電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)概述

#必須指出，分布參數(shù)線路的波阻抗與集中參數(shù)電路的電阻雖然有相同的量綱但物理意義上有著本質(zhì)的不同：(1)波阻抗表示向同一方向傳播的電壓波和電流波之間比值的大小；電磁波通過波阻抗為Z的無損線路時，其能量以電磁能的形式儲存于周圍介質(zhì)中，而不像通過電阻那樣被消耗掉。(2)為了區(qū)別不同方向的行波，Z的前面應(yīng)有正負號。(3)如果導(dǎo)線上有前行波，又有反行波，兩波相遇時，總電壓和總電流的比值不再等于波阻抗，即uu+uu+u=Tb=Z-fb豐Zii+iu—ufbfb(4)波阻抗的數(shù)值Z只與導(dǎo)線單位長度的電感L°和電容C°有關(guān)，而與線路長度無關(guān)。前行波和反行波下面用行波的概念來分析波動方程解的物理意義。首先討論式(1-10)，電壓u的第一個分量u(t—-)。設(shè)任意波形的電壓波fvu(t—-)沿著線路x傳播，如圖1-8所示，假定當t=t、時刻線路上任意位置xfv11點的電壓值為％a，當時間t=t2時刻時(t2>[)，電壓值為的點到達兀?，則應(yīng)滿足xxt—1=t—2即1v2v圖1-8行波運動

由于V恒大于0,且由于(/2>t),則(x-x)>0,由此可見u(t-—)表示前2121fv行波；同樣的方法可以證明u(t+-)表示沿x反方向行進的電壓波，稱為反行電bv壓波。i(t-蘭)，i(t+-)的證明過程類似。fvbv為方便將式(1-14)和式(1-15)可寫成1-16)i=i+i1-16)fbu—u+u(1?17)fb由式(1-16)和式(1-17)可知，線路中傳播的任意波形的電壓和電流傳播的前行波和反方向傳播的反行波，兩個方向傳播的波在線路中相遇時電壓波與電流波的值符合算術(shù)疊加定理，且前行電壓波與前行電流波的符號相同，反行電壓波與反行電流波的符號相反。行波的折射和反射當波沿傳輸線傳播，遇到線路參數(shù)發(fā)生突變，即波阻抗發(fā)生突變的節(jié)點時，都會在波阻抗發(fā)生突變的節(jié)點上產(chǎn)生折射和反射。如圖1-9所示，當無窮長直角波uf二E沿線路1達到A點時后，在線路1u=u+u11fi=u=u+u11fi=i+i11f1b1-18)m液通過節(jié)貞rt(b：彼通過節(jié)點后Z沁i時u、bb上除叮\外又會產(chǎn)生新的行波u-，因此線路上總的電壓和電流為Z口乙(U)彼通過節(jié)點后,G時圖1-9波通過節(jié)點的折反射設(shè)線路2為無限長，或在線路2上未產(chǎn)生反射波前，線路2上只有前行波沒有反行波，則線路2上的電壓和電流為1-19)u—u1-19)TOC\o"1-5"\h\z22f=i2f然而節(jié)點A只能有一個電壓電流，因此其左右兩邊的電壓電流相等，即

u=u，i=i，因此有1212u=u+u2f1fu=u，i=i，因此有1212u=u+u2f1f1b=i+if1f1b1-20)將2=Z,ii1f牛=Z2，F(xiàn)=-Zi，u=e代入上式得,2f1bu=2E=aE2fZ+Z12Z—Zu=2ie=Re1bZ+Z121-21)其中a,p分別為折射與反射系數(shù)。a,P計算如式（1-22）所示。2Za=2—Z+Z12pZ-Zp=—21Z+Z

121-22)另外，線路是用集中參數(shù)還是分布參數(shù)等值，除跟線路長度有關(guān)，還與暫態(tài)過程的頻率有關(guān)。設(shè)線路長300m（約一檔距），幅值為I的正弦波電流以光速（300m/口s）傳播，如圖1-10所示，AB兩點間的傳播時間At為1"。如果是工頻50Hz，兩點的電流的差值最大為3.14X10-4I，這樣可以看成同一值。但如果是100kHz，其差值最大可達到0.6281。因此在高頻領(lǐng)域，即使距離很短，例如變電站的母線，也要考慮波的傳播過程，即當成分布參數(shù)線路處理。變壓器有時也要當作分布參數(shù)線路處理。圖1-10線路上的波過程1.4.4非線性元件和開關(guān)操作電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程往往是因狀態(tài)的變化而造成的。這種變化可以是斷路器正?；蚬收喜僮鞫鹩|頭的閉合或開斷；可以是雷電入侵波或操作過電壓引起有間隙避雷器間隙擊穿或電流過零時電弧的熄滅；也可以是系統(tǒng)發(fā)生故障造成相對地或相間突然短接等。在暫態(tài)計算中把電路中節(jié)點之間的閉合和開斷用廣義的開關(guān)操作來表示。因此，開關(guān)的計算模型以及正確處理開關(guān)操作所引起系統(tǒng)狀態(tài)變化的程序方法，是電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)計算的重要組成部分。電力系統(tǒng)中大部分元件屬于線性元件，或可以近似地認為是線性元件，但也有一些元件具有明顯的非線性特性，這些特性對暫態(tài)過程產(chǎn)生明顯的影響。典型的非線性元件有避雷器的非線性電阻，如圖1-11所示；變壓器或電抗器等鐵磁元件因鐵心飽和而形成的非線性電感；以及斷路器、保護間隙的電弧電阻等。因此，在暫態(tài)計算程序中應(yīng)包括計及這些非線性元件特性的數(shù)學(xué)模型，并且含有一定的求解非線性電路的數(shù)值分析方法。對工程計算來說，還希望計算模型和分析方法盡可能實用，以便在盡可能短的計算時間里，得到具有一定準確度的結(jié)果。圖1-11避雷器的電壓-電流特性在實際計算中，經(jīng)常采用被稱為分段線性化的方法來處理非線性元件，即把非線性元件的特性用幾段具有不同斜率的直線線段來表示，把非線性元件局部等值為線性元件。1.4.5元件參數(shù)的頻率特性在電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)分析過程中，一個元件的特性模擬，不只是要作出正確的等值電路，還要模擬它的頻率特性，因為這些頻率特性有時對暫態(tài)現(xiàn)象有著決定性的影響。在暫態(tài)計算中，通常需要考慮頻率特性的元件是架空線路和電纜。架空線路的正序電感L1實際上是常數(shù)，在導(dǎo)線的趨膚效應(yīng)不顯著時，正序電阻R］基本上也是常數(shù)。零序電感L°和零序電阻R°則因大地回路的趨膚效應(yīng)而與頻率密切相關(guān)。圖1-12所示為架空線路電阻和電感的頻率特性。變壓器參數(shù)也有頻率特性，穩(wěn)態(tài)計算的對象是一個時間斷面，而暫態(tài)計算要模擬一個時間過程。數(shù)字計算機不可能連續(xù)地模擬暫態(tài)現(xiàn)象，只能在離散的時間點（步長At）求解，這將會導(dǎo)致累積誤差。如何減少這類誤差的積累是暫態(tài)仿真程序的重要課題。鑒于暫態(tài)計算的上述特點，暫態(tài)計算比穩(wěn)態(tài)計算不論是程序編制還是應(yīng)用難度都要大得多。1.5電力系統(tǒng)數(shù)字仿真1.5.1電力系統(tǒng)數(shù)字仿真的分類根據(jù)原型系統(tǒng)、數(shù)學(xué)模型和數(shù)字計算機三者的特征可以把電力系統(tǒng)數(shù)字仿真分成各種不同的類型。按照原型系統(tǒng)狀態(tài)變化的時間過程，可分為連續(xù)系統(tǒng)仿真和離散事件系統(tǒng)仿真。連續(xù)系統(tǒng)仿真的系統(tǒng)狀態(tài)量隨時間連續(xù)變化，它的數(shù)學(xué)模型是一組方程式，包括連續(xù)模型（用微分方程描述）、離散時間模型（用差分方程描述）和連續(xù)與離散混合模型。離散事件系統(tǒng)仿真的系統(tǒng)狀態(tài)量只在一些時間點上由某隨機事件的驅(qū)動而發(fā)生變化，這類系統(tǒng)在兩個事件之間其狀態(tài)量保持不變，它的數(shù)學(xué)模型一般只用流程圖或網(wǎng)絡(luò)圖描述。按照仿真目的，可分為以分析研究為目的的研究用系統(tǒng)仿真和以培訓(xùn)運行人員為目的的培訓(xùn)用系統(tǒng)仿真。研究用電力系統(tǒng)數(shù)字仿真，如電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)計算程序（EMTP）,它可用于研究由開關(guān)操作、故障和雷擊等引起的電磁暫態(tài)、電磁諧振和機電振蕩，也可用于研究交直流換流器、控制系統(tǒng)和繼電保護裝置等的特性。除此以外，還有大量適合于專門功能的電力系統(tǒng)數(shù)字仿真程序，如電力系統(tǒng)綜合程序（BPA）等。培訓(xùn)用電力系統(tǒng)數(shù)字仿真，如電力系統(tǒng)調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)（DTS）、變電站培訓(xùn)仿真系統(tǒng)等，利用計算機及相關(guān)設(shè)備，將電力系統(tǒng)完整的模擬出來，并可以在上面進行正常操作訓(xùn)練及故障排除訓(xùn)練。培訓(xùn)用的仿真是為了訓(xùn)練系統(tǒng)運行、調(diào)度人員對系統(tǒng)環(huán)境的反應(yīng)和判斷能力，因此要求仿真的環(huán)境盡可能逼真，而對于仿真精度，只由培訓(xùn)的要求決定。研究用電力系統(tǒng)數(shù)字仿真又可分為系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)計算和暫態(tài)計算兩大類。當需要研究電力系統(tǒng)處于相對平衡狀態(tài)的運動特性時，采用系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)仿真；當研究系統(tǒng)處于受擾動狀態(tài)的運動特性時，則采用系統(tǒng)暫態(tài)仿真。兩者的數(shù)學(xué)模型不同，仿真方法也不相同。穩(wěn)態(tài)仿真中有潮流計算、故障計算，以及穩(wěn)定計算和電壓穩(wěn)定計算中的靜穩(wěn)定計算。暫態(tài)仿真中有過電壓計算、次同步振蕩（SSR）計算、暫態(tài)恢復(fù)電壓（TRV）計算、高次諧波計算，及穩(wěn)定計算和電壓穩(wěn)定計算中的暫態(tài)穩(wěn)定性計算。電力系統(tǒng)數(shù)字仿真按照研究電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的分類如圖113所示。圖1-13電力系統(tǒng)數(shù)字仿真按照研究電力系統(tǒng)運行的狀態(tài)的分類示意圖按照計算方法，電力系統(tǒng)數(shù)字仿真又可以分成有效值計算和瞬時值計算兩大類。有效值計算用于大規(guī)模系統(tǒng)的比較長時間的狀態(tài)模擬，而瞬時值計算用于局部系統(tǒng)的短時間的暫態(tài)模擬。有效值計算通常只使用正序回路，而瞬時值計算需要使用三相回路。但是，在包含電力電子設(shè)備的情況，如高壓直流系統(tǒng)，由于晶閘管等開關(guān)的頻繁動作，即使是長時間模擬也需要采用瞬時值計算。另一方面，由于硬件設(shè)備和計算技術(shù)的進步，大規(guī)模系統(tǒng)的瞬時值在線（實時）計算也成為可能了。穩(wěn)態(tài)計算和暫態(tài)計算中的動穩(wěn)定計算屬于有效值計算范疇，其它的暫態(tài)計算都屬于瞬時值范疇。1.5.2電力系統(tǒng)數(shù)字仿真的優(yōu)點數(shù)字仿真在電力系統(tǒng)研究中得到快速的發(fā)展，除了計算機技術(shù)和軟件技術(shù)的飛速發(fā)展外，電力系統(tǒng)數(shù)字仿真的獨特優(yōu)點是促使其快速發(fā)展的重要因素，這些優(yōu)點有：（1）數(shù)字仿真不受被研究電力系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜性的限制。世界各國都在不斷擴大電力系統(tǒng)的規(guī)模，大多數(shù)工業(yè)發(fā)達國家都建立了自己的全國統(tǒng)一電力系統(tǒng)，有些相鄰國家間還建立了跨國聯(lián)合電力系統(tǒng)。我國已實現(xiàn)跨區(qū)域電力系統(tǒng)的互聯(lián)，依托三峽工程，實現(xiàn)以長江三峽為中心的全國統(tǒng)一電力系統(tǒng)。隨著規(guī)模的增大，電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也變得更加復(fù)雜。這些規(guī)模龐大和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大系統(tǒng)，試驗和研究的現(xiàn)場實測方法已很難進行。在電力系統(tǒng)動態(tài)模擬上做幾十臺發(fā)電機、幾十條輸電線路的電力系統(tǒng)暫態(tài)過程試驗也是相當困難，而采用電力系統(tǒng)數(shù)字仿真就不存在這些困難，可以進行數(shù)百臺發(fā)電機和上千條輸電線路的大型電力系統(tǒng)數(shù)字仿真。（2）保證被研究系統(tǒng)的安全性。電力系統(tǒng)的故障試驗、穩(wěn)定性破壞試驗、核電站控制試驗等，直接在原型系統(tǒng)上做實驗有很大的危險性，甚至是不允許的，這時，用電力系統(tǒng)數(shù)字仿真的方法是唯一可行的途徑。（3）提高系統(tǒng)試驗的經(jīng)濟性。在實際電力系統(tǒng)上做試驗要暫停部分用戶供電，需要配備各種測量設(shè)備、測量通道、通信工具，要求很多運行、調(diào)度人員和測試人員密切配合，花費大量人力、物力和財力，因此這種試驗很難實現(xiàn)。如果用數(shù)字仿真做試驗，所需費用要少得多。而且，數(shù)字仿真試驗的設(shè)備一般都可重復(fù)使用，只需少數(shù)計算人員參加，試驗時間很短。（4）增強對電力系統(tǒng)發(fā)展的預(yù)測性。需要對未來電力系統(tǒng)的特性做預(yù)測性的分析和研究，這些工作在實際電力系統(tǒng)中難以實現(xiàn)，而系統(tǒng)數(shù)字仿真可以對設(shè)計方案進行大量試驗和計算，進行經(jīng)濟技術(shù)比較和優(yōu)化，還可以對未來系統(tǒng)的假設(shè)條件的合理性進行驗證。電力系統(tǒng)規(guī)劃的方案是靠仿真得到的；新元件的接入、運行方式的確定是用仿真結(jié)果作為依據(jù)的；新方法研究、新裝置設(shè)計、參數(shù)確定是用仿真來確認的。電力系統(tǒng)仿真軟件試驗已經(jīng)成為電力系統(tǒng)設(shè)計、規(guī)劃和運行階段不可或缺的部分。1.5.3電力系統(tǒng)數(shù)字仿真軟件世界各國的電力系統(tǒng)數(shù)字仿真軟件眾多，目前國內(nèi)外獲得廣泛應(yīng)用的電力系統(tǒng)仿真軟件主要有3大類：基于瞬時值計算的離線仿真軟件，如EMTP、PSCAD/EMTDC、PSAPAC等；基于有效值計算的離線仿真軟件，如BPA(包括中國版BPA)、PSASP、PSS/E、NETOMAC等；基于瞬時值計算的實時仿真軟件，如RTDS、HYPERSIM。1.電磁暫態(tài)分析程序(EMTP)電磁暫態(tài)分析程序EMTP(Electro-MagneticTransientsProgram)是國際公認的電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)分析的標準程序，其創(chuàng)始人是加拿大UBC大學(xué)任教的Dommel教授，目前EMTP有三個版本，即BPA-EMTP、ATP-EMTP和DCG-EMTP。BPA-EMTP是最早由美國邦納維爾電力局(BonnevillePowerAdminstration,BPA)無償提供的EMTP版本，其用戶現(xiàn)在大多已轉(zhuǎn)用ATP-EMTP。ATP-EMTP是BPA的Scott-Meyer以自己的業(yè)余時間和資金開發(fā)的BPA-EMTP的替代程序，ATP-EMTP堅持無償提供的原則，在全世界擁有最多的用戶，是目前國際上主流版本的EMTP程序。DCG-EMTP是1981年成立的DCG(EMTP合作開發(fā)組織)開發(fā)的EMTP版本，需有償使用。EMTP具有分析功能多和元件模型全等優(yōu)點，可以用于電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)仿真分析，系統(tǒng)可由集中參數(shù)、分布參數(shù)元件、線性與非線性元件、具有頻率相關(guān)參數(shù)的線路、各種類型開關(guān)、電力電子元件、變壓器及電機、多種類型電源、控制電路的任意組合構(gòu)成，只要是電路計算的范疇，對研究對象幾乎沒有限制。EMTP的計算精度經(jīng)過了IEEE和CIGRE等國際權(quán)威組織的認定，因此計算結(jié)果的可信性很高。實際上，EMTP是開發(fā)其他的電磁暫態(tài)程序，如EMTDC、RTDS、HYPERSIM的基礎(chǔ)。2?直流電磁暫態(tài)程序(PSCAD/EMTDC)DennisWoodford博士于1976年在加拿大曼尼托巴直流研究中心開發(fā)完成了EMTDC(Electro-MagneticTransientsinDCSystem)的初版，它既可以研究交直流電力系統(tǒng)問題，又能完成電力電子仿真及其非線性控制，是一個離線仿真的電磁暫態(tài)計算程序，它有精確的直流元件模型、方便的數(shù)據(jù)輸入方式以及強大的數(shù)據(jù)分析功能，是進行直流系統(tǒng)分析和工程研究的有力工具。事實上，EMTP程序所采用的電力系統(tǒng)模型和技術(shù)都可以應(yīng)用于EMTDC中。PSCAD(PowerSystemComputerAidedDesign)是其圖形用戶界面，PSCAD的開發(fā)成功，使得用戶能更方便地使用EMTDC進行電力系統(tǒng)分析，使電力系統(tǒng)復(fù)雜部分可視化成為可能，而且軟件可以作為實時數(shù)字仿真器的前置端。可模擬任意大小的交直流系統(tǒng)，在對直流系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真方面有絕對優(yōu)勢。操作環(huán)境為：UNIXOS,Windows95,98,NT；Fortran編輯器；瀏覽器和TCP/IP協(xié)議。主要功能如下：可以分析系統(tǒng)中斷路器操作、故障及雷擊時出現(xiàn)的過電壓；可對包含復(fù)雜非線性元件(如直流輸電設(shè)備)的大型電力系統(tǒng)進行全三相的精確模擬，其輸入、輸出界面非常直觀、方便；進行電力系統(tǒng)時域或頻域計算仿真；電力系統(tǒng)諧波分析及電力電子領(lǐng)域的仿真計算；實現(xiàn)高壓直流輸電、FACTS控制器的設(shè)計。3?PSAPAC程序PSAPAC由美國EPRI開發(fā)，是一個全面分析電力系統(tǒng)靜態(tài)和動態(tài)性能的軟件工具。功能：DYNRED(DynamicReductionProgram)：網(wǎng)絡(luò)化簡與系統(tǒng)的動態(tài)等值，保留需要的節(jié)點。LOADSYN(LoadSynthesisProgram)：模擬靜態(tài)負荷模型和動態(tài)負荷模型。IPFLOW(InteractivePowerFlowProgram)：采用快速分解法和牛頓－拉夫遜法相結(jié)合的潮流分析方法，由電壓穩(wěn)態(tài)分析工具和不同負荷、事故及發(fā)電調(diào)度的潮流條件構(gòu)成。TLIM(TransferLimitProgram):快速計算電力潮流和各種負荷、事故及發(fā)電調(diào)度的輸電線的傳輸極限。DIRECT：直接法穩(wěn)定分析軟件彌補了傳統(tǒng)時域仿真工作量大、費時的缺陷,并且提供了計算穩(wěn)定裕度的方法，增強了時域仿真的能力。LTSP(LongTermStabilityProgram):LTSP是時域仿真程序，用來模擬大型電力系統(tǒng)受到擾動后的長期動態(tài)過程。為了保證仿真的精確性，提供了詳細的模型和方法。VSTAB(VoltageStabilityProgram):該程序用來評價大型復(fù)雜電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性，給出接近于電壓不穩(wěn)定的信息和不穩(wěn)定機理。為了估計電壓不穩(wěn)定狀態(tài)，使用了一種增強的潮流程序，提供了一種接近不穩(wěn)定的模式分析方法。ETMSP(ExtendedTransientMidtermStabilityProgram)：EPRI為分析大型電力系統(tǒng)暫態(tài)和中期穩(wěn)定性而開發(fā)的一種時域仿真程序。為了滿足大型電力系統(tǒng)的仿真，程序采用了稀疏技術(shù)，解網(wǎng)絡(luò)方程時為得到最合適的排序采用了網(wǎng)絡(luò)拓撲關(guān)系并采用了顯式積分和隱式積分等數(shù)值積分法。SSSP(Small—signalStabilityProgram)：該程序有助于局部電廠模式振蕩和站間模式振蕩的分析，由多區(qū)域小信號穩(wěn)定程序(MASS)及大型系統(tǒng)特征值分析程序(PEALS)兩個子程序組成。MASS程序采用了QR變換法計算矩陣的所有特征值，由于系統(tǒng)的所有模式都計算，它對控制的設(shè)計和協(xié)調(diào)是理想的工具；PEALS使用了兩種技術(shù):AESOPS算法和改進Arnoldi方法，這兩種算法高效、可靠，而且在滿足大型復(fù)雜電力系統(tǒng)的小信號穩(wěn)定性分析的要求上互為補充。4.BPA程序BPA程序是美國聯(lián)邦政府能源部下屬邦納維爾電力局計算方法開發(fā)組自20世紀60年代初期開發(fā)的大型電力系統(tǒng)離線分析程序。該程序采用稀疏矩陣技巧的牛頓—拉夫遜法，并將梯形積分法運用于暫態(tài)穩(wěn)定的計算，形成較為穩(wěn)定的數(shù)值解。BPA程序的結(jié)構(gòu)分為潮流程序和穩(wěn)定程序兩部分。BPA潮流程序主要用來計算電力系統(tǒng)潮流。該程序中的負荷模型包含恒定功率負荷、恒定電流負荷和恒定阻抗負荷模型?？梢愿鶕?jù)某節(jié)點上P和Q的擾動量，計算系統(tǒng)中各節(jié)點靈敏度、線路靈敏度和網(wǎng)損靈敏度值。程序的輸出具有內(nèi)容詳細和格式靈活的特點，既可以有選擇地列表輸出原始數(shù)據(jù)、計算結(jié)果和潮流分析報告，也可以應(yīng)用單線圖格式潮流圖形程序及地理接線圖格式潮流圖形程序輸出。BPA穩(wěn)定程序含有9種傳統(tǒng)勵磁模型和1981年IEEE提出的11種新勵磁模型，可模擬多種類型的直流型勵磁機、交流型勵磁機及靜態(tài)型勵磁機，可以進行多端直流的模擬。程序可以在屏幕上輸出最大搖擺角，還可以給出對應(yīng)的兩臺發(fā)電機名。BPA程序的主要功能是進行大型交直流混合電力系統(tǒng)潮流和暫態(tài)穩(wěn)定計算，同時還能進行短路電流計算和電網(wǎng)靜態(tài)等值分析等。BPA配備有較完善的輔助工具，包括單線圖和地理接線圖格式潮流圖程序、穩(wěn)定曲線作圖工具。具有計算規(guī)模大、計算速度快、數(shù)據(jù)穩(wěn)定性好、功能強等特點。BPA穩(wěn)定程序中包括詳細的發(fā)電機和各種勵磁系統(tǒng)模型，但沒有提供用戶自定義功能，程序中HVDC、FACTS元件及其控制模型不夠完善。另外，BPA的數(shù)據(jù)格式要求比較嚴格，與一些國際上通用的機電暫態(tài)仿真程序之間的數(shù)據(jù)互換比較困難。中國版BPA程序是由中國電力科學(xué)院引進、消化、吸收美國BPA程序1983年9月版本的基礎(chǔ)上開發(fā)而成。從1984年開始在我國推廣應(yīng)用以來，已在我國電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計、調(diào)度運行和試驗研究等各部門得到了廣泛的應(yīng)用，成為我國電力系統(tǒng)分析計算的重要工具之一。5?電力系統(tǒng)分析綜合程序(PSASP)電力系統(tǒng)分析綜合程序(PowerSystemAnalysisSoftwarePackage,PSASP)是中國電力科學(xué)研究院開發(fā)的一套具有高度集成性、開放性的大型軟件包。PSASP與Execl、AutoCAD、MATLAB等通用的軟件包分析工具有方便的接口，可充分利用其它軟件包的資源。該軟件在我國高校研究人員和電力系統(tǒng)現(xiàn)場都有廣泛應(yīng)用。PSASP結(jié)構(gòu)分為三層，第一層是公用數(shù)據(jù)和模型的資源庫，其中包括:電網(wǎng)基礎(chǔ)庫、固定模型庫、用戶自定義模型庫和用戶程序庫等。第二層是基于資源庫的應(yīng)用程序包，包括穩(wěn)態(tài)分析、故障分析、機電暫態(tài)分析和暫態(tài)穩(wěn)定計算。第三層是計算結(jié)果庫和分析工具，軟件進行各種分析計算后，生成的結(jié)果數(shù)據(jù)以多種形式輸出或轉(zhuǎn)換為Excel、AutoCAD.MATLAB等其他數(shù)據(jù)格式。PSASP的功能主要有穩(wěn)態(tài)分析、故障分析和機電暫態(tài)分析。穩(wěn)態(tài)分析包括潮流分析、網(wǎng)損分析、最優(yōu)潮流和無功優(yōu)化、靜態(tài)安全分析、諧波分析和靜態(tài)等值等。故障分析包括短路計算、復(fù)雜故障計算及繼電保護整定計算。機電暫態(tài)分析包括暫態(tài)穩(wěn)定計算、電壓穩(wěn)定計算、控制參數(shù)優(yōu)化等。PSS/E軟件電力系統(tǒng)仿真軟件PSS/E(PowerSystemSimulatorforEngineering)是由美國電力技術(shù)公司(PTI)開發(fā)的商業(yè)軟件，主要用于電力系統(tǒng)仿真和計算oPSS/E程序國際影響較大，在國內(nèi)PSS/E以其獨有的魅力正受到各高校、研究機構(gòu)的青睞。PSS/E包含了電力系統(tǒng)機電暫態(tài)分析計算的常見模塊，其主要特點有：仿真規(guī)模非常大，有利用超大規(guī)模系統(tǒng)的計算；靈活的模型自定義功能；強勁的交互式計算過程控制等。另外，PSS/E數(shù)據(jù)格式標準能與多種仿真程序進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。在版本更新方面，PSS/E做的更好，隨著版本的不斷更新，PSS/E模型庫中的各種元件模型更加完善。NETOMAC程序NETOMAC（NetworkTorsionMachineControl）是德國西門子公司研制的電力系統(tǒng)仿真軟件。NETOMAC仿真分析軟件功能強大，較好的結(jié)合了機電暫態(tài)和電磁暫態(tài)兩大應(yīng)用領(lǐng)域，也具有網(wǎng)絡(luò)等值、頻域分析、參數(shù)辨識和優(yōu)化等功能。但NETOMAC程序的使用存在掌握較為困難，潮流計算收斂性較差，無法方便繪制地理接線圖格式的潮流圖，輸入數(shù)據(jù)與BPA轉(zhuǎn)換較為困難，用戶數(shù)據(jù)輸入/輸出界面不夠友好等不足。在世界各國尤其是歐洲擁有眾多用戶。NETOMAC軟件程序結(jié)構(gòu)和特點：（1）程序元件模型健全，該軟件模型庫幾乎包含了當前電力系統(tǒng)所有的元件。（2）仿真頻帶寬，該軟件既可模擬雷電波的過程，又能進行電磁暫態(tài)、機電暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)等電力系統(tǒng)過程的仿真計算。（3）功能多且強，該軟件可進行潮流、短路、穩(wěn)定、動態(tài)等值、電動機啟動、參數(shù)辨識、機組軸系扭振、優(yōu)化潮流等多種計算。（4）NETOMAC的微機版本可以計