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PowerWorld Simulator在电力系统分析教学中的应用邵阳 422000）基金项目：本文系邵阳学院教改课题“PowerWorld在‘电力系统分析’教学改革中的应用研究”的研究成果。
“电力系统分析”是电力相关专业的主干核心课程，由于电力系统是一个庞大、复杂的时变系统，并且该课程具有高度抽象性，传统教学模式更多地拘泥于对具体方法的认识和计算过程的强调，使学生把大量的时间花在公式记忆和公式应用上，导致知识割裂，对很多基本概念理解很模糊，更难于全面把握整个电力系统的概念，造成对实际电网的理解不够深入。
在多媒体教学日益普及的今天，亟需借助合适的辅助教学手段提升教学效果。
一、可视化电力系统仿真软件PowerWorld Simulator（以下简称PWS）融合了多种可视化手段，是一款大型电力系统分析专业商用软件。
在算法设计上以高效无缝的潮流计算为基础，以强大的软件功能包为支撑，能够充分满足校内教学以及科研的需求，并且在系统建模过程中体现了良好的用户交互性。
1.优秀的可视化功能软件开发了多种类型的可视化技术手段来展现电力系统的关键电气信息，包括动画潮流、等高线、三维视图、动态缩放饼图、高亮突显功能、动态格式化、GIS功能、分层显示、过滤器等。
动画潮流不仅可以表征数据流动的方向，同时还可以给出线路负载的直观感觉；借助线路饼图的自动变色及放大功能，可方便地获取具体的越限信息；线路等高线有助于从整体上去观察和发现全网的薄弱环节。
该软件的高级功能，如最优潮流、事故分析、线路传输容量等，需考虑的变量更多，为方便这些领域的研究，软件引入三维可视化技术进行辅助研究。
2.强大的计算功能PWS的核心是一个综合的、强大的潮流计算软件，它可以有效地求解多达100 000个节点的系统。
软件提供单步牛拉法、直流法、快速解耦法、极坐标牛拉法等多种算法供选择，并且经过对稀疏矩阵技术的优化以及潮流算法本身鲁棒性的进一步优化，实现了无缝潮流计算功能，即一旦在图形界面上灵活地修改运行方式（包括进行开断/闭合线路、改变发电机出力、负荷大小、改变网架结构等操作）时，无需任何切换就可以重新进行潮流计算，以可视化的手段展现新的计算结果。
PowerWorld可视化软件在继电保护实验教学中的应用第27卷第4期2008年4月实验室研究与探索RESE ARCH AND EXP LORATI O N I N LABORAT ORYVol .27No .4Ap r .2008Po werWorld 可视化软件在继电保护实验教学中的应用张艳平(长沙理工大学电气与信息工程学院,湖南长沙410076)摘要:介绍了美国伊利诺伊大学电气及计算机工程系开发的Power World 电力系统仿真可视化软件包。
PowerWorld 能可直观形象地显示电力系统的运行情况。
用户可以建立、更改各种电力系统模型及参数,用鼠标点击图标或菜单在仿真器中进行各种操作,从而对模型进行潮流分析、故障分析、及经济运行分析等。
在继电保护实验教学中运用Power World 中以已有的I EEE14母线模型建立电力系统仿真实例,测量输电线路故障阻抗,计算出故障发生点,通过测量出的故障阻抗曲线与已知的阻抗值比较,阐明距离保护的概念,从而证实PowerWorld 算例模型的准确性以及软件在继电保护实验教学方面的辅助功能。
关键词:继电保护;实验教学;仿真器;可视化;仿真实例中图分类号:TP39 文献标识码:A 文章编号:1006-7167(2008)04-0062-04 App li ca ti o n of Powe rWo rl d Powe r System V isua l Soft w a rei n the Expe ri m enta l Teachi ng of Re l ay P r o tecti o nZHAN G Yan 2ping(College of Electrical and I nf or mati on Engineering,Changsha University of Scienceand Technol ogy,Changsha 410076,China )Abstract:This paper intr oduced PowerWorld,a power syste mvisualizing si m ulati on s oft w are,devel oped by Depart m ent of Electrical and Co mputer Engineering of University of Illinois 2UC .It can intuiti onistically and visually dis p lay the pow 2er net w ork operati on .U sers can build,modify different power syste m models and para meters,and click mouse on the i 2cons or menu t o perf or m vari ous operati ons s o t o analyze power fl ow,fault,contingency,econom ic operati ons of the model .I n the p r otecti on relay experi m ental teaching,the I EEE 214bus model in Power World was used t o build power syste m si m ulati on exa mp le,t o measure the fault i m pedance,calculate the fault distance,compare the measured fault i m 2pedance with the original i m pedance,and the concep t of distance relay was illu m inated .Thereby it p r oved the accuracy of PowerWorld si m ulati on model and its app licati on in p r otecti on relay experi m ental teaching .Key words:relay p r otecti on;experi m ental teaching;si m ulat or;visual;si m ulati on exa mp leCLC nu m ber:TP39 D ocu m en t code:A Arti cle I D :1006-7167(2008)04-0062-04收稿日期:2007-08-03作者简介:张艳平(1957-),女,实验师,从事电力系统继电保护实验教学及研究。
PowerWorld Simulator软件学习心得这学期的电力系统分析课上，老师着重介绍了PWS软件并要求我们主动地去了解和学习这门仿真软件。
PWS是一个电力系统仿真软件包，其设计界面友好，并且有高度的交互性，使用方便。
该仿真软件能够进行专业的工程分析，而且由于其可交互性和可绘图性，它也可以用于向非专业用户解释电力系统的运行操作。
该仿真软件是一个集成的产品，其核心是一个全面、强大的潮流计算程序，能够有效地计算高达100000个节点的电力网络。
因此当它作为一个独立的潮流分析软件包时，性能非常实用，而且可以让用户通过生动详细的全景图来观察电力系统。
此外，系统模型可以通过实用仿真软件的图形编辑工具很容易地进行修改，用户只需轻轻点击几下鼠标就可以在检修期间切换线路、增加新的线路或发电机、确定新的交易容量。
PWS广泛使用图形和动画功能，大大增强了用户对系统特性、问题和约束的理解，以便于用户对系统进行维护。
我使用的是PowerWorld Simulator8.0,它提供较多的案例分析，便于初学者的学习和理解。
该软件有两种模式：编辑模式和运行模式，如图1所示：图1 两种模式在编辑模式下可以进行的操作：创建新实例、创建新的单线图、修改对象外观、修改实例、对现有的实例添加子系统或元器件。
在运行模式下可以进行的操作：演示单步潮流计算、允许用户可视化查看实例、故障分析、传输分布因子计算、可用传输容量（ATC）的研究、最优潮流或安全约束最优潮流分析、生成PV和QV曲线。
日志信息显示潮流计算的细节，纪录计算的迭代过程，也纪录仿真软件在进行各种操作时的信息。
如图2所示：图2 日志信息下面是我自己搭建的仿真模型如图3所示：图3 仿真模型图4所示的是平衡节点的参数信息：图4 平衡节点对话框图5所示是传输线的参数信息：图5 传输线对话框图6所示的是节点导纳矩阵：图6 节点导纳矩阵图7所示的是雅可比矩阵：图7 雅可比矩阵图8所示的是故障分析：图8 故障分析PWS软件中还可以查看Polar NR Power Flow、Gauss-Seidel Power Flow等。
PowerWorld Simulator软件学习心得这学期的电力系统分析课上，老师着重介绍了PWS软件并要求我们主动地去了解和学习这门仿真软件。
PWS是一个电力系统仿真软件包，其设计界面友好，并且有高度的交互性，使用方便。
该仿真软件能够进行专业的工程分析，而且由于其可交互性和可绘图性，它也可以用于向非专业用户解释电力系统的运行操作。
该仿真软件是一个集成的产品，其核心是一个全面、强大的潮流计算程序，能够有效地计算高达100000个节点的电力网络。
因此当它作为一个独立的潮流分析软件包时，性能非常实用，而且可以让用户通过生动详细的全景图来观察电力系统。
此外，系统模型可以通过实用仿真软件的图形编辑工具很容易地进行修改，用户只需轻轻点击几下鼠标就可以在检修期间切换线路、增加新的线路或发电机、确定新的交易容量。
PWS广泛使用图形和动画功能，大大增强了用户对系统特性、问题和约束的理解，以便于用户对系统进行维护。
我使用的是PowerWorld Simulator8.0,它提供较多的案例分析，便于初学者的学习和理解。
该软件有两种模式：编辑模式和运行模式，如图1所示：图1 两种模式在编辑模式下可以进行的操作：创建新实例、创建新的单线图、修改对象外观、修改实例、对现有的实例添加子系统或元器件。
在运行模式下可以进行的操作：演示单步潮流计算、允许用户可视化查看实例、故障分析、传输分布因子计算、可用传输容量（ATC）的研究、最优潮流或安全约束最优潮流分析、生成PV和QV曲线。
日志信息显示潮流计算的细节，纪录计算的迭代过程，也纪录仿真软件在进行各种操作时的信息。
如图2所示：图2 日志信息下面是我自己搭建的仿真模型如图3所示：图3 仿真模型图4所示的是平衡节点的参数信息：图4 平衡节点对话框图5所示是传输线的参数信息：图5 传输线对话框图6所示的是节点导纳矩阵：图6 节点导纳矩阵图7所示的是雅可比矩阵：图7 雅可比矩阵图8所示的是故障分析：图8 故障分析PWS软件中还可以查看Polar NR Power Flow、Gauss-Seidel Power Flow等。
PowerWorld Simulator 教学版操作说明书一、PowerWorld Simulator 教学版概述PowerWorld Simulator是一个电力系统分析计算的软件包。
其核心是一个全面、强大的潮流计算程序。
该仿真软件能够进行专业的工程分析，包括潮流计算、短路分析、事故分析、经济调度和稳定计算等功能。
由于该软件界面友好，并有高度的交互性，因此在国外被大量的应用于工程实际计算中。
而国内也开展了部分应用Simulator进行实际工程计算的试点。
同时该软件可视性强、使用简单的特点也非常适合用于电力系统分析的教学。
因此，美国PowerWorld公司特意开发了可供免费下载的Simulator教学试用版本，该版本可用于规模小于等于50节点的系统，在教学版本中的基本计算功能与正式版本类似。
二、PowerWorld Simulator 界面说明本程序的软件界面主要分为工具栏和作图区域两部分。
作图区域中可进行模型建立及计算结果的显示。
而在工具栏中，可以看到该软件的软件状态主要分为编辑模式和运行模式。
编辑模式用于建模和修改模型，运行模式则供已建的模型上开展不同的电力系统分析。
在使用该软件的任何时候都可以点击工具栏上的编辑模式按钮和运行模式按钮进行两种模式之间的切换。
从横向上看，工具栏主要分为实例信息、绘图、单线图、工具、选项、高级功能和窗口等7个标签页。
●实例信息：主要用于引导和查看用户模型的所有信息。
该标签页中的功能在编辑模式和运行模式中均会用到。
●绘图：主要用于绘制单线图或编辑已有的单线图，通过添加、移动、格式化、或调整已有单线图对象。
该标签页中的功能仅用于编辑模式。
●单线图：主要在用户创建单线图后使用。
该功能区提供定制用户单线图外观风格。
●选项：该功能区的所有按钮从其它功能区都可访问到，这个功能区把所有的选项都放在一个地方。
●工具：这个功能区可访问到PowerWorld Simulator基础包所有分析工具。
电力系统可视化仿真软件Po werWorld的应用3廖青华,赵 斌(河南机电高等专科学校电气工程系,河南新乡453002)摘要:介绍了美国伊利诺伊大学开发的电力系统可视化仿真软件包P W S的核心是一个综合的、强大的潮流计算软件,可以有效地求解60000个节点的系统,P W S允许用户通过可缩放的彩色动画单线图来模拟一个系统,介绍了P W S的功能、特点和基本操作,在此基础上用P W S建立一个简单的电力系统模型。
关键词:电力系统;可视化;仿真;软件;应用中图分类号:T M74 文献标识码:A 文章编号:1008-2093(2008)06-0018-02 P W S[1](Power W orld Si m ulat or8.0)的核心是一个综合的、强大的潮流计算软件,可以有效地求解60000个节点的系统[2],这使得P W S作为一个独立的潮流分析软件包十分有用。
1 P W S的特点和功能1.1 P W S简介与其他同类商业应用软件不同,P W S允许用户通过可缩放的彩色动画单线图(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)来模拟一个系统,模型任意进行修改直至满意。
P W S采用强有力可视化技术生动地阐述了电力系统的基本概念,使用户对电力系统的运行有直观的体会。
在仿真过程中,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。
P W S提供了极为方便的模拟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时十分有用。
P W S还具有一体化的经济调度、联络功率交易经济性分析、功率传输分配因子(PT DF)计算和突发事故的强大分析功能,所有这一切都可以通过一个丰富多彩的直观界面来实现[3]。
第九章电力系统可视化计算分析软件PowerWorld/Simulator及其应用9.1 PowerWorld/Simulator概述科学计算可视化是20世纪80年代后期随着计算机技术的迅速发展而出现的一门新兴技术。
20世纪90年代中期，全球可视化技术的专家，美国伊利诺大学香宾分校的Thomas Overbye教授率领其研究组开展了电力系统可视化的系列研究，在其推出的电压等高线显示技术的基础上，对节点数据（如节点电压、电价等）、线路数据（如线路传输容量、线路负载等）的显示进行了可视化显示研究。
PowerWorld Simulator 1.0版本于1993年正式发布。
近年来，PowerWorld公司对PowerWorld Simulator不断更新，改进其版本，其V. 13版已经问世。
PowerWorld Simulator强大的电力系统分析能力及其可视化环境得到越来越多的大学、工业界的重视、认可，它被广泛地应用在电力企业培训、高等教育教学和工业仿真中。
PowerWorld Simulator是一个电力系统仿真软件包，其设计界面友好，并有高度的交互性。
该仿真软件能够进行专业的工程分析。
而且由于其可交互性和可绘图性，它也可以用于向非专业用户解释电力系统的运行操作。
PowerWorld Simulator是一个集成的产品，其核心是一个全面、强大的潮流计算程序。
它能够有效地计算高达10,0000个节点的电力网络，因此当它作为一个独立的潮流分析软件包时，非常实用。
与其它商业潮流计算软件包不同，该软件可以让用户通过生动详细的全景图来观察电力系统。
此外，系统模型可以通过使用仿真软件的图形编辑工具很容易地进行修改，用户只需轻轻点击几下鼠标就可以在检修期间切换线路、增加新的线路或发电机、确定新的交易容量。
仿真器广泛地使用了图形和动画功能，大大地增强了用户对系统特性、问题和约束的理解，以便于用户对系统进行维护。
本章以PowerWorld Simulator 13.0的中文版为例介绍它的基本功能和用法。
