第一章电力系统仿真软件介绍

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。

电⼒系统仿真软件PSSE学习⼿记（剧透版）1.1 PSS/E基本介绍电⼒系统仿真器（Power System Simulator/ Engineering, PSS/E）是美国电⼒技术公司（Power Technology Inc., PTI）于1976年推出的专门为输电系统分析⽽设计的电⼒系统仿真计算的综合性软件。

PSS/E采⽤⾼效建模仿真技术，它包含了主框架和⼤量的⼦程序，在进⾏计算时，PSS/E主程序调⽤各个⼦程序模块，因此，PSS/E具有强⼤的计算能⼒及计算速度，⽬前PSS/E 33版本处理的电⼒⽹络的最⼤规模为15万条母线、30万条线路、30万个负荷以及3.3万台发电机。

由于其强劲的计算功能，到⽬前为⽌，世界上已有超过 600家不同的公司和组织、100多个国家使⽤该软件，是应⽤最为⼴泛的电⼒系统分析程序。

⽬前国内引进PSS/E软件的⾼校有：清华⼤学、浙江⼤学、⼭东⼤学、华北电⼒⼤学、西南交通⼤学、哈尔滨⼯业⼤学、上海电⼒学院、新疆⼤学等。

1.2 PSS/E功能介绍PSS/E软件可以实现的功能如下：（1）潮流计算（load flow）（2）优化潮流（optimal power flow）（3）短路分析（short circuit ）（4）暂态及动态稳定（transient and dynamic stability）（5）负荷建模（load modeling ）（6）电压稳定（voltage stability）（7）传送能⼒（transfer capability）（8）甩负荷（load rejection ）（9）交直流输电（ac and dc transmission）（10）柔性电⼒系统技术（FACTS technology, Flexible AC Transmission Systems）（11）次同步谐振（sub-synchronous resonance）（12）损耗评价（loss evaluation ）（13）继电保护（relay protection）（14）串联及并联补偿（series and shunt compensation）（15）静⽌⽆功负荷器（SVC application ）（16）互连运⾏（interconnected operations）（17）低频振荡计算（low frequency oscillations ）（18）内过电压，潜供电流及恢复电压计算（19 ）单相、三相重合闸的应⽤对⼤容量汽轮发电机的影响及其计算——————————————————————————————————————————————在不久的将来可能会推出⼀本关于PSSE的学习资料的书籍，包含基本理论，基本操作及算例分析等，以上内容为第⼀章中的部分内容。

电力系统模拟与分析软件的使用方法与技巧在今天的电力系统中，模拟与分析软件已经成为不可或缺的工具。

这些软件可以帮助工程师们进行电力系统的建模、仿真和分析，以确保电力系统的安全性、稳定性和可靠性。

本文将介绍一些常见的电力系统模拟与分析软件，并详细阐述其使用方法与技巧。

一、PSS/E（Power System Simulation for Engineering）PSS/E是一种功能强大的电力系统模拟与分析软件，用于分析稳态、动态、短路和暂态稳定性等问题。

下面将分别介绍其使用方法与技巧。

1. 使用方法：- 建模：在PSS/E中，首先需要建立电力系统的模型。

可以根据实际情况，添加发电机、负荷、变压器、线路等元件，并进行参数设置。

- 设定运行条件：设定电力系统的运行条件，包括平衡功率流、短路分析条件、稳定性分析条件等。

- 运行仿真：根据设定的运行条件，进行仿真运行，可得到仿真结果。

2. 技巧：- 仿真参数选择：合理选择仿真时间步长和仿真时间范围，以便观察最有意义的仿真结果。

- 结果分析：PSS/E提供了各种结果展示和分析工具，可以灵活选择所需的结果进行展示和分析。

例如，可以通过绘制曲线图、动画图等方式进行结果的可视化分析。

- 批处理功能：PSS/E还支持批处理功能，可以通过脚本文件或命令行模式运行多个仿真实例，提高仿真效率。

二、ETAP（Electrical Transient Analyzer Program）ETAP是一种集成的电力系统设计、模拟和分析软件。

在大型电力系统的设计和建模方面具有广泛的应用。

以下是其使用方法与技巧。

1. 使用方法：- 数据建模：在ETAP中，通过数据建模功能可以逐步建立电力系统的模型。

可以根据实际情况添加各种元件，包括发电机、负荷、变电站等，并进行参数设置。

- 运行仿真：设置电力系统的运行条件，包括平衡功率流、电气短路、暂态稳定性等，然后进行仿真运行，得到仿真结果。

2. 技巧：- 模型检测：ETAP提供了丰富的模型检测功能，可以通过模型检测功能来验证建模的正确性，以提高模拟结果的准确性。

电力系统建模与仿真软件开发第一章介绍随着科技的发展，电力系统建模与仿真软件已经成为电力工业一个非常重要的方向。

目前，电力系统已经广泛应用于各个领域，例如电力工业、交通、通讯、环保等。

在电力工业中，电力系统建模与仿真软件可以模拟各种电力系统状态，实现电力系统稳定运行的预测和优化。

因此，电力系统建模与仿真软件开发将成为电力工业未来的一个重要趋势。

第二章电力系统建模电力系统建模是为了模拟电力系统的各种特性而进行的建模。

这种建模可以用各种不同的技术来完成，例如物理建模、状态空间建模、计算机建模等。

物理建模是指使用物理理论，通过对电力系统的物理描述建立模型。

状态空间建模是指建立电力系统各种状态的数学描述，然后对其进行模拟。

计算机建模是指使用计算机软件对电力系统进行建模。

电力系统的建模流程包括数据采集、数据预处理、模型建立、模型校验和模型检验等步骤。

数据采集涉及关于电力系统的各种数据的收集，例如电路拓扑、电力设备参数等。

数据预处理是对数据进行处理，以使其与电力系统模型相适配。

模型建立是为了建立电力系统的详细模型，以便可进行仿真模拟。

模型校验是指对模型的可靠性进行验证。

检验是通过实际的电力系统数据，检验模型输出的准确性。

第三章仿真软件开发仿真软件开发是将电力系统建模转化为可执行的仿真软件的过程。

它涉及各种编程技术，例如C++、Java、Python等。

其中，C++是目前最常用的电力系统仿真软件开发语言。

在电力系统仿真软件开发过程中，先需要设计仿真软件的图形界面，以便用户可以更好地操作其功能。

此后，程序需要编写相关代码，以实现仿真软件的各种功能，例如电力系统数据输入、仿真模拟结果输出等。

重点关注代码的编译优化和调试过程，以确保程序在运行时没有出现任何问题。

第四章常见电力系统仿真软件1. MATLAB/SimulinkMATLAB是一种用于数据分析的高级语言和交互式环境。

Simulink是一个MATLAB工具箱，用于设计和模拟各种化学、机械和电力系统。

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。

摘要随着电力电子的飞速发展，电力电子技术的应用也变得越来越广泛。

它不仅用于一般工业，也广泛用于交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统等，在照明、空调等家用电器及其他领域中也有着广泛的应用，可以说时无处不见。

正是由于电力电子的重要性，我们必须掌握好该理论。

而且要把理论与实践沟通起来，而沟通这两者的桥梁就是电力电子仿真软件。

本书主要分四章对仿真软件从由浅到深、化零为整系统地进行了分析。

在第一章中主要介绍了比较常见的仿真软件，并对其各自的优缺点与主要的应用领域做了重点介绍。

在第二章中为了熟悉simlink 仿真软件应用环境，介绍了三种典型电力电子器件的特性，即不可控器件—电力二极管、半控器件—晶闸管、全控器件—IGBT。

在第三章设计分析了三种常见的典型电路并对仿真软件有了进一步的熟悉与应用，即整流电路分析、交流调压电路分析、降压斩波电路分析。

在第四章中对直流电机运动控制系统—可逆PWM变换器应用作了较为详细的设计与分析。

关键词：仿真软件simulink 仿真波形整流调压斩波PWM目录引言 (4)第1章电力电子仿真软件概述 (5)1.1PSpice仿真软件 (5)1.2 Saber 仿真软件 (6)1.3 PLECS仿真软件 (7)1.4 PSIM仿真软件 (9)1.5 CASPOC仿真软件 (9)1.6基于M atlab的Simulink仿真软件 (10)1.7本章小结 (11)第 2 章基本元器件特性的测试仿真 (12)2.1 不可控器件——电力二极管 (12)2.2 半控器件——晶闸管 (19)2.3 全控器件——IGBT (29)2.4 本章小结 (32)第3章基本典型电路的设计与分析 (33)3.1 整流电路的设计分析 (33)3.2 交流调压电路的设计分析 (38)3.3 降压斩波电路的设计分析 (43)3.4 本章小结 (46)第4章直流电机控制系统仿真—桥式可逆PWM变换器应用 (47)本章小结 (63)总结体会 (64)参考文献 (65)引言计算机仿真具有效率高、精度高、可靠性高和成本低等特点，已经广泛应用于电力电子电路( 或系统) 的分析和设计中。

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。

电力系统仿真软件介绍电力系统仿真软件是一种可以模拟电力系统运行和故障情况的软件。

在电力系统工程中，电力系统仿真软件拥有广泛的应用，可以用于电力系统的规划、设计、运行和故障诊断等方面。

本文将介绍几种常见的电力系统仿真软件。

PSS/EPSS/E（Power System Simulator for Engineering）是一款由美国General Electric公司开发的电力系统仿真软件。

PSS/E提供了包括潮流、短路、稳定性和动态分析等在内的多种仿真模型，易于使用且具有可扩展性。

PSS/E的最新版本支持计算大电网的稳定性和控制。

ATPATP（Alternative Transients Program）是一款由美国Electric Power Research Institute公司开发的电力系统仿真软件。

ATP主要用于模拟电力系统的暂态过程，包括瞬态稳定性、过电压和电磁暂态等。

ATP的特点是承载能力强，可以处理大规模系统模型，适用于复杂的电力系统场景。

EMTPEMTP（Electromagnetic Transients Program）是一款由瑞士电力公司和瑞士联邦理工学院合作开发的电力系统仿真软件。

EMTP主要用于模拟电力系统的电磁瞬态过程，包括雷电、开关操作、过电压和电磁干扰等。

EMTP可处理数百个设备并同时运行故障模拟。

PSASPPSASP（Power System Analysis Software Package）是一款由美国Power Technologies公司开发的电力系统仿真软件。

PSASP是一个功能齐全的全功率电力系统分析软件，提供了多种电网模型和计算方式。

PSASP可以进行短路、潮流、稳定性和动态分析等多种电力系统仿真。

PSCADPSCAD（Power System Computer Aided Design）是一款由加拿大Manitoba Hydro公司开发的电力系统仿真软件。

电力系统仿真软件简介电力系统是一个大规模、时变的复杂系统,而且在国民经济中有非常重要的作用,电力系统数字仿真已成为电力系统研究、规划和设计的重要手段。

常用的电力系统仿真软件有如下几种：1.电力系统分析综合程序(PSASP)。

电力系统分析综合程序是一套具有高度集成性、开放性和自主知识产权的大型软件包。

PSASP与Excel、AutoCAD、MATLAB等通用的软件包分析工具有方便的接口,可充分利用其它软件包的资源。

该软件在我国高校研究人员和电力系统现场都有广泛应用。

PSASP结构分为三层,第一层是公用数据和模型的资源库,其中包括:电网基础库、固定模型库、用户自定义模型库和用户程序库等。

第二层是基于资源库的应用程序包,包括稳态分析、故障分析、机电暂态分析和暂态稳定计算。

第三层是计算结果库和分析工具,软件进行各种分析计算后,生成的结果数据以多种形式输出或转换为Excel、AutoCAD、MATLAB等其他数据格式。

PSASP的功能主要有稳态分析、故障分析和机电暂态分析。

稳态分析包括潮流分析、网损分析、最优潮流和无功优化、静态安全分析、谐波分析和静态等值等。

故障分析包括短路计算、复杂故障计算及继电保护整定计算。

机电暂态分析包括暂态稳定计算、电压稳定计算、控制参数优化等。

2.BPA程序BPA程序概述BPA程序是美国联邦政府能源部下属邦纳维尔电力局(BPA)计算方法开发组自二十世纪60年代初期开发的大型电力系统离线分析程序。

该程序采用稀疏矩阵技巧的牛顿-拉夫逊法,并将梯形积分法运用于暂态稳定的计算,形成较为稳定的数值解。

目前电力系统多数单位所用的BPA程序是中国电力科学研究院在美国BPA程序1983年9月版本的基础上,经过消化吸收,开发而成的中国版程序,且已在我国电力系统规划设计、调度运行和试验研究等各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。

BPA潮流程序的结构和功能特点中国版BPA2.0程序采用的基本的解法是:微分方程线性化后用梯形积分法求解,网络方程应用导纳矩阵三角分解后迭代求解。

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。

电力系统基础实验指导书目录第一章仿真软件的初步认识 (3)第二章电力系统潮流分析入门 (12)第三章5母线电力系统分析 (22)第四章三区域电力系统传输线无过载运行 (23)24第五章Fault Analysis.................................................................................................第一章仿真软件的初步认识一、实验目的掌握电力系统的结构组成，了解电力系统的主要参数，熟悉PowerWorld电力系统仿真软件（简称PWS）的基本操作，在此基础上用PWS 建立一个简单的电力系统模型。

二、实验内容PWS是一个电力系统仿真软件包，其构筑在对用户良好交互性的基础上。

它的核心是一个功能强大的潮流计算软件，可以有效求解多达32500个节点的系统。

这使得PowerWorld simulator作为一个独立的潮流分析软件包十分有用。

与其他同类商业应用软件不同，PWS允许用户通过可缩放的彩色动画单线图来仿真一个系统。

在PWS中，输电线路的通断、变压器或发电机的增加、以及联络线功率的交换，一切仅需点击鼠标即可完成。

此外，图形和动画演示的广泛使用增加了用户对系统特性、存在问题和限制条件的理解以及如何修改。

PWS提供了极为方便的仿真电力系统时间特性的工具。

同样，它可以图形化地显示负荷、发电量和联络功率随时间的变化，以及因此产生的系统运行条件的变化。

这项功能在解决电网扩建引起网络结构变化之类问题十分有用。

除了上述特点，PWS以其一体化的经济调度、联络功率交易经济性分析、功率传输分配因子（PTDF）计算和突发事故的强大分析能力而骄傲，所有这一切都可以通过一个易用的界面来实现。

（一）PowerWorld电力系统仿真软件的基本操作在进行电力系统分析时，为了表示实际三相电力系统，常用单线图来表示实际的三相输电线路。