !" ） （ " . !" ） + . ! &) . !’ ［ ］ $（ , $（ 万方数据 & " . !" ） ) " . !" ） !"

其中，令 ；
；
；
带入①式，并将有功、无功功率分列：
(2-2)（2） 变量的分类
由公式(2-2)可知，对于n个节点的网络，共有2n个功率方程，除了 外，共有12个变量。分别为：
扰动变量： ；
控制变量： ；
因变量：
当系统有n个节点时，上述三个变量各有2n个，总共有6n个变量。为了方便求解，给定（n-1）对控制变量 ，留下一对 待定；给定一对 ，求剩下的（n-1）对状态变量 。这样，就可以从2n个方程式中求解2n个未知变量了。
电力系统潮流计算是电力系统运行和规划的基础，对整个电力网络的运行有很大的帮助,比如在电网规划时，可通过潮流计算，设计出无功功率的补偿点、选择合适的补偿方案以达到电网的运行条件；在系统进行检修时，通过潮流计算得知电厂中发电机组的启停情况以及如何分配有功、无功；同时，还可以为预想事故、设备退出等情况作出理想的调整方案[5,9,12]。
第二章 电力系统潮流计算方法介绍
2.1电力系统潮流计算的基本介绍
1956年，Ward等人将电子计算机运用在了电力系统潮流计算中。最初的潮流计算方法是基于导纳的高斯—赛德尔法，随后发展成为了基于阻抗的高斯—赛德尔法。1961年Van Ness等人提出了牛顿法，并随之出现了许多基于该方法的改进方法。80年代Sun DI提出了最优潮流牛顿法，该方法与解耦技术结合，形成了解耦型最优潮流牛顿算法[2,3]。
Power flow calculation of power systems andanalysis ofits results based on PSS/E
Abstract
Power flow calculation is one of the important means to study power system. Through the power flow calculation, we can calculate the voltage of each node and the power distribution, so that we can check whether the voltage of nodes and current distribution satisfy demand or not. At the meantime, we can analyse the reasonable distribution of power flow. In addition, under the normal maintenance and the special operation mode, we can also through power flow calculation to know that the start-up mode of power plants, so we can make good preparations for contingency and the dropping out of equipments.

电力系统仿真经典详解第二讲常用软件总体介绍
BPA介绍
功能： ➢ 潮流计算：采用P-Q分解法和牛顿－拉夫逊法相结合，以提高 潮流计算的收敛性能，可进行交流系统潮流计算，也可进行包 括双端和多端直流系统的交直流混合潮流计算 ➢自动电压控制：可对多种类型的发电机节点电压进行控制，具 有自动投切电抗器和电容器电压控制、自动调节带负荷调节变 压器分接头电压控制功能。 ➢联络线功率控制：通过自动发电控制（AGC）功能，自动控 制联络线的功率交换为给定值
电力系统仿真经典详解第二讲常用软件总体介绍
稳定性分析的要求上互为补充。
BPA介绍
中国版的BPA程序是由中国电力科学院引进、消化、吸收 美国BPA程序开发而成。从1984年开始在我国推广应用以来，已 在我国电力系统规划部门、调度运 行部门、试验研究部门得到 了广泛的应用，成为我国电力系统分析计算的重要工具之一。 程序中包括详细的发电机模型和各种励磁模型，主要由潮流和 暂态稳定程序 构成，具有计算规模大、计算速度快、数值稳定 性好、功能强等特点。操作系统为DOS及Windows 9X/NT/2000 版。
电力系统仿真经典详解第二讲常用软件总体介绍
PSAPAC介绍
功能： ➢ETMSP（Extended Transient Midterm Stability Program）： EPRI为分析大型电力系统暂态和中期稳定性而开发的一种时域 仿真程序。为了满足大型电力系统的仿真，程序采用了稀疏技 术，解网络方程时为得到最合适的排 序采用了网络拓扑关系并 采用了显式积分和隐式积分等数值积分法。 ➢SSSP(Small－signal Stability Program)：该程序有助于局部电厂 模式振荡和站间模式振荡的分析，由多区域小信号稳定程序 (MASS)及大型系统特征值分析程序（PEALS） 两个子程序组成。 MASS程序采用了QR变换法计算矩阵的所有特征值，由于系统 的所有模式都计算，它对控制的设计和协调是理想的工具； PEALS使用了两 种技术：AESOPS算法和改进Arnoldi方法，这 两种算法高效、可靠，而且在满足大型复杂电力系统的小信号

Operator
actions LFC
Prime mover control
Protection
Generator control HVDC, FACTS,
etc.
Frequency variations
Tie-line regulation
Daily load variation
Long term dynamicsLong-duration
目前，国内常用的机电暂态仿真程序是电力系统综合程序(PSASP)和中国版BPA 电力系统分析程序。国际上常用的有美国PTI公司的PSS／E、美国EPRI的ETMSP 、ABB的SIMPOW程序、德国西门子的NETOMAC、德国Powerfactory的 DIgSILENT。
1.PSS/E
电力系统仿真软件综述
内 容
电力系统仿真概述 机电暂态仿真软件 电磁暂态仿真软件 电力电子仿真工具 配电网的仿真软件 实时物理仿真工具
一. 电力系统仿真概述
现代电力系统是集发电、输电、配电和用电为一体的复 杂非线性网络系统。对其物理本质的研究涉及到短至1μs 到长至1h的动态过程。为了保证实际运行的电力系统的 安全稳定性，不便采用在线物理试验的方法对电力系统的 动态行为进行研究。目前主要利用电力系统仿真软件离线 计算的方法对电力系统及装置的动态行为进行仿真研究。
根据需要研究的动态过程的作用时间长短，电力系统暂 态过程分为机电暂态过程和电磁暂态过程两大类。
根据仿真研究的对象，分为输电网和配电网仿真。
根据对元件描述的精细程度，分为集总元件仿真和分布 参数电磁场仿真。
电力仿真的时间尺
度
Electromagnetic transient modeling and simulation

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。

Multisim
总结词
强大的仿真和分析功能
详细描述
Multisim具有强大的仿真和分析功能，支持多种电路分析方法，如时域分析、频域分 析、噪声分析等。它能够准确模拟电路的行为和性能，帮助用户预测电路在实际应用中 的表现。同时，Multisim还提供了丰富的图表和数据报告功能，方便用户对仿真结果
进行可视化分析和处理。
03 电子电路仿真软件使用方 法
建立电路图
01
打开软件
启动电子电路仿真软件，打开一个 新的电路图项目。
连接元件
使用导线工具将元件连接起来，形 成完整的电路图。
03
02
添加元件
从元件库中选取所需的电子元件， 将其拖拽到电路图编辑区域。
调整元件参数
根据需要，修改元件的参数值，如 电阻、电容、电感等。
LTSpice
总结词
适用于教学和实践应用
详细描述
LTSpice不仅广泛应用于电子工程领域，还适用于教学和实践应用。学生可以使用LTSpice进行模拟电 路实验和学习，加深对电路原理和性能的理解。同时，工程师也可以使用LTSpice进行模拟电路设计 和优化，提高产品的性能和质量。
PSpice
总结词
设计、验证电路功能等。
03
常用的模拟电路仿真软件有Multisim、SPICE、
PSPICE等。
数字电路仿真
数字电路仿真是指对数字电子电路进行建模、分析和仿真的过程，通过软 件模拟电路的行为和性能。
数字电路仿真的应用包括预测电路的性能、优化电路设计、验证电路功能 等。
常用的数字电路仿真软件有ModelSim、Vivado等。
Multisim
总结词
广泛的行业应用

• BPA程序的结构分为潮流程序和稳定程序两部分，主要用 来计算潮流和暂态稳定。
• BPA软件
– The Bonneville Power Administration, headquartered in Portland, Oregon, is a federal agency under the U.S. Department of Energy.
• 对传统的交流系统采用机电暂态仿真 • 在各子系统的交界处进行电磁暂态仿真和
机电暂态仿真的交接
电力仿真新技术
• 图形建模技术 • 数字实时仿真 • 模型自动修正 • 多媒体仿真 • 虚拟DPU技术
电力系统仿真软件
• 电力系统仿真软件主要用来进行潮流计算、电磁 暂态仿真、机电暂态仿真、控制保护仿真等。
Current )
• EMTDC的最初由Dennis Woodford博士于1976年在加拿大曼尼托巴水电局 (Manitoba Hydro)开发完成，随后不断完善了EMTDC的元件模型库和功能，使 之发展为既可以研究交直流电力系统问题，又能够完成电力电子仿真及非线性控 制的多功能工具(Versatile tool)。特别是PSCAD图形界面(GUI)的开发成功，使得 用户能更方便地使用EMTDC进行电力系统仿真计算，而且该软件可以作为实时 数字仿真器(real time digital simulator， RTDS)的前置(front end)部分。
PSASP（电力系统分析综合程序 ）
直观方便、功能强大的用户自定义模型方法
1、可自由建立任何元件的模型（电源、负荷、各种控制保护装置、FACTS元件 等），作为各种计算的模型库
2、直观方便的文本和图形两种模型编辑方式 3、调用简单，计算快速

电力系统仿真软件综述
武汉大学电气工程学院 曹玉胜 内部交流 谢绝公开
内容
➢ 电力系统仿真概述 ➢ 机电暂态仿真软件 ➢ 电磁暂态仿真软件 ➢ 电力电子仿真工具 ➢ 配电网仿真软件
编辑ppt
2
一. 电力系统仿真概述
➢ 现代电力系统是集发电、输电、配电和用电为一体的 复杂非线性网络系统。对其物理本质的研究涉及到短至 1μs到长至1h的动态过程。为了保证实际运行的电力系统 的安全稳定性，不便采用在线物理试验的方法对电力系统 的动态行为进行研究。目前主要利用电力系统仿真软件离 线计算的方法对电力系统及装置的动态行为进行仿真研究。
不同软件仿真的适用范围并无严格定义，通常情况下同样的问题可以选用多种不同的软件进行 分析研究, 但选取适合的软件工具能够减少不必要的工作量。红色标注了使用频率高的软件。
编辑ppt
5
我收集整理的常用电力仿真软件
名称
版本
PSS/E
v28、v29、v30、v31、v32、v33
PSS/SINCAL v5.2、v5.3、v5.4、v6.5
PSS/E是美国PTI电力技术咨询公司专门为输电系统分析而设计的综合仿 真软件包，是世界电力工业最广泛应用的电力系统分析软件之一，用来研究 电力传输系统和发电机的稳态和动态功能，能处理潮流计算、故障分析、网 络等值、动态仿真和安全运行优化等问题。
EMTP/ATP、PSCAD/EMTDC 、EmtpE ➢ 混合仿真工具：
NETOMAC、DIgSILENT、SimPowerSystems ➢ 电磁场仿真工具：
ANSOFT、ANSYS、CDEGS ➢ 电力电子仿真工具: PLECS、PSIM ➢ 配电网仿真工具:
ETAP 、EDSA/DesignBase、 PSS/SINCAL、 PSS/ADEPT

电力系统仿真软件综述
李广凯;李庚银
【期刊名称】《电气电子教学学报》
【年(卷),期】2005(27)3
【摘要】随着现代电力系统网络规模的不断扩大和电网电压等级的不断升高,电力系统规划、运行和控制的复杂性亦日益增加,因此在电力系统的生产和研究中仿真软件的应用越来越广泛.重点分析了BPA、EMTP、PSCAD/EMTDC、NETOMAC 和PSASP等几种主要的电力系统仿真分析软件的结构、功能特点和应用情况,综合比较了它们的优势,并简要介绍了MATLAB、PSPICE、PSS/E、ETMSP、SYMPOW和EDSA等仿真软件,最后展望了电力系统仿真软件的未来发展方向.【总页数】5页(P61-65)
【作者】李广凯;李庚银
【作者单位】华北电力大学,电气系统保护与动态安全监控教育部重点实验室,河北,保定,071003;华北电力大学,电气系统保护与动态安全监控教育部重点实验室,河北,保定,071003
【正文语种】中文
【中图分类】TM743
【相关文献】
1.基于电力系统仿真软件的静止无功系统模型应用 [J], 杨健;徐政;游广增
2.电力系统全过程动态仿真的数值方法——电力系统全过程动态仿真软件开发之一
[J], 汤涌;宋新立;刘文焯;周孝信
3.电力系统全过程动态仿真的实例与分析——电力系统全过程动态仿真软件开发之
四 [J], 汤涌;刘文焯;宋新立;周孝信
4.电力系统全过程动态仿真的故障模拟——电力系统全过程动态仿真软件开发之二[J], 汤涌;刘文焯;宋新立;周孝信
5.电力系统全过程动态仿真中的长过程动态模型——电力系统全过程动态仿真软件开发之三 [J], 汤涌;宋新立;刘文焯;周孝信
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MATL AB/Simulink为运行环境,
3
熟悉Simulink的用户,会很轻松的掌
握PLECS软件的编辑原理。
5
当仿真既含有电路部分又含有复杂的
控制方案的系统时，
2
作为Simulink的工具箱,和
Simulink下的其他模块并列存在.
4
PLECS是特别为电力电子系统的仿真
而开发的，
6
它同样是一个非常有效实用的工具。
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MATL AB是MATrix L ABorator y的缩写，是一款由美国 The MathWorks公司出品的商业数学软件。MATL AB是一种 用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级 技术计算语言和交互式环境。除了矩阵运算、绘制函数/数据 图像等常用功能外，MATL AB还可以用来创建用户界面及与 调用其它语言（包括C，C++和FORTRAN）编写的程序。 尽管MATL AB主要用于数值运算，但利用为数众多的附加工 具箱（Toolbox）它也适合不同领域的应用，例如控制系统 设计与分析、图像处理、信号处理与通讯、金融建模和分析 等。另外还有一个配套软件包Simulink，提供了一个可视化 开发环境，常用于系统模拟、动态/嵌入式系统开发等方面。
Controller simulation result
Simulation diagram
Controller simulation result
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DC voltage
2.PMSM speed
添加标题
PMSM current A)
4.Grid voltage/current(ph.
Matlab 控制工具箱