电力系统分析工具软件 (1)..

电力系统分析常用工具软件
李剑勇
电力分析工具软件
电力系统是一个极度复杂和难解的系统，对其分析 离不开电力系统分析软件的使用 。 现在国内外电力系统常用软件主要有 PSASP (Power System Analysis Software Package) EMTP-ATP（Alternative Transients Program） PSS®NETOMAC ,PSCAD/EMTDC PSSE ( Power System Simulator for Engineering) SIMPOW，MATLAB分析设计软件包，CYME等。
PSASP（电力系统分析综合程序 ）
PSASP是一套历史长久、功能强大、使用方便的电力系统分析程序，它 具有我国自主知识产权，是资源共享，使用方便，高度集成和开放的大型软 件包。 交直流混合电力系统 ，固定模型库和用户自定义模型库支持，提供 用户程序接口，实现与用户程序联合运行，文本和图形两种运行模式及多种 形式的结果输出 。 发展历史 1、自1973年开始的长期开发应用历史 1973-1980 早期的机器指令版 1980-1986 大中型机 FORTRAN 语言版 1986-1995 微机 DOS 版 1995至今 微机 Windows 版 2、全国各省市、香港地区电力规划设计、生产调度运行、科研教育等 超过400家用户 3、应用于多项大型电力系统工程计算分析 4、应用于多所大学作为科研和教学的有力工具 5、1985年荣获首届国家科技进步一等奖
节点数： 6000 支路数 ：10000 开关数 ：1200 电源数 ：900 非线性元件：2250 同步电机 ：90
PSS®NETOMAC
德国西门子公司在上个世纪70年代开发的电力系统分析软件，经过多年的 发展，该软件不断完善，功能日益强大，具有良好的开放性，可嵌入用户 自行编制的 FORTRAN语言子程序、数学表达式等，用户遍及世界各地。 该软件元件模型全，仿真频带宽，运行与Windows环境下 。 功能：
EMTP-ATP （Alternative Transients Program）
EMTP-ATP广泛应用于开关和雷电冲击分析、绝缘配合和轴系扭振研究、继电保护 模拟、谐波和电能质量研究以及HVDC和FACTS装置的模拟。 典型的EMTP研究应 用如下： 雷击过电压研究 开关暂态与故障 统计和系统过电压研究 GIS和接地系统的甚高速暂态过程 电机模拟 暂态稳定、电机起动 轴系扭转 变压器和并联电抗器/电容器开关 铁磁谐振 电力电子应用 断路器拉弧 FACTS设备：STATCOM、SVC、UPFC、TCSC等装置模拟 谐波分析、网络谐振 继电保护装置测试
潮流 暂态稳定 短路电流 网损分析 电压稳定 静态安全分析 静态和动态等值 直接法暂态稳定 小干扰稳定 最优潮流和无功优化 参数优化协调 继电保护整定与仿真
EMTP-ATP （Alternative Transients Program）
ATP是一个模拟电力系统电磁暂态和机电暂态特性的数字仿真软件包。 ATP可模拟任意结构的复杂电力网络及其控制系统。 ATP具有很强的扩展能力，除暂态计算之外，还有其它一些重要的特性。

EMTP-ATP （Alternative Transients Program）
TACS 为进行控制系统时域分析的模块。最初开发TACS是为了模拟HVDC 换流器的控制系统。TACS采用控制系统的结构图表示法。TACS可用于模 拟：
（1）HVDC换流器的控制系统
PSASP（电力系统分析综合程序 ）
基于公用数据和模型的三层体系结构
第一层：公用数据和摸型的的资源库 第二层：基于资源库的应用程序包 第三层：计算结果库和分析工具 ---- 极大地资源共享，高度集成和开放
PSASP（电力系统分析综合程序 ）
文本和图形两种录入编辑方式的电网基础数据库
1、是支持 PSASP 各种计算的公用数据 2、包含发电机、变压器、交流线、负荷、直流线、静止无功补偿器 等电网基本元件 3、有文本和图形两种数据录入编辑方式 4、可提供各种分析计算的基本数据支持 5、可按地区、年度、运行方式从中抽取计算的基本数据
（2）同步发电机的励磁系统 （3）电力电子及其驱动 （4）电弧（断路器和故障电弧） 电网与TACS之间的接口是通过信号量的交互：如节点电压、支路电流、 开关状态、时变电阻、电压源和电流源等。
EMTP-ATP （ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱlternative Transients Program）
ATP-EMTP程序在运行时采用动态分配方法，以降低对系统硬件的要求（ 如内存）。尚无仿真规模的绝对限制。目前最大规模的仿真计算是在基于 英特尔CPU的PC上进行的。下面列出了标准EEUG 程序仿真规模的限制情 况。
12脉冲HVDC换流站模拟
EMTP-ATP （Alternative Transients Program）
系统原理
（1）利用梯形积分法在时域内求解系统元件的微分方程。 （2）非零初始状态的确定通过以下两种方式：由稳态相量解法自动 确定或者由用户通过简单元件输入。 （3）与TACS程序模块（控制系统的暂态分析模块）和MODELS（一 种仿真语言）的接口能力可以模仿控制系统和非线性元件，如电弧等 （4）可分析对称与不对称故障和扰动，如雷击浪涌、开关操作和包 括阀换流等。 （5）运用频率扫描方法计算相量网络的频率响应特性。 （6）运用谐波频率扫描方法（谐波电流注入法）进行频域的谐波分 析。 （7）无电网络的动态系统也可使用TACS控制系统和MODELS语言来 进行模拟。
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
PSASP（电力系统分析综合程序 ）
基于公用资源的交直流电力系统分析程序包