1、一、PSAPAC简介: 由美国 EPRI 开发，是一个全面分析电力系统静态和动态性能的软件工具。功能：DYNRED（Dynamic Reduction Program）：网络化简与系统的动态等值，保留需要的节点。LOADSYN（Load Synthesis Program）：模拟静态负荷模型和动态负荷模型。 IPFLOW（Interactive Power Flow Program）：采用快速分解法和牛顿拉夫逊法相结合的潮流分析方法，由电压稳态分析工具和不同负荷、事故及发电调度的潮流条件构成。TLIM（Transfer Limit Program）：快速计算电力潮流和各种负荷、事故及发电调度的
2、输电线的传输极限。DIRECT：直接法稳定分析软件弥补了传统时域仿真工作量大、费时的缺陷，并且提供了计算稳定裕度的方法，增强了时域仿真的能力。LTSP（Long Term Stability Program）：LTSP 是时域仿真程序，用来模拟大型电力系统受到扰动后的长期动态过程。为了保证仿真的精确性，提供了详细的模型和方法。VSTAB（Voltage Stability Program）：该程序用来评价大型复杂电力系统的电压稳定性，给出接近于电压不稳定的信息和不稳定机理。为了估计电压不稳定状态，使用了一种增强的潮流程序，提供了一种接近不稳定的模式分析方法。ETMSP（Extended Tra
3、nsient midterm Stability Program）： EPRI 为分析大型电力系统暂态和中期稳定性而开发的一种时域仿真程序。为了满足大型电力系统的仿真，程序采用了稀疏技术，解网络方程时为得到最合适的排序采用了网络拓扑关系并采用了显式积分和隐式积分等数值积分法。SSSP(Smallsignal Stability Program)：该程序有助于局部电厂模式振荡和站间模式振荡的分析，由多区域小信号稳定程序(MASS)及大型系统特征值分析程序（PEALS）两个子程序组成。MASS 程序采用了 QR 变换法计算矩阵的所有特征值，由于系统的所有模式都计算，它对控制的设计和协调是理想的工具
4、；PEALS 使用了两种技术：AESOPS 算法和改进Arnoldi 方法，这两种算法高效、可靠，而且在满足大型复杂电力系统的小信号稳定性分析的要求上互为补充。二、EMTP/ATP简介: EMTP 是加拿大 H.W.Dommel 教授首创的电磁暂态分析软件,它具有分析功能多、元件模型全和运算结果精确等优点,对于电网的稳态和暂态都可做仿真分析，它的典型应用是预测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，将EMTP 的稳态分析和暂态分析相结合，可以作为电力系统谐波分析的有力工具。ATP（The alternative Transients Program）是 EMTP
5、 的免费独立版本，是目前世界上电磁暂态分析程序最广泛使用的一个版本, 它可以模拟复杂网络和任意结构的控制系统，数学模型广泛，除用于暂态计算，还有许多其它重要的特性。 ATP 程序正式诞生于 1984 年，由Drs. W. Scott Meyer 和 Tsu-huei Liu,所组成的世界各地的用户组不断地发展。ATP 还配备有比 TACS 更灵活、功能更强的通用描述语言 MODELS 及图形输入程序ATPDraw。功能：雷电过电压研究 操作过电压和故障 系统过电压研究 接地等现象的快速暂态分析 设备建模 电机启动过程动态仿真 轴系扭振分析变压器及并联电抗器/电容器的开断 铁磁共振现象的研究 电
6、力电子设备的研究断路器电弧、冲击电流FACTS 设备： STATCOM, SVC, UPFC, TCSC 模型谐波分析与网络共振现象保护设备的实验三、PSCAD/EMTDCDennis 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，是一种世 界各国广泛使用的电力系统仿真软件， PSCAD 是其用户界面，PSCAD 的开发成功，使得用户能更方便地使用 EMTDC 进行电力系统分析，使电力系统复杂部分可视化成为可能，而且软件可以作为实时数字仿真器的前置端。可模拟任意大小的交直流系统。操作环境为：UNIX OS, Windows95, 98,NT；For
7、tran 编辑器；浏览器和 TCP/IP 协议。 功能： 可以发现系统中断路器操作、故障及雷击时出现的过电压 可对包含复杂非线性元件（如直流输电设备）的大型电力系统进行全三相的精确模拟，其输入、输出界面非常直观、方便 进行电力系统时域或频域计算仿真 电力系统谐波分析及电力电子领域的仿真计算 实现高压直流输电、FACTS 控制器的设计四、电力系统分析软件 BPA中国版的 BPA 程序是由中国电力科学院引进、消化、吸收美国 BPA 程序开发而成。从1984 年开始在我国推广应用以来，已在我国电力系统规划部门、调度运行部门、试验研究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。程序中
8、包括详细的发电机模型和各种励磁模型，主要由潮流和暂态稳定程序构成，具有计算规模大、计算速度快、数值稳定性好、功能强等特点。操作系统为 DOS 及 Windows 9X/NT/2000 版。功能： 潮流计算：采用 P-Q 分解法和牛顿拉夫逊法相结合，以提高潮流计算的收敛性能，可进行交流系统潮流计算，也可进行包括双端和多端直流系统的交直流混合潮流计算 自动电压控制：可对多种类型的发电机节点电压进行控制，具有自动投切电抗器和电容器电压控制、自动调节带负荷调节变压器分接头电压控制功能。 联络线功率控制：通过自动发电控制（AGC）功能，自动控制联络线的功率交换为给定值 系统事故分析(N-1 开断模拟 )
9、：用断线补偿法快速检查制定系统中的每个元件故障后的系统运行状态，找出系统运行的薄弱环节，为电网运行、规划提供依据 网络等值：可采用 REI 法，对指定区域进行静态等值，能保证等值网潮流结果与原始网一致 灵敏度分析：能够按指定的扰动量，给出功角、电压灵敏度以及线路功率、线路损耗、网损等灵敏度分析报告 节点 P-V、Q-V 和 P-Q 曲线：在系统施加一定的电压、无功或有功扰动后，程序可自动给出 P-V、Q-V 和 P-Q 变化模拟曲线 确定系统极限输送水平：可方便地使系统发电机出力和负荷成比例地增加或减少，以预测网络对负荷的适应能力 负荷静特性模型：可以模拟由恒定功率、恒定电流和恒定阻抗构成的静
10、态综合负荷模型，用来模拟电压变化对负荷的影响 分析报告灵活、检错信息详细：用户可自定义分析报告，程序提供 900 多种检错信息，便于用户根据检错信息发现和校正错。五、电力系统分析软件 NETOMAC简介: 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： 潮流计算：可进行单相、三相潮流计算，计算时可以考虑负荷电压特性、变压器分接头、HVDC 及 SVC；也可进行电感、电容耦
11、合的多相线路潮流计算，得到分布式多相线路上的电压随距离的变化曲线 暂态计算：分为电磁暂态计算和机电暂态计算。电磁暂态部分采用差分导纳法、变积分步长等方法和技巧有效地处理了开关操作产生间断点、非线性连接等问题；机电暂态部分可用自定义地负荷模型考虑频率、电压特性，自定义的继电保护断开线路仿真。在暂态计算中不同的时段可采用不同的数学模型，可变积分步长 参数辨识和优化：在频域或时域内使用 QuasNewton，Modified Powell 或最小二乘法进行辨识；能在等式、不等式约束条件下对用户自定义的目标函数进行优化；能对发电机电压调节器的参数进行优化甚至可以解决一些较难优化的数学问题 频率响应：计
12、算网络和电机的频率特性以便于为发电机励磁等的参数设计提供依据、计算无源网络的谐波分布、分析网络中出现的周期性干扰、研究与频率和电压有关的负荷的影响等 动态稳定性分析：应用收敛性较好的 QR 算法求出全部特征值，来判断系统在小扰动下的动态稳定性；若考虑发电机轴系方程后，也可进行次同步振荡的研究 面向模块的仿真语言：采用模块化语言来模拟发电机励磁，原动机调速器、汽轮机等。具有 80 多种模块，其中有积分、惯性等基本积分环节，也有较大的组合模块韩祯祥.张琦.徐政.一个大型集成化的电力系统仿真计算软件NETOMAC ，电力系统自动化，1997.9六、PSASP电力系统分析综合程序(Power Syst
13、em Analysis Software Package,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 PSASP 是电力系统规划设计人员确定经济合理、技术可行的规划设计方案的重要工具；是运行调度人员确定系统运行方式、分析系统事故、寻求反事故措施的有效手段；是科研人员研究新设备、新元件投入系统等新问题的得力助手；是高等院校用于教学和研究的软件设施。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。 计算程序模块潮流暂态稳定短路电
14、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主要特点: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七、PSS/E OPF 简介 PIT 美国电力技术咨询公司在电力系统分析领域居世界之首，其 PSS/E OPF（用于电力系统工程的仿真器的优化潮流）是个功能强大，使用方便的电力网络分析工具。它突破了常规的潮流分析，为用户提 供了全面优化和调整输电系统运行的能力。PSS/E OPF 完全嵌入在 PSS/E 的潮流程序中，使得这种优化 和调整
15、更为容易。 PSS/E OPF 把职能融入潮流求解过程中，大大提高了分析电力系统性能的效率。常规的潮流依赖于工程师系统地研究各个解后才能找到一个满意的“良好”解，而 PSS/E OPF 直接改变各种控制从而迅速地确定“最优”解。几乎对于任何一个合理的初始点，OPF 肯定能求得唯一的全局最优解，并同时满足系统 约束，使成本减少到最小或使系统性能最佳。 PSS/E OPF 除了能够进行通常的优化分析外（比如使运行费用减到最小） ，还适用于解决与当今电力市场环境更密切相关的许多问题，这包括： 运行费用减到最小（Minimizing operating costs） ； 无功规划（Reactive p
16、ower scheduling） ； 电压崩溃分析（Voltage collapse analysis） ； 输送能力分析（Transfer capability investigation） ； 基于地点的边际电价分析（Location based marginal cost assessment） ； 随时需要的辅助服务费用分析（Ancillary service opportunity cost assessment） ； 建立用作对系统影响评估的常规潮流（Impact assessment base case development） 。 PSS/E OPF 提供经过特殊设计的使用简单
17、的图形断面。该断面可以帮助迅速定义和建立即使是最为复 杂的电力系统优化问题。PSS/E OPF 完全集成在 PSS/E 的潮流程序中，可以直接从 PSS/E 获得所有必要的潮流数据模型，并在每次一个优化潮流求解过程完成后立即自动更新这些潮流数据。因此，这个过程非常有效。优化潮流的数据编辑器可以方便地用来输入和修改所有的约束和控制变量。整个过程的操作是通过一组完整的视窗构成的现代图形断面进行的。程序的每一个功能都可以从驱动菜单中选择。 PSS/E OPF 可以提供的目标函数为（可以同时满足一个或多个目标）： 使燃料费用减到最小（Minimize fuel costs） ； 使平衡母线发电机有功出
18、力减到最小（Minimize active power slack generation） ； 使平衡母线发电机无功出力减到最小（Minimize reactive power slack generation） ； 使有功损耗减到最小（Minimize active power loss） ； 使无功损耗减到最小（Minimize reactive power loss） ； 使支路电抗调整量减到最小（Minimize adjustable branch reactance） ； 使母校并联电容调整量减到最小（Minimize adjustable bus shunts） ； 使母线负荷调整
19、量减到最小（Minimize adjustable bus loads） ； 使断面潮流减到最小（Minimize interface flows） ； 使断面有功潮流传输最大（Maximize interface active power transfer） 。 PSS/E OPF 允许用户任意选择上述目标函数的组合，只要点击图形断面上的功能键就可容易实现。 优化潮流问题的陈述是通过将目标函数与任意数目的约束和控制结合起来而形成的，这些约束和控制可 以是： 母线电压幅值限制（Bus voltage magnitude limits ） ； 支路潮流限制（有功、无功、视在功率、电流） （Bra
20、nch flow limits (MW, MVar, MVA, Ampere)） ； 断面潮流限制（有功、无功） （Interface flow limits (MW, MVar)） ； 发电机无功容量限制（Generator reactive power capability limits） ； 发电周期备用限制（Generation period reserve limits） ； 发电机有功限制（Generator active power limits） ； 母线并联电容调整量的限制（Adjustable bus shunt limits） ； 支路电抗调整量的限制（Adjustabl
21、e branch reactance limits） ； 母线负荷调整量的限制（Adjustable load limits） 。八、电力系统安全分析软件包 DSAToolsTM加拿大 Powertech Labs Inc.的电力系统安全分析软件包(DSATools TM)是分析研究现代大规模互联电力系统的理想工具。从最基本的潮流短路分析，电网电压水平，元件热过载计算到复杂电力系统暂态稳定，中短期动态稳定，小干扰稳定与电压稳定分析，直至各种电力系统控制器和稳控装置的设计，调制等，DSATools 可以满足现代电网规划，运行以及控制等各方面的要求。先进的仿真计算技术与强大的模型解算能力，赋予 D
22、SATools 具有分析研究当今世界任何规模互联电网的能力。强大的用户图形界面和计算结果分析处理功能更使得 DSATools 的运行操作以及研究报告的制作轻松，容易。Powertech 的电力系统动态安全综合分析软件包 DSATools 目前包括下列功能模块：潮流及短路分析程序 PSAT (Powerflow 用户自定义模型图形编辑器(UDM Editor)；电力系统稳定器 PSS 设计及整定(CDT)；在线动态安全分析平台(DSA Manager)。上述程序相互独立，但模型，数据相互兼容，可互为补充地用于分析现代电力系统各种复杂的安全稳定与控制问题。每个程序（除潮流及短路分析程序外）均有离线
23、和在线两种版本。基于能量管理系统(EMS) 的在线应用可对电力系统进行实时安全性评估并向调度员提出相应的控制措施。九、PSPICEPSPICE 是由 SPICE（Simulation Program with Intergrated Circuit Emphasis）发展而来的用于微机系列的通用电路分析程序。于 1972 年由美国加州大学伯克利分校的计算机辅助设计小组利用 FORTRAN 语言开发而成，主要用于大规模集成电路的计算机辅助设计。用于模拟电路仿真的 SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）软件于 1972
24、年由美国加州大学伯克利分校的计算机辅助设计小组利用 FORTR AN 语言开发而成，主要用于大规模集成电路的计算机辅助设计。SPICE 的正式版 SPICE 2G 在 1975 年正式推出，但是该程序的运行环境至少为小型机。1985 年，加州大学伯克利分校用 C 语言对SPICE 软件进行了改写， 并由 MICROSIM 公司推出。1988 年 SPICE 被定为美国国家工业标准。与此同时，各种以 SPICE 为核心的商用模拟电路仿真软件，在 SPICE 的基础上做了大量实用化工作，从而使 SPICE 成为最为流行的电子电路仿真软件。发展PSPICE 采用自由格式语言的 5.0 版本自 80
25、年代以来在我国得到广泛应用，并且从 6.0版本开始引入图形界面。1998 年著名的 EDA 商业软件开发商 ORCAD 公司与 Microsim 公司正 式合并，自此 Microsim 公司的 PSPICE 产品正式并入 ORCAD 公司的商业 EDA 系统中。不久之后，ORCAD 公司已正式推出了 ORCAD PSPICE Release 10.5，与传统的 SPICE软件相比，PSPICE 10.5 在三大方面实现了重大变革：首先，在对模拟电路进行直流、交流和瞬态等基本电路特性分析的基础上，实现了蒙特卡罗分析、最坏情况分析以及优化设计等较为复杂的电路特性分析；第二，不但能够对模拟电路进行，
26、而且能够对数字电路、数/模混合电路进行仿真；第三，集成度大大提高，电路图绘制完成后可直接进行电路仿真，并且可以随时分析观察仿真结果。PSPICE 软件的使用已经非常流行。在大学里，它是工科类学生必会的分析与设计电路工具；在公司里，它是产品从设计、实验到定型过程中不可缺少的设计工具。编辑本段 PSPICE 仿真软件的优越性 PSPICE 软件具有强大的电路图绘制功能、电路模拟仿真功能、图形后处理功能和元器件符号制作功能，以图形方式输入，自动进行电路检查，生成图表，模拟和计算电路。它的用途非常广泛，不仅可以用于电路分析和优化设计，还可用于电子线路、电路和信号与系统等课程的计算机辅助教学。与印制版设
27、计软件配合使用，还可实现电子设计自动化。被公认是通用电路模拟程序中最优秀的软件，具有广阔的应用前景。这些特点使得 PSPICE 受到广大电子设计工作者、科研人员和高校师生的热烈欢迎，国内许多高校已将其列入电子类本科生和硕士生的辅修课程。 电路设计软件有很多，它们各有特色。如 Protel 和 Tango，它对单层/双层电路板的原理图及 PCB 图的开发设计很适合，而对于布线复杂，元件较多的四层及六层板来说 ORCAD 更有优势。但在电路系统仿真方面，PSPICE 可以说独具特色，是其他软件无法比拟的，它是一个多功能的电路模拟试验平台，PSPICE 软件由于收敛性好，适于做系统及电路级仿真，具有
28、快速、准确的仿真能力。(1)图形界面友好，易学易用，操作简单由 Dos 版本的 PSPICE 到 Windows 版本的 PSPICE，使得该软件由原来单一的文本输入方式而更新升级为输入原理图方式，使电路设计更加直观形象。PSPICE 60 以上版本全部采用菜单式结构，只要熟悉 Windows 操作系统就很容易学，利用鼠标和热键一起操作，既提高了工作效率，又缩短了设计周期。即使没有参考书，用户只要具备一定的英语基础就可以通过实际操作很快掌握该软件。(2)实用性强，仿真效果好在 PSPICE 中，对元件参数的修改很容易，它只需存一次盘、创建一次连接表，就可以实现一个复杂电路的仿真。如果用 Pro
29、tel 等软件进行参数修改仿真，则过程十分繁琐。在改变一个参数时，哪怕是一个电阻阻值的大小都需要重新建立网络表的连接，设置其他参数更为复杂。(3)功能强大，集成度高在 PSPICE 内集成了许多仿真功能，如：直流分析、交流分析、噪声分析、温度分析等 ，用户只需在所要观察的节点放置电压（电流）探针，就可以在仿真结果图中观察到其“电压（或电流）-时间图” 。而且该软件还集成了诸多数学运算，不仅为用户提供了加、减、乘、除等基本的数学运算，还提供了正弦、余弦、绝对值、对数、指数等基本的函数运算，这些都是其他软件所无法比拟的。 另外，用户还可以对仿真结果窗口进行编辑，如添加窗口、修改坐标、叠加图形等 ，
30、还具有保存和打印图形的功能，这些功能都给用户提供了制作所需图形的一种快捷、简便的方法。因此，Windows 版本的 PSPICE 更优于Dos 版本的 PSPICE，它不但可以输入原理图方式，而且也可以输入文本方式。无疑是广大电子电路设计师的好帮手。十、DIgSILENT/PowerFactory电力系统电磁机电暂态混合仿真程序 DIgSILENT/PowerFactory 是德国 DIgSILENT GmbH公司开发的电力系统仿真软件，DIgSILENT 这一名称来源于数字仿真和电网计算程序（DIgital SImuLation and Electrical NeTwork） 。 DIgSI
31、LENT/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
32、DSL 在软件中搭建。 该软件具有以下特点： 数据库概念的数据存储方式，分级的面向对象数据管理器，灵活的项目方案管理系统； 基于 Windows 标准的操作模式和图模一体化的处理方式； 多种参数描述方式； 与 SCADA/GIS 之间接口的数据交换语言（DOLE ） ； 电力电子技术应用； 面向连续运行过程的仿真语言 DSL 和面向程序化过程的编程语言 DPL； DIgSILENT/PowerFactory 软件能够实现的功能有： 1、AC/DC 潮流计算分析 DIgSILENT/PowerFactory 可以描述复杂的单相和三相 AC 系统及各种交直流混合系统。潮流求解过程提供了 3 种方法
33、以供选择：经典的牛顿拉夫逊算法、牛顿拉夫逊电流迭代法和线性方程法（直接将所有模型作线性化处理） 。在进行潮流计算的同时，DIgSILENT/PowerFactory 还有变电站控制、网络控制和变压器分接头调整控制可供选择。2、故障分析 DIgSILENT/PowerFactory 故障分析功能既可以分别根据 IEC 909、IEEE std141/ ANSI e37. 5 以及德国的 VDE102/ 103 标准进行，也可以根据 DIgSILENT/PowerFactory 自身所提供的综合故障分析( General Fault Analysis- GFA) 方法进行。DIgSILENT/Po
34、werFactory 故障分析功能支持几乎所有的故障类型（包括复故障分析） 。 3、动态仿真 DIgSILENT/PowerFactory 软件提供的仿真语言(DIgSILENT Simulation Language DSL)，使用户可以自定义模型：任何类型的静态/动态的多输入/多输出模型，例如电压控制器、PSS 等。该软件既可以进行短期（电磁）暂态仿真，也可以进行中期（机电）暂态仿真和长期暂态仿真。DIgSILENT/PowerFactory 几乎可以仿真各种类型的故障。仿真过程中的任何变量(包括 DSL 所提供的) 都可以被观察，并可将其通过虚拟表计功能(Virtual Instrume
35、nt - VI) 绘制成曲线图。此曲线图可以被保留，以便于与其他仿真过程进行比较。 4、谐波分析 DIgSILENT/PowerFactory 可以模拟各种谐波电流源和电压源，并提供计及集肤效应和内在自感的与频率相关的元件模型。在综合考虑网络中所有元件后，计算出三相谐波电压和电流的分布（非平衡谐波潮流） ，确定和分析谐波失真系数，并以合适的步长绘制网络频率响应图。 5、保护分析 DIgSILENT/PowerFactory 保护分析工具是该软件基本功能元件库的补充，它包含了许多额外的原件如 CT、VT、继电器等，同时还允许用户自定义保护方案。所有这些保护元件在静态、暂态情况下都能够使用。在所有
36、可能的仿真模式如潮流分析、故障分析、机电暂态和电磁暂态等情况下这些保护元件都能够响应。 6、可靠性分析 DIgSILENT/PowerFactory 提供的可靠性计算将系统充裕性和安全性进行了综合考虑，主要包括三个方面：预想事故分析、发电可靠性估计和网络可靠性估计。 7、最优潮流计算 最优潮流计算是对基本潮流计算的有效补充。最优潮流计算主要采用内点法，并提供了多种约束条件和控制手段，其考虑的目标函数主要有最小网损、最小燃料费用、最大利润及最小区域交换潮流。 8、配网优化 DIgSILENT/PowerFactory 能够实现以下三种优化功能：电容器选址优化、解环点优化、电缆补强优化。电容器最优
37、选址用于确定电容器在安装至配网时的最优位置、型号以及容量，使用梯度搜索或 Tabu 搜索方法。解环点优化能够在满足电网电压和负荷要求的同时通过改变网络拓扑最小化网损。电缆补强优化能够对过载电缆实现最经济有效的升级，针对给定的电缆成本和电压跌落限值能够自动选出相应的电缆。 9、低压网络分析 DIgSILENT/PowerFactory 的低压网络分析使用户能够实现：根据连接到某一线路上的用户数量来定义负荷、考虑负荷的多样性、在进行潮流计算时考虑负荷多样性并计算电压最大跌落值和最大支路电流、自动进行电缆补强、电压跌落和电缆负载率分析等。低压网络分析 DIgSILENT/PowerFactory 软
38、件的标准特征之一。十一、Eurostag1 Eurostag 程序概述电力系统分析软件 Eurostag 是由法国的 DEL 公司和比利时的 TRACBEL 公司开发研制的。是目前世界上使用最为广泛的系统仿真软件之一。在我国，2003 年 5 月由华北电力集团公司引进。它使用预报校正型变阶、变步长的隐式积分算法，能够根据截断误差自动调整积分步长，从而保证仿真计算的精度恒定。在一个长期动态仿真中，时间步长可以在 1000 毫秒到几十秒之间变化。仿真的时间范围可以从暂态、中期到长期，并且在仿真过程中不用改变模型。2 电力系统分析软件包 Eurostag 总体概貌Eurostag 各模块的主要功能：
39、1Data Conversion 模块：该模块的功能主要有两方面，一方面可以将其它格式的数据文件转化为 Eurostag 的格式，具体的说就是可以将 IEEE 格式的潮流文件转化为 Eurostag 格式，将 PSS E 的数据文件、潮流文件和稳定文件，转化为 Eurostag 格式；另一方面它可以在Eurostag 的内部进行数据转换，就是说，可以将计算中产生的数据文件转化成我们可以阅读的文件，比如说潮流计算中产生的sav 文件是一个表示网络结构的二进制文件，该模块可以将其转化为我们所熟悉的潮流文件ech 文件。2NetworkEditor 模块：该模块的功能主要有绘制网络结构图，网络的基本
40、组件。由此产生两个相应的文件，潮流文件ech 和网络结构文件nwk。根据仿真结果和潮流文件ech，绘制网络结构图进行仿真结果分析。可以在图上显示潮流计算和仿真计算的结果，显示每个元件的相关数值，也可以用不同的颜色标明。3Files Editor 模块：该模块主要用来进行数据文件的编写和修改。使用该模块可以在图形界面下添加或删除数据文件中的各个部分，如节点、支路、变压器、发电机、负荷等等，而且可以选择各个部分的特性参数。这里可以建立的数据文件有潮流文件ech 稳定文件dta 故障文件seq 。4Macroblockmodeling tool 模块：一些元件的控制器部分，如发电机的励磁调节器、调速
41、器、可调分接头的变压器的控制等等，在该模块中可以用一系列的基本传递函数模块搭接而成。传递函数中的很多参数需要提前设置，其中一些积分过程也要对变量进行初始化，所以需要用该工具搭接两个模块grm 和 gri，其中grin 是反映控制器功能的主模块， gri 则是主模块的初始化模块，通过该部分的编译功能，同时产生模块相应的参数表文件spb 和供仿真计算使用的rcp 和pcp，文件通过编译后，我们就可以将控制器部分加入到仿真程序中。5ComputationModules 模块：主要功能有两部分1)LoadFlow 该模块主要是执行潮流计算的功能。经过计算可以得到潮流计算结果的输出文件1f 和供仿真计算
42、使用的二迸制文件 sac。2)Simulation 该模块主要执行仿真计算的功能。执行该模块需要有三个相关文件sac 、 dta、 seq。对于dta 文件，如果有相关的 macroblock 则还需要相应的rcp和pcp 文件。计算结束后会产生一些供分析和保存的相关的数据文件和计算结果的输出文件out。6Postprocessor 模块：该模块也叫 EurostagAnalysis 模块，它提供了一个图形显示仿真计算结果的平台。可以显示仿真过程中节点电压、线路电流、功率以及相角等变量的变化曲线。通过它，我们可以直观的了解系统变量在仿真过程中的变化。7TabularOutputs 模块：与分析
43、模块相比较，该模块可以提供更精确的变量值，以表格的形式给出。它也可以在大量的结果数据中提取一定特征的数据集，如网络中节点电压在一定范围的节点等。Eurostag 程序的结构和功能特点：Eurostag 是电力系统中长期稳定计算软件，使用范围广泛，可以覆盖电力系统从机电振荡到负荷变化的暂态、中期和长期稳定的所有问题，其主要功能如下：1可以考虑电力系统中所有可能发生的动作，包括励磁调节器、调速器、各种继电保护和自动装嚣等，用户可以根据实际情况和要求尽可能地将仿真计算接近于运行实际。2对一些较先进但目前使用较少的技术，如 IFACTS、SC 、TCSC 、HVDC 等，Eurostag均有专用的模型
44、及完备的控制措旋，不需要用户做任何等值或近似的处理，简单准确。3除了可以进行动态仿真计算外，EurostagN“以对故障极限切除时间进行自动搜索，减轻了使用人员的重复工作量。另外，该软件还能够计算特征值，为稳定分析提供依据。4优良的计算性能。EUROSTAG 采用变步长搜索法，兼顾计算速度和计算准确度的双重要求。5友好的使用界面。用户直接从元件库中选择元件，构建电力网络的单线图，输入对应的元件参数后即可进行计算。对于励磁调节器、调速器、PSS 等控制逻辑，用户可以根据实际需要自行构建，而不是拘泥于几种典型的结构，因而也具有广阔的使用前景。6人性化的设计和自动语法检查。EUROSTAG 可以对用
45、户输入的元件参数进行自动的越限检查，诊断出用户数据输入过程中的错误。Eurostag 的应用范围：确定临界故障切除时间；检测各种扰动后系统的同步性；自动减载策略研究；非正常运行状态下的事故分析(预防性安全措施) ：系统处于紧急状态或极端状态下(电压崩溃、失步、再同步) 的行为：系统运行点下，发电机、调节器和输电系统的动态稳定性：局部控制系统(调速器、自动电压调节器、变压器分接头控制等) 的设计和调制；设计、协调和调整发电厂及输电网络的保护系统；设计集中的控制和保护系统；新技术的可行性研究；工业系统的分析等。十二、S aber 软 件Saber 模拟及混合信号仿真软件是美国 Synopsys 公
46、司的一款 EDA 软件，被誉为全球最先进的系统仿真软件，是唯一的多技术、多领域的系统仿真产品，现已成为混合信号、混合技术设计和验证工具的业界标准，可用于电子、电力电子、机电一体化、机械、光电、光学、控制等不同类型系统构成的混合系统仿真，为复杂的混合信号设计与验证提供了一个功能强大的混合信号仿真器，兼容模拟、数字、控制量的混合仿真，可以解决从系统开发到详细设计验证等一系列问题。Saber 的优势1) 支持自顶向下的系统设计和由底向上的具体设计验证，可以分析从 SOC 到大型系统之间的设计；在概念设计阶段支持模块化的方框图设计，详细设计阶段可用具体元器件组成实际系统； 2) 提供了一个功能强大的混
47、合信号 仿真器，支持包括模拟电路、数字电路及混合电路，混合技术系统设计； 3)通过单一的混合信号仿真内核就可以提供精确有效的仿真结果； 4）Avant! 获得专利的 Calaveras 算法，Calaveras 能使模拟和数字两种算法得到最大效率的运行，只有在需要时才交互信息； 5）Saber 内部采用 5 种不同的算法依次对系统进行仿真，一旦其中某一种算法失败，Saber 将自动采用下一种算法，在仿真精度和仿真时间上进行平衡，保证在最少的时间内获得最高的仿真精度； 7)通过直观的图形化用户界面全面控制仿真过程； 8)可以在各种流行的 EDA 设计环境中运行，采用通用的建模语言，实现信息共享，
48、提供对标准库的支持； 9)可以通过对稳态、时域、频域、统计、可靠性及控制等方面的分析来检验系统性能；10)可以仿真一个实际系统， SABER 的仿真原理图里有相应主电路和控制模块。实际电路需要程序控制，SABER 中可以将实际系统的控制算法通过 MAST 语言编程完全实现；Saber 的特点 :1 集成度高： 从调用画图程序到仿真模拟，可以在一个环境中完成，不用四处切换工作环境。 2 完整的图形查看功能： Saber 提供了 SaberScope 和 DesignProbe 来查看仿真结果，而 SaberScope 功能更加强大。 3 各种完整的高级仿真： 可进行偏置点分析、DC 分析、AC
49、分析、瞬态分析、温度分析、参数分析、傅立叶分析、蒙特卡诺分析、噪声分析、应力分析、失真分析等。 4 模块化和层次化： 可将一部分电路块创建成一个符号表示，用于层次设计，并可对子电路和整体电路仿真模拟 5 模拟行为模型： 对电路在实际应用中的可能遇到的情况，如温度变化及各部件参数漂移等，进行仿真模拟 6 强大的收敛性分析： Saber 非常仔细地选择了算法，使遇见收敛性问题的可能性降到最小，这是其它仿真器经常遇到而无法解决的问题。Saber 顺序的使用了 5 种强大的算法来解决收敛性问题，在系统评估时，Saber 对精确系统方程提出一种分段式线性评估。这样，即使非常困难的仿真问题，如尖锐信号的瞬态分析，都可以被很好地控制。 7 仿真精度： 在做仿真时，你需要确信仿真结果能精确反映你的物理系统的操作。根据 Avant!丰富的设计和仿真经验，Saber 默认的精度控制可以在能够接受的仿真时间内提供高精度的仿真结果。 8 模型与仿真器分离： Saber 仿真器同仿真模型完全分离，它允许你完整地存取和控制模型。你可以查看一个模板的内容，修改它，并可以做成另外一个模板。创建你自己的模型并添加到库中去，或者创建你自
