电力企业常用电力系统分析软件应用.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电力企业常用仿真计算软件学习,课程的意义,电力系统是一个,复杂,时变,的系统，在国民经济中有着极其重要的作用随着现代电力系统网络规模的不断扩大和电网电压等级的不断升高,电力系统规划、运行和控制的复杂性亦日益增加,因此在电力系统的生产和研究中仿真软件的应用越来越广泛电力系统仿真的方法,电力系统仿真软件以,数学模型,代替实际的电力系统用,数值,的方法对系统运行特性进行研究和测试主要用来进行潮流计算、电磁暂态仿真、机电暂态仿真、控制保护仿真等国内外研究现状,电力系统仿真软件的开发研究起源于上世纪五六十年代，受到当时的计算机价格、内存容量和计算速度等多方面的严重限制八十年代后，随着计算机软件和硬件的高速发展，先进数学计算方法的引入，电力系统仿真软件取得了巨大的飞跃，功能日臻完善，计算效率大大提高，使用也更加方便灵活目前，国际上有多种电力系统仿真软件，在世界上不同国家和地区的各级电力企业、研究所和大学中得到了较为广泛的应用常用电力系统仿真软件主要有：,邦纳维尔电力局,(Bonneville Power Administration,BPA),开发的,BPA,程序和,EMTP,程序,;,中国电力科学研究院开发的电力系统分系综合程序,PSASP,；,由德国,DigSILENT,公司开发的大型集成化电力系统仿真软件,DigSILENT,；,曼尼托巴高压直流输电研究中心,(Manitoba HVDC Research Center),开发的,PSCAD,/EMTDC,程序；,MathWorks,公司开发的科学与工程计算软件,MATLAB,；,BPA,程序是美国联邦政府能源部下属邦纳维尔电力局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。

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一1)BPA,电力系统分析综合程序我国电力科学研究院自主研发的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该程序从,1973,年中国电科院开始开发起，不断的进行完善和更新具有功能强大，使用方便等特点PSASP,基于电网基础数据库、固定模型库以及用户自定义模型库的支持，可进行电力系统,(,输电、供电和配电系统,),的各种计算分析，是目前国内电网公司比较受欢迎和广泛使用的电力系统仿真软件2)PSASP,（,Power System Analysis Software Package,）,PSASP,的体系结构分为三层,:,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3)DigSILENT,（,Digital Simulation And Electrical Network,）,DigSILENT/Power Factory,是由德国,DigSILENT,公司开发的大型集成化电力系统仿真软件它具有高度图形化的操作模式和全新的数据管理观念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、小干扰稳定分析等拥有丰富全面的元件模型库除了详细的系统元件模型和控制器模型之外，还拥有风电机组电气部分的模型和多种电力电子元件模型4)PSCAD/EMTDC,(Power Systems Computer Aided Design/Electromagnetic Transients Program including Direct Current),为了研究高压直流输电系统,Dennis Woodford,博士于,1976,年在加拿大曼尼托巴水电局开发完成了,EMTDC,的初版,随后在曼尼托巴大学创建高压直流输电研究中心；,既可以研究交直流电力系统问题,又能够完成电力电子仿真及非线性控制的多功能工具,(Versatile tool),；,特别是,PSCAD,图形界面,(GU I),的开发成功,使得用户能更方便地使用,EMTDC,进行电力系统仿真计算,而且该软件可以作为实时数字仿真器,(real time digital simulator,RTDS),的前置,(frontend),部分。

现在新版的,PSCAD/EMTDC,不但有工作站版,(,适用于,Unix Work stations),而且有微机版；,因其具有大规模的计算容量、完整而准确的元件模型库、稳定高效的计算内核、友好的界面和良好的开放性等特点,已经被世界各国的科研机构、学校和电力生产部门电气工程师广泛使用个人版的,PSCAD/EMTDC,免费应用,可在,http:www.ee.umanitoba.Ca/,hvdc,下载全功能的个人版,SCAD/EMTDC4.0,及相应,FORTRAN,编译器PSCAD/EMTDC,软件的主要功能是进行电力系统时域和频域仿真,还可以进行交流系统的谐波研究、暂态扭矩的分析、直流系统的启动、直流系统换相方法研究、串联或并联的多端输电系统的电磁暂态仿真、同杆架设的交直流电路的相互影响等PSCAD/EMTDC,典型应用是计算电力系统遭受扰动或参数变化时,参数随时间变化的规律；,此外，,PSCAD/EMTDC,软件广泛应用于高压直流输电、,FACTS,控制器的设计、电力系统谐波分析及电力电子领域的仿真计算5)EMTP,(Electro-Magnetic Transient Program),EMTP,程序主要用于计算电力系统中电磁暂态过程,目前的,EMTP,程序是在原美国邦纳维尔电力局,(BPA),编制的电磁暂态程序基础上由,W.SxottMeyer,等开发完善形成的。

现已有许多国家使用该程序进行电力系统各种暂态过程的研究,其中,ATP,程序,(Alternative Transients Program),是较为广泛使用的一个版本目前,在世界上已形成了多个,ATP-EMTP,程序的用户协会,这些用户协会通常按地域划分,主要有加拿大,/,美国,EMTP,用户协会,(CAEUG),、欧洲用户协会,(EEU G),、日本用户协会、韩国用户协会以及台湾地区的用户协会等我国于,1980,年初在水电部计算机办公室的领导下,从美国,BPA,公司引进了,EMTP,程序,1988,年通过电力部引进了微机版电磁暂态计算程序,ATP,中国电力科学研究院在引进的程序基础上进行了调试、修改以及功能二次开发,并且在全国范围内推广使用,完善了中文使用说明及相关技术资料,编制了人机会话式数据输入程序及,ATP,工作环境软件包,提供了与用户友好的人机界面EMTP,由电磁暂态计算程序、辅助支持子程序及绘图功能子程序组成该软件典型应用为计算电力系统在某个扰动,(,如开关投切或故障,),之后感兴趣的变量随时间变化的规律6)Matlab,该软件是由,Mathworks,公司开发的商业数学软件。

广泛应用于科学研究，工程设计等众多领域中它是以矩阵运算为基础,把计算、可视化、程序设计融合在一个交互的工作环境中,在此环境中可以实现工程计算、算法研究、建模和仿真、应用程序开发等MATLAB,是高性能、通用的科学与工程计算软件,它功能强大,在电气、化工、制造、医疗等多个行业均有应用MATLAB,使用方便、简单易学,且开发出了图形建模的电力系统模块,因此在广大电气工程科研人员也应用甚广,;,MATLAB,在电力系统建模和仿真的应用主要由电力系统仿真模块,(Power System Block set),来完成,PSB,是由,TEQSIM,公司和魁北克水电站开发的其他仿真软件,除了上述电力系统仿真计算软件之外，还有很多电力系统仿真软件在国内和国际上运用比较广泛，比如由美国,EPRI,公司研发的,PSAPAC,，德国西门子公司研发的,NETOMAC,，美国,PIT,电力公司开发的,PSS/E,国内各调度局，试验中心目前或拥有上述仿真软件中的几种，或需要添置某些新的软件，以满足现今电力系统日益发展的需要本门开放实验的内容和形式,内容：,学会使用,BPA,和,PSASP,的基本操作，能够输入电网原始数据，进行潮流计算，输出结果。

形式：,自由组合，,34,人一组；,查阅资料，选择算例；,学习软件的基本操作，包括：界面、数据录入格式等；,建立工程，录入数据，进行潮流计算；,输出计算结果，并且结合,电力系统稳态分析,中所学理论知识进行结果分析；,完成,3000,字的实验报告书（图表均可算字数，报告要求手写，报告中写明组员工作分工）；,每组选派,1,名代表进行最终的汇报汇报要求：准备,ppt;,时间,5,分钟,上课地点：,教五楼,C201,上课时间：,第,11,周,第,13,周（每周,4,学时）,报告时间：第,14,周（,2,学时）,。