电力系统数模混合仿真技术及仿真中心建设

电力系统建模与仿真技术研究一、引言电力系统是现代社会中不可或缺的一部分，它为人们的生活、生产提供了必要的能源支撑。

在电力系统的设计和运行管理中，建模和仿真技术一直是电力系统领域中非常重要的技术手段。

电力系统的建模和仿真技术可以帮助电力工程师更好地理解和掌握电力系统的特性，并针对实际问题进行分析和优化。

本文将介绍电力系统建模与仿真技术的研究现状和未来发展方向。

本文将按如下方式进行组织：二、电力系统建模技术电力系统建模是指将电力系统的各个部分分解为可仿真的子系统并进行各子系统间关系的描述和组合。

在电力系统建模中，应考虑电力系统的稳定性、可靠性、安全性等方面的因素。

1. 基于物理建模的技术基于物理建模的技术是电力系统建模的主要方法。

该方法需要将电力系统的各个部分分解为具有物理意义的子系统组件，并使用物理方程描述各个子系统间的相互作用关系。

基于物理建模的技术可以精确地描述电力系统的工作原理和特性。

2. 基于数据驱动建模的技术基于数据驱动建模的技术是利用大量历史数据和现场监测数据，通过数据挖掘和模式识别等技术，对电力系统进行建模。

该方法能够很好地适应不同电力系统的变化和不确定性，较为灵活。

三、电力系统仿真技术电力系统仿真是指通过模拟电力系统运行实际场景，预测电网运行情况和变化规律，探究电力系统存在问题并提出优化方案。

1. 时域仿真时域仿真是一种基于时间的仿真方法，可以模拟电力系统的瞬态过程。

该方法可以精确地模拟电力系统各个部件的动态响应过程，包括瞬态稳定、短路、过流、过电压等情况。

2. 频域仿真频域仿真是一种基于频率响应的仿真方法，可以模拟电力系统的稳定过程。

该方法可以精确地模拟电力系统的功率流和电压波动等情况，可用于分析电力系统的稳态电路、短路容限等情况。

四、电力系统建模与仿真软件电力系统建模和仿真软件是电力系统应用中不可或缺的工具。

目前，国内外市场上具有代表性的电力系统建模与仿真软件主要有PSSE、PSCAD、EMTP、MATLAB等。

第32卷第22期电网技术V ol. 32 No. 22 2008年11月Power System Technology Nov. 2008 文章编号：1000-3673（2008）22-0035-04 中图分类号：TM74 文献标志码：A 学科代码：470⋅40电力系统数模混合仿真技术及仿真中心建设朱艺颖，蒋卫平，印永华（中国电力科学研究院，北京市海淀区 100192）General Situation of Power System Hybrid Simulation CenterZHU Yi-ying，JIANG Wei-ping，YIN Yong-hua（China Electric Power Research Institute，Haidian District，Beijing 100192，China）ABSTRACT: This paper introduced the power system digital-analogue hybrid simulation center from the points of simulation scale, technical development, function, achievements and anticipative objects. The power system digital-analogue hybrid simulation center of China Electric Power Research Institute is a national key laboratory and national engineering laboratory. Compared with other congener laboratory in Asia, it is the most large, advanced and multifunctional one. The functions of the laboratory include testing study on the programming scheme of large power system with ac and dc transmission line, testing study on the control and protection equipments in power system, researching on some problems that can not be simulated by off-line softwares, correcting the error research results got by off-line simulation softwares, testing study on the dynamic characteristic of AC and DC power system factually, and studying on some advanced tecnology that will be used in the furture power system. The indispensable contribution of the laboratory for technology advancement, programming and design, engineering constructing, commissioning test and system operation of national power system was demonstrated by enumerating the key technological projects accomplished by the laboratory in recent years. The development programming and the anticipative objects was described.KEY WORDS: digital-analogue hybrid；simulation；power system摘要：从仿真规模、仿真技术的发展、功能作用、业绩回顾和远景规划等多方面对中国电力科学研究院电力系统数模混合仿真中心进行了详细介绍。

电力行业的电力系统模拟与仿真技术一、引言电力系统是现代工业社会中不可或缺的基础设施，为了确保电网的稳定运行和优化调度，电力系统的模拟与仿真技术变得尤为重要。

本文将介绍电力行业中常用的电力系统模拟与仿真技术，以及它们在电力系统规划、运行和故障分析等方面的应用。

二、电力系统模拟技术1. 电力系统概述电力系统是由发电厂、输电线路、变电站和配电网等组成的综合系统。

不同电力系统之间的电能进行传输、分配和调度，以满足用户的用电需求。

2. 电力系统模拟的目的和意义电力系统模拟是指对电力系统进行数学建模和仿真，以及对系统运行情况进行模拟计算和分析。

通过模拟分析，可以有效地评估电力系统的运行状态、发现潜在问题、指导系统规划和调度决策，提高电网的可靠性和经济性。

3. 电力系统模拟的方法和工具电力系统模拟可以采用不同的数学方法和工具。

常用的方法包括潮流计算、稳态暂态分析、电磁暂态分析等。

常用的工具有Matpower、PSASP和PSCAD等。

三、电力系统仿真技术1. 电力系统仿真的目的和意义电力系统仿真是指对电力系统的各种运行情况进行模拟和实验，以获得系统的性能指标和运行特性。

通过仿真实验，可以更好地了解电力系统的行为，优化系统参数，提高系统的稳定性和可靠性。

2. 电力系统仿真的方法和工具电力系统仿真可以采用不同的方法和工具。

常用的方法包括数学模型仿真、物理模型仿真和虚拟仿真等。

常用的工具包括PSCAD、Simulink和DigSILENT等。

四、电力系统模拟与仿真技术在电力行业中的应用1. 电力系统规划和设计电力系统模拟与仿真技术在电网规划和设计中起到重要的作用。

通过模拟计算，可以评估系统的潮流、电压、功率等参数，优化电网的结构和布局，确保电网的可靠性和经济性。

2. 电力系统运行和调度电力系统模拟与仿真技术可以帮助运营商进行电网的运行和调度。

通过模拟分析，可以预测电网的负荷变化，优化发电计划和输电计划，提高电网的运行效率和负荷平衡性。

新型电力系统电磁暂态数模混合仿真技术及应用嘿，咱今儿个就来唠唠这个新型电力系统电磁暂态数模混合仿真技术及应用。

你说这电力系统，那可就像是咱生活的隐形大管家呀！没有它，咱的日子得乱套咯！这新型电力系统电磁暂态数模混合仿真技术，那可真是个厉害的角色呢！它就好比是电力世界里的一位超级侦探，能把那些复杂的电磁现象给摸得透透的。

你想想看，电在电线里跑来跑去，那速度快得跟闪电似的，咱肉眼哪能看得清啊！但有了这技术，嘿，就像是给咱配上了一副超级眼镜，啥都能看得明明白白。

它能在虚拟的世界里模拟出各种电力运行的情况，就像给电力系统拍了一部超级大片。

咱工程师们就能通过这个大片，提前发现问题，解决问题。

不然等真出了毛病，那可就麻烦大啦！这就好比你要出远门，提前知道路上哪有坑洼，咱就能绕着走，不至于掉坑里不是？而且啊，这技术的应用那可广泛了去了。

在电力系统的设计、运行和维护中，那都是大功臣呢！它能帮咱设计出更高效、更稳定的电力系统，让咱的电用起来更舒心。

就像给咱的家装修一样，有了好的设计，住起来才舒服嘛！在运行的时候呢，它能实时监控，一旦有啥风吹草动，马上就能察觉，这多厉害呀！维护的时候呢，它能告诉咱哪儿该修了，哪儿得注意了，这不是省了好多事儿嘛！咱再想想，现在的生活，啥能离得开电呀！家里的电器，路上的电车，工厂里的机器，哪一个不是靠电来驱动的。

要是没有这先进的仿真技术，电出了问题，那咱的生活不就乱了套啦！那冰箱里的食物不就坏了，电车不就跑不动了，工厂不就没法生产了。

哎呀呀，那可真是不敢想啊！这新型电力系统电磁暂态数模混合仿真技术，就是咱电力世界的守护者呀！它让电变得更可靠，更安全，让咱的生活能稳稳当当的。

它就像一个默默奉献的英雄，在背后为咱的美好生活保驾护航。

所以说呀，咱可得好好重视这技术，让它不断发展，不断进步。

让它为咱的生活带来更多的便利和保障。

咱也得感谢那些研究这技术的科学家和工程师们，是他们的智慧和努力，才有了这么厉害的技术。

电力工程设计规划中的电力系统模拟与仿真电力工程的设计规划是确保电力系统稳定运行和高效能利用的重要组成部分。

而在电力工程设计规划的过程中，电力系统模拟与仿真技术起着至关重要的作用。

本文将探讨电力工程设计规划中电力系统模拟与仿真的应用以及其重要性。

一、电力系统模拟与仿真的基本原理电力系统模拟与仿真是一种理论和技术手段，通过对电力系统各个组成部分的动态行为进行建模，以实现对电力系统的复杂电磁、热力学和控制特性的分析与评估。

其基本原理包括以下几个方面：1.1 电力系统建模电力系统建模是电力系统模拟与仿真的基础。

通过将电力系统的各种设备、元件和传输线路等进行数学描述，并建立相应的电路模型，可以准确地模拟和分析电力系统的运行过程。

1.2 动态仿真动态仿真是指通过对电力系统进行连续时间的仿真计算，模拟系统在不同工作状态下的动态行为。

通过对系统的负荷变化、故障响应以及其他外部干扰进行仿真，可以评估系统的稳定性和可靠性，寻求最佳的运行策略。

1.3 控制策略优化电力系统模拟与仿真还可以用于优化电力系统的控制策略。

通过建立系统运行的优化模型，结合仿真结果，可以确定最佳的控制参数和策略，实现电力系统的自动化和智能化。

二、电力系统模拟与仿真在电力工程设计规划中的应用电力系统模拟与仿真在电力工程设计规划中有广泛的应用。

主要包括以下几个方面：2.1 系统配置优化在电力工程设计规划的初期，可以通过系统模拟与仿真技术评估不同系统配置方案的经济性和可行性。

通过仿真得到的系统运行参数、损耗和负荷等数据，可以对不同的系统配置进行比较和评估，选择最佳的系统配置方案。

2.2 稳定性分析电力系统的稳定性是电力工程设计规划中需要重点考虑的问题。

通过模拟与仿真技术可以评估系统在各种工作状态下的稳定性，并对系统运行参数进行优化。

通过仿真分析可以找出系统中可能存在的潜在问题，并采取相应的措施加以解决，确保系统的稳定运行。

2.3 运行优化电力系统模拟与仿真还可以用于电力工程设计规划中运行参数的优化。

电力系统仿真平台的建设与应用随着电力系统的不断发展和智能化的推进，电力系统仿真平台的建设与应用变得越来越重要。

电力系统仿真平台是一种基于计算机技术的虚拟仿真环境，可以模拟电力系统的运行情况，帮助电力系统运行人员进行系统分析、优化调度和故障诊断等工作。

本文将介绍电力系统仿真平台的建设与应用，并探讨其在电力系统运行中的作用和意义。

一、电力系统仿真平台的建设1. 硬件设备的建设电力系统仿真平台的建设首先需要一定的硬件设备支持。

这包括计算机服务器、存储设备、网络设备等。

计算机服务器需要具备足够的计算能力和存储空间，以支持大规模的仿真计算。

存储设备需要具备高速读写能力，以满足仿真数据的存储和读取需求。

网络设备需要具备高速稳定的网络连接，以保证仿真平台的运行和数据传输的稳定性。

2. 软件平台的建设电力系统仿真平台的建设还需要一定的软件平台支持。

这包括仿真软件、数据库管理软件、数据可视化软件等。

仿真软件是电力系统仿真平台的核心，可以模拟电力系统的运行情况，并提供各种仿真分析功能。

数据库管理软件用于存储和管理仿真数据，以便后续的数据分析和查询。

数据可视化软件可以将仿真结果以图表等形式展示，方便用户进行数据分析和决策。

3. 数据库的建设电力系统仿真平台的建设还需要建立一套完善的数据库系统。

这包括电力系统的拓扑数据、负荷数据、发电机数据、输电线路数据等。

数据库系统需要具备高效的数据存储和查询能力，以满足仿真平台对大量数据的处理需求。

同时，数据库系统还需要具备高度的安全性和可靠性，以保护仿真数据的安全和完整性。

二、电力系统仿真平台的应用1. 系统分析与优化调度电力系统仿真平台可以对电力系统进行全面的系统分析和优化调度。

通过模拟电力系统的运行情况，可以分析系统的稳定性、可靠性和经济性等指标，并提出相应的优化方案。

同时，仿真平台还可以模拟不同的调度策略，评估其对系统运行的影响，为调度员提供决策支持。

2. 故障诊断与应急处理电力系统仿真平台可以模拟电力系统的故障情况，并提供相应的故障诊断和应急处理方案。

新型电力系统的建模仿真关键技术及展望发布时间：2022-06-30T08:38:07.572Z 来源：《新型城镇化》2022年13期作者：刘进峰[导读] 亟须建立完备的、基于全景信息的电网多元数据驱动分析、运行控制体系。

探究面向新型电力系统的先进仿真工具发展路径与解决方案具有重要战略意义。

湖北华中电力科技开发有限责任公司湖北武汉 430000摘要：电力系统仿真是在数字计算机上为电力系统的物理过程建立数学模型，用数学方法求解以进行仿真研究的过程，是支撑电力系统认知与研究的重要手段。

随着电力系统规模的增大和结构的变化，电力系统的运行特性愈加复杂，发生的事故越来越难以用传统的分析方法预测，导致电力系统仿真技术也在不断变化，不同的仿真技术的特征和侧重有所不同。

电力系统是一个复杂的大规模非线性多时间尺度系统，含有大量不同时间常数的变量，有些变量具有快变特征而有些变量则具有慢变特征，电力系统至少可分为快变（电磁暂态）、正常速率（机电暂态）及慢变（中长期动态）3种时间尺度动态。

新型电力系统的显著特征是高比例新能源并网运行、高比例电力电子装备（下文简称“双高”），具有强不确定性、低惯性、弱抗扰性、强非线性，其快速动态响应的特性及系统规模庞大的特征给仿真技术提出了新的挑战和迫切的改进需求。

基于此，本篇文章对新型电力系统的建模仿真关键技术及展望进行研究，以供参考。

关键词：新型电力系统；建模仿真；关键技术；展望分析引言在电力系统向深度低碳、零碳转变过程中，电网动态特性随基础支撑电源的清洁能源化与火电机组由电量供应主体转换为电力供应主体的定位变化而发生深刻转变；规模化新能源接入、柔性输电技术的广泛应用使得电网逐步呈现高度电力电子化、扁平化和分布化的特点。

电力电子元件较低的故障耐受能力和复杂的控制逻辑对系统仿真与安全稳定特性的分析提出新的挑战，其快速暂态过程对电网局部电磁暂态精细化模型、等效聚合模型的建立和快速求解算法提出更高要求；在新型电力系统中，可再生能源经由特高压直流跨大区输送成为重要的电能传输方式，交流互联、直流组网局面的逐步形成使得区域电网间的耦合特性日趋紧密，对大电网仿真分析的时空尺度和全国范围内电网数据统一管理、分析过程智能化、仿真计算平台化均提出了新的需求。

电力系统建模与仿真技术研究随着社会的发展，能源资源的需求越来越大，而电能在其中占据重要地位。

然而，电力系统的运行远不止是简单地发电和输送。

在电力系统中，各种因素的变化会对电力系统的运行造成各种影响，并且这些影响之间也相互连锁。

因此，如何准确地对电力系统建模和仿真，成为电力系统研究的重要议题。

一、电力系统建模电力系统建模是指根据电力系统各个组成部分的特性、相互关系和运行机理，建立电力系统数学模型的过程。

相对于实际的电力系统，数学模型具有简单、方便、经济等优点，能够有效地分析电力系统的运行情况。

电力系统建模主要有以下几方面的内容：1. 电力系统的物理特性建模。

包括传输线路、变压器、开关、刀闸等各种设备的特性，以及电力系统的运行和负荷特性等。

2. 电力系统的数学模型建立。

包括运用各种数学工具对电力系统的物理特性进行分析，并建立对应的数学模型，以便于后续的仿真分析。

3. 电力系统的节点建模。

电力系统是一个分布式的系统，每个节点之间存在复杂的物理和电学联系。

在建立电力系统模型时，需要对每个节点进行建模，以方便对电力系统进行分析。

二、电力系统仿真电力系统仿真是对电力系统模型进行仿真计算，以得到各种系统的状态和性能指标。

通过仿真，可以分析电力系统各种运行状态及其相互之间的影响，并确定各种控制策略，以便对电力系统进行优化。

电力系统仿真主要有以下几方面的内容：1. 电力系统的动态仿真。

主要是针对电力系统的动态特性进行建模和仿真研究，可以预测各种故障情况，并确定相应的应急措施。

2. 电力系统的稳态仿真。

主要是针对电力系统的稳态特性进行建模和仿真研究，可以确定系统的稳态工作点、控制变量及其稳定性分析等。

3. 电力系统的最优控制仿真。

主要是针对电力系统的优化运行进行建模和仿真研究，可以确定电力系统的经济性、安全性和环境保护等方面的综合指标。

三、电力系统建模和仿真技术的发展趋势近年来，随着电力系统的不断发展和复杂化，电力系统建模和仿真技术也在不断地发展和完善。

213电力电子Power Electronic电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering1 引言自2002年3月起，国家财政部针对原部属院校实验教学设施严重不足的状况，启动了中央与地方共建高校特色实验室项目。

国内许多高校利用共建基金项目，快速有效的提升了本校相关实验室的整体水平[1]。

我校申报的中央与地方共建高校实验室项目，电气工程实验中心获国家财政部批准，分别于2008年和2011年列入财政部中央与地方共建高校专项资金拨款项目计划，中央财政投入400万元和250万，我校另自筹资金47.5万元。

在前期调研的基础上，经过反复论证，设备配置按照“教学上适用（重基础）、技术上先进（省内领先）、经济上合理”的原则[2][3]，确定了电气工程实验中心建设方案。

经过4年建设，电气工程实验中心于2013年完成全部项目验收，目前已全部投入实践教学使用，并取得了良好的教学效果。

220kV 变电站数字物理仿真实验室（新建）是电气工程实验中心三个实验室其中之一。

2 220kV变电站数字物理仿真实验室目前，我国城市电网的发展趋势为220kV 以上电压等级，为了适应我省电力发展及我校应用型本科实践教学的需要，我校的变电站仿真实验室采用了220kV 电压等级，选用北京科东公司的TTS2000仿真平台，包括30台学员机和2台教员机，以及与实际综自变电站完全一致的二次保护和监控真实设备。

变电站数字物理混合仿真系统是将实时电网仿真、输入输出信号接口装置、真实变电站二次设备、真实直流系统、真实监控系统、真实二次回路、真实调度自动化厂站端设备、变电站一次设备交互式三维场景、开关与刀闸及操作机构智能模拟装置、二次故障模拟装置、教员系统有机结合的数字物理混合仿真系统，该系统可以对学生从理论知识到专业技能进行全范围、全过程、全场景的仿真培训。

该系统最大特色在于，能够提供一次设备三维图像教学及真实的二次设备物理硬件仿真，克服了纯数字仿真平面化、无物理硬件的缺点，能使学生对变电站的实际运行环境，有一个真实现场的感性认识；同时能为本地区的电力行业提供一个良好的技术培训平台。