常用的电力系统仿真分析软件有哪些?发布时间:2022-08-05 04:06:25 来源:优游平台登录 作者:优游官方app

  电力系统计算分析的目的是通过对电力系统进行详细的仿真计算和分析研究,确定系统的潮流分布,动态系统的主要特征和稳定水平,提出提高系统稳定性水平的措施和保证系统安全稳定运行的控制策略。不同的功能实现需要不同的加以支持,而各软件的上手难易程度不尽相同,这需要使用者对软件手册进行详细的阅读以熟悉软件的操作,同时也需要使用者不断提升自身的技术水平。

  PSASP(PowerSystem Analysis Software Package)是一套历史长久、功能强大、使用方便的电力系统分析程序,它具有中国自主知识产权,是资源共享、使用方便、高度集成和开放的大型软件包。其功能与BPA类似,主要功能包括潮流计算、暂态稳定、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、协调、继电保护整定与仿真等。

  PSASP具有基于公用数据和模型的三层体系结构。第一层为公用数据和模型的的资源库,第二层为基于资源库的应用程序包,第三层为计算结果库和分析工具。

  PSASP具有文本和图形两种录入编辑方式的电网基础数据库,并具有直观方便、功能强大的用户自定义模型方法,PSASP设计了功能强大的用户自定义(UD)模方法,提供了自行建模来研究电力系统新设备、新装置的得力工具。国内多所大学和科研单位应用PSASP 的UD功能做了大量的研究工作。

  所谓用户自定义建模方法是在无须了解程序内部结构和编程设计的条件下,用户可按自己计算分析的需要,用工程技术人员熟悉的概念和容易掌握的方法,设计各种模型,使其在原则上可以灵活模拟任何系统元件、自动装置和控制功能。

  PSASP自1973年开始开发,经过不断发展,已由早期的机器指令版进化为微机Windows版。

  自从1976年推出以来,PPS/E已经从一个简单的命令行界面发展到一个集成的交互式程序,用于模拟,分析和优化电力系统性能,并且可以提供概率和动态建模功能。支持电力系统规划和运营工程师开发高度准确和高效的系统分析。这些功能强大且用户友好的工具轻松集成到任何现有的IT环境中,具有直观的图形用户界面,可自定义的可视化选项,自动化功能和高效的数据管理。

  它已经成为最广泛使用的类型的商业程序。主要用于来研究电力传输系统、发电机的稳态和动态功能的程序包,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。输入输出可根据用户要求进行设计,它要求使用者有一定的编程基础。

  这个软件的潮流输出的图形包含所有电气元件的接线图、网络结构和潮流参数,非常直观。

  电力系统分析计算中的BPA通常指一套应用广泛的电力系统分析软件工具,由美国邦纳维尔电力管理局(BonnevillePowernistration,BPA)于20世纪60年代开发的潮流和暂态稳定程序。现多指PSD-BPA程序,通称中国版本的BPA。

  PSD是Power System Department的简称。PSD-BPA是指由中国电力科学研究院电力系统研究所经过消化吸收美国的BPA而制作成的适应中国应用背景的BPA,为PSD系列软件的一个模块,主管潮流和稳态计算的部分。

  BPA的中国版本是1978~1982年由中国电力科学研究院和浙江大学等单位的专家由美国BPA引进的,1984年开始由中国电力科学研究院电力系统研究所在全国推广应用和开发维护。现已发展成为以PSD电力系统软件包命名的大型商用电力系统分析软件包,具备了电力系统稳态、电磁暂态、机电暂态以及中长期动态、计算、电压稳定计算和频域计算等交直流电力系统全过程仿线年终止了BPA潮流和暂态稳定程序的开发和维护,如今只有中国电力科学研究院电力系统研究所在维护升级PSD-BPA。

  BPA的模型和算法是公开的,从PSD电力系统软件包的用户手册以及相关论文可以找到。

  PSCAD/EMTDC采用时域分析求解完整的电力系统及微分方程(包括电磁和机电两个系统),结果不仅非常精确。PSCAD/EMTDC允许用户在一个完备的图形环境下灵活地建立电路模型,进行仿真分析,用户在仿真的同时,可以改变控制参数,从而直观地看到各种测量结果和参数曲线,极大地方便用户提高仿真的乐趣和效率。PSCAD里面提供丰富的元件库,从简单的无源元件到复杂的控制模块,以致电动机、FACTS装置、电缆线路等模型都有涵盖。PSCAD/EMTDC还允许用户自定义的方式全新定义一个模块,新模块可以由元件库里提供的模块组合形成。其自带的范例对于初学者来说非常有用,包括了各种典型的研究对象,初学者可以从这些典型模型上修改开始,直至发展成为所需要的研究对象。

  EMTP/ATP是用于电力系统电磁暂态分析的仿真软件。EMTP是电力系统中高电压等级的电力网络和电力电子仿真应用最广泛的程序,侧重的是系统的运行情况而不是个别开关的细节。

  EMTP程序主要用于模拟计算电力系统的电磁暂态过程,ATP是EMTP的一个版本。ATP-EMTP程序具有规模大功能强、模拟真实等优点,目前在我国高等学校、科研、设计和制造等部门都得到了广泛应用。程序可以求解包括集中参数的线性和非线性电阻、电感电容电路,多相7r型电路,多相分布参数电路,各种类型的开关、变压器、源和控制系统等组成的大型电力系统的稳态或暂态过程。另外,ATP-EMTP程序也广泛应用于电力电子领域的仿真计算。

  目前关于用EMTP进行电力系统电磁暂态仿真计算的研究主要集中详细的元件建模和控制,网络采用高度简化的模型、EMTP在过电压计算中的应用,网络规模几十个节点、在继电保护分析中的应用、EMTP控制系统和潮流计算的改进、利用ATP-EMTP进行大系统暂态稳定计算的必要性和可行性等方面。

  DIgSILENT/PowerFactory软件包含了几乎常用的所有电力系统分析的功能,如潮流、短路计算、机电暂态及电磁暂态计算、谐波分析、小干扰稳定分析等。另外一个重要的特点是把机电暂态分析模型与电磁暂态分析模型结合到一起,这使得其既能对电网的暂态故障进行分析,又能研究长期的电能质量问题及控制方法。

  DIgSILENT/PowerFactory提供了全面的电力系统元件的模型库,包括发电机、电动机、控制器、动态负荷、线路、变压器、并联设备的模型,风电机组电气部分的模型如双馈感应电机、变频器等都包含在已有模型库的标准元件中。风速、机械传动系统、空气动力学部分及风电机组的控制系统都采用动态仿真语言DSL在软件中搭建。

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