电力系统常用仿真软件

nathanyc2009

最近在做毕业设计，正好接触了一些电力系统仿真软件，下面就做一些介绍，不当之处望各位网友指正：
  p  I' @6 {# LPowerWorld™ Simulator :
. U! U4 q# e9 z3 I6 [2 ^9 B' g/ t(12 bus version) solves the power flow and economic dispatch problems. It is an
interactive power system simulation package designed to simulate high voltage power system operation on a
time frame ranging from several minutes to several days. Powerful visualization techniques are used on an
) x. Q% W% A5 c( \interactive basis, resulting in an extremely intuitive and easy to use graphical user interface (GUI). The GUI
includes animated one-line diagrams with support for panning, zooming and conditional display of objects. The
software runs under Microsoft Windows 95/98/NT.
# K7 k/ l( a  ?3 s: z; `http://www.powerworld.com/这个是UIUC开发的做电力系统可视化的软件
( S6 X# o; D$ }! g& Q, m9 x9 S' l, L
Alternative Transients Program (ATP):
is the most widely used Electromagnetic Transients Program in the
world! ATP is a universal program system for digital simulation of transient phenomena of electromagnetic as
well as electromechanical nature. With this digital program, complex networks and control systems of arbitrary
4 ?5 ]1 e% z, o# Z: e" a- Kstructure can be simulated. ATP has extensive modelling capabilities and additional important features besides
( a0 P% N# \+ |) d" J/ t0 w- |, }the computation of transients.
: D8 {5 c8 h+ z  ?) i8 Z0 ~http://www.emtp.org/就是传说中的EMTP啦
# P9 g! b- m8 p$ J
UWPFLOW :
a "commercial-grade" continuation power flow program, that can be used to research static
9 m4 ~3 z) Z  ^5 Svoltage stability phenomena in detailed AC-HVDC-FACTS power system models. The program is written in C
and C++, and two versions for WINDOWS 95 and UNIX are available, including examples and a brief tutorial.
PCFLO and PCFLOH PCFLO is a load flow program which also includes short circuit and harmonics
capabilities. PCFLOH is a harmonics-only version of PCFLO, with special user interface for harmonic studies.
9 [/ J  q4 \6 a  c' U2 R( [PCFLO contains some features not found in many load flow programs. For example, it lists the power loss on
each line and transformer. It allows the user to control the transition point from Gauss-Seidel to Newton-
" E$ Z, s/ q/ T; {; J" k, X9 VRaphson. Also, it lists the optimal bus order for selected method 1, 2, or 3 in a
" d7 K& K' z3 ]& o) Nseparate output file, which is helpful to students who are learning how to properly order busses. (for Windows
95/98/NT):
这是Waterloo U开发的软件
' r# ^0 d4 k1 g' p7 C
PSAT,
Power System Analysis Toolbox:  The main features of PSAT are Power flow, Continuation power flow, Optimal power flow, Small signal stability analysis, Time domain simulation, Phasor Measurement Unit (PMU) placement,Complete graphical user interface, CAD for network design (Simulink library), User defined models, Conversion of data files from several formats, Export results to EPS, plain text, MS Excel and LaTeX files, Interfaces to GAMS and UWPFLOW programs, Command line usage, GNU/Octave compatibility.
一个用于潮流计算的MATLAB toolbox，加载非常方便
; a" T8 \2 k+ A2 I PSAT.rar (2.38 MB, 下载次数: 3)

2010-4-27 13:49 上传

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psat
阅读权限: 2

7 m! e  ^" ]8 }4 Z& w
MATPOWER:
A MATLAB Power System Simulation Package. It is a package of Matlab M-files for solving
power flow and optimal power flow problems. It is intended as a simulation tool for researchers and educators
9 w/ ]! d2 X9 ^that is easy to use and modify. MATPOWER is designed to give the best performance possible while keeping
- u0 Z' p/ D$ a; C6 @1 T4 Mthe code simple to understand and modify.
这是Cornell几个大牛开发的matlab toolbox，加载非常方便
7 y. P/ G- ~% j matpower4.0b3.rar (2.98 MB, 下载次数: 1)

2010-4-27 13:44 上传

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matpower
阅读权限: 2

% z7 u0 \4 S2 e$ l% [2 \
Voltage Stability Toolbox :
The Voltage Stability Toolbox (VST), developed at the Center for Electric Power Engineering, Drexel University, combines proven computational and analytical capabilities of bifurcation theory and symbolic implementation and graphical representation capabilities of MATLAB and its Toolboxes. It can be used to analyze voltage stability problem and provide intuitive information for power system planning, operation, and control. To use VST you need : 1. MATLAB Version 5 (available from The MathWorks), 2. MATLAB Symbolic Toolbox (available from the MathWorks), 3. Voltage Stability Toolbox Files, 4. Windows 95 Windows, NT Workstation 4.0 or UNIX.
6 z% E( V1 r) o. ~! x$ T; Y一个用于电压稳定计算的matlab toolbox，加载非常方便
8 ]. q' Y  L: g) w, S5 h Voltage Stability Toolbox (VST).rar (3.95 MB, 下载次数: 0)

2010-4-27 13:46 上传

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vst
阅读权限: 2

: R7 U  X+ n3 Z0 k% m# F, l/ r
) H5 ]. Z, {) g还有就是
: f. f/ I" `! f; g* j: C6 I- V电力系统分析综合程序（Power System Analysis Software Package）简称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。
% U! Q! t8 J# c3 ^9 k

# g1 S1 L. D% K% ?: X: _4 u# KPSASP的结构、功能及特点：


6 u6 }' u8 Q4 P+ S$ |　　基于公用数据和模型的三层体系结构
2 _6 R! p' Y& p2 n$ m; h2 v2 \

! o, _8 ~' f" v4 b　　第一层：公用数据和摸型的的资源库

4 P/ ~! e! o* l- T
　　第二层：基于资源库的应用程序包
2 G* w8 D  @: u0 d0 X
2 E0 ]1 v& i# G2 `9 N
　　第三层：计算结果库和分析工具
# S+ H( ?' S$ j. x8 ^
3 n4 d5 L8 z+ M1 [
　　文本和图形两种录入编辑方式的电网基础数据库
% m5 h& {0 G0 ], l+ [  X# t6 Y

　　是支持 PSASP 各种计算的公用数据
; \8 O* i( O6 }$ F2 M' {
% [* {) r: a9 b' Q8 {1 Z
0 x6 x' x' H7 Q& H( d0 E　　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


) N( W! a: G( T8 ^! i5 R　　有文本和图形两种数据录入编辑方式


" H, ]8 n1 ^- b& S　　可提供各种分析计算的基本数据支持
" x3 T9 @  J" y

, j1 T% n& q9 q　　可按地区、年度、运行方式从中抽取计算的基本数据


　　直观方便、功能强大的用户自定义模型方法
6 K" Y! m; Z5 C) U& C1 h9 A8 h1 Y! b

　　PSASP 设计了功能强大的用户自定义(UD)建模方法，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。近年来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。
2 E2 |( j! k8 h/ h+ s# [) T2 W8 F
" ~( H+ y3 ^  a  U
8 a: p. y; [  P* B" G, h" f　　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。为扩充PSASP的功能，向用户开放提供非常有力的工具。


# \8 D( p9 |& P　　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

0 O' V7 [# R% d' {. {7 r. K# I
8 k) z" x6 b$ X, M& Q/ H3 `: a　　直观方便的文本和图形两种模型编辑方式


　　调用简单，计算快速


: f# s' k" k/ E( L/ e' M　　基于公用资源的交直流电力系统分析程序包，有以下应用功能：


* V. V( w9 z3 f- W' N　　潮流计算

/ X2 r4 O; Y" T) d- U+ J
' z( T5 z* Q  k* }　　暂态稳定
) S! e$ l% k* J7 s; v
3 K4 c7 @& y* a
　　短路电流

' H6 V7 z5 {: [+ [5 X6 t/ c
　　网损分析


; ^9 l: C: y+ b  h$ e! s) }　　电压稳定

3 ?3 g* @/ Z  T, z7 i. F# _- Y0 {
　　静态安全分析
' k& ~2 L" N' @8 P; B8 g' A
6 K0 W/ k4 D% p: c/ ]& I5 n4 p! J
　　静态和动态等值


( Z. x) |- X! F' G1 _9 @- e　　直接法暂态稳定
, b1 g0 e: n; j. m  g" \
2 F) a, I# u1 t
1 h% a2 N) w: |　　小干扰稳定

. Q. I3 v& w, C9 A: T7 b0 R
5 G% |, M1 g, F/ W% i# o% Q5 M　　最优潮流和无功优化


) z3 D6 S( O: B& @$ H* q/ e% ]1 ^　　参数优化协调
" T/ [2 j9 l1 W' H, n

0 _# T) G( @$ C0 [- h+ v　　继电保护整定与仿真


) c3 b: O! j5 k  n6 K: V# p8 b/ D4 B　　主要特点:

2 y, |! T% u9 w, M& Y% y1 {
! L4 K5 Y, y9 h5 W/ m, T　　交直流混合电力系统

7 C; P& x# C; o8 A* ]
　　固定模型库和用户自定义模型库支持


& R, U8 Q# u! Y! V' y　　提供用户程序接口，实现与用户程序联合运行


% U, A6 }4 P3 k. {3 w0 ]. F" `　　文本和图形两种运行模式及多种形式的结果输出
7 G0 @2 X# o; j" H" I- s2 J) {

+ J5 ~6 P3 s3 L! ?$ i　　开放友好的用户程序接口环境

1 d" y) S9 X3 F/ {! }7 `# F
5 M4 S8 v7 X$ S, q/ d; r　　PSASP提供用户程序接口(UPI)环境，使PSASP模块和用户程序模块联合运行，共同完成某一计 算任务
2 g' K; C5 |5 ~3 T. k& J

　　UPI为用户提供了更加自由，更加开放的环境，即通过编程(语言工具不限 如FORTRAN，C++等)

* S. Q- g. O/ M( g3 \
) e! O) k# c, Z, R) T7 Z+ v/ L5 @　　利用PSASP的资源和实现PSASP的功能扩充


　　利用Windows操作系统提供的动态连接库(DLL)支持，可以使UPI方式与PSASP内部的固定模型方式，在计算精度和时间上达到同样的效果 。近年来，不少单位（如清华大学、浙江中试等）应用UPI做了很多富有成效的科研工作 。

nathanyc2009

自己支持下自己的原创成果!大家可以一起讨论讨论仿真软件的使用之类的问题撒

helinhui86

回复 1# nathanyc2009


7 G, S( M- W8 h    dddddddddddddddddddddddd

nathanyc2009

额，最近我发现PSS/E和用于潮流计算的BPA没有包括在内
' u( {$ U) W, a1 S1 K哎，看来我还有很多知识的盲点啊
4 ]& t7 _' t0 R) n: }, K! ?7 r希望大家可以一起讨论

我爱番茄

电力电子及电气驱动仿真

; v; s, |0 W$ R8 C
8 `7 ]; ~2 `1 F2 e+ ]% t1 zCASPOC是一个针对电力电子和电气驱动的功能强大的系统模拟软件。使用CASPOC可以简单快速地建立电力电子、电机、负载和控制量的多级模型。这个多极模型包括交互式电力供应的电路级模型、电机/负载的部件级模型以及控制算法的系统级模型。
4 j% ^5 \9 r2 F( L  z# h8 U, T　
3 A8 x) R3 o7 E' t* ]. k3 p8 i目前所有商用软件中，只有CASPOC结合拖放建模的易用性、建模语言的高效性、仿真结果观测的实时性和最快的仿真性能等等于一体，而没有任何收敛性问题。CASPOC是最容易学习使用的高性能可视化建模和仿真软件。
& j5 e1 r  H3 z7 P" H; e　
CASPOC应用于复杂电力和控制设备、系统的设计和仿真，例如：整流器，直流转换器，交流转换器，谐振转换器，动力工程，感应机，矢量控制，机械结构，有源滤波器，谐波，直流机械，步进电机等等。CASPOC在以下行业有广泛的应用：航空，汽车，运输，商用电子等等。
& S- K& a! H: g6 V! p

◆运动控制与变速驱动装置
使用Caspoc软件可轻松进行马达驱动系统的分析与设计。Caspoc标准及专业版包含了电机和变速驱动装置的建模功能。它提供了一种简便有效的马达驱动系统建模与仿真手段。
$ ~8 j7 ]" ^1 z. F只需将电机连接到电力电子装置和机械轴，即可快速高效地建立起驱动系统。
) H0 q- K* P& h  l. k6 I  ]
* @) V3 n) K( K1 a. m. E! C) X



8 d, Y* X8 c/ N: P! p; S9 e( l电力电子装置、控制回路、电机和机械传动装置的建模均在一张原理图中完成。同时有全部基本类型的机器与机械部件可供使用。
$ Z  o3 m+ q( h) U7 U' o只需将PI控制器、磁场定向控制器等综合控制库部件连接起来，即可快速、方便地建立起电气驱动装置。甚至还可使用C/C++等建模语言，创建出自定义的机器/负载模型。
7 S3 }& H8 O# E' F
6 {1 }5 `4 ], T) R  n( I

2 f% q" M. a# R$ r6 o% `特色：
9 n  D2 T- G# @•通过运用abc-dq转换器、PI控制器和数字/模拟滤波器等现成部件，可极其轻松地建立起任何驱动系统的模型，并得到清晰明了的系统布局图。
# W7 W( P2 T; L3 @( `0 f  ]•具备大量样例，图中所示的磁场定向控制器就是其中之一。感应电机矢量驱动装置（上图）和磁场定向永磁同步电机（PMSM）驱动装置均可直接实现。
•如有需要，可采用Simulink耦合，将电力电子及电气驱动装置与任何Simulink控制模型耦合。
•可结合知名的有限元（FEM）仿真软件进行协同仿真或与之交换数据，任何新型电机均可应对自如。
电机：
- F( R1 x5 l' z& r  V# [•永磁同步电机
•感应电机（鼠笼式、线绕转子、单相）
•同步电机与发电机，永磁及外励磁
•永磁直流电机
+ P# Z0 ?4 u5 i; J3 i  K# `- b7 b•无刷直流电机
% T+ N, J& v" P- L5 j% I•串励及复励直流电机
: M* G/ ?3 {6 y•开关磁阻电机
& J4 D# k2 [  @5 i/ m•同步磁阻电机
/ Q& g( ^; \% o* v0 Y- _•步进马达
•车载发电机（直流及三相）
机械部件：
/ `& v1 K/ Q3 w2 }* I•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮
+ d; G  |" N$ V8 _•恒扭矩、恒功率与常规机械负载
* p9 X+ a. }9 {•速度、扭矩和功率传感器
) u! `+ @, }* ?' f4 L- @
总结：任何类型的电机均可简便、快速地建模。

+ `3 j, e8 Q! d% h

& g& e) H; _+ B6 {4 W8 g; o- D◆数据交换与FEM协同仿真
' Z/ H2 K  A7 C. ]0 R运用详细的马达模型，可从电气驱动仿真中获取更多功能。Caspoc能与各种FEM软件包耦合使用。
( E9 W* j, n2 H4 o0 H9 d
# I- t* C9 n5 AAnsys中的开关磁阻电机

- h7 ]* K; u4 u2 ]; a0 C4 v( T  j0 \
5 n* S' i1 ]3 O) q  q6 L2 O
& p9 B  N. w' `+ i( j4 h* P

SmartFem中的永磁同步电机


" i) ~9 l6 a, W- g- \

$ i1 ^! O. x3 J2 Y

Caspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。


4 f8 b, o/ k5 U% T- G
" R0 u: ?- Y; j  C( `* I特色：
• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真
( D* t  `& b9 x( E+ Y9 h! }• 协同仿真中包括涡流和涡流损耗
4 W9 r" Y4 Z2 P- }% z• 通过FEM模型确定非线性机器模型的参数，然后采用后一模型进行控制优化
& A) k- [0 r1 v! ]# x' [• 静态参数、查找表和暂态协同仿真
• 可结合知名的有限元（FEM）仿真软件进行协同仿真或与之交换数据，任何新型电机均可应对自如。
" ]" u6 x. J+ s线性执行器协同仿真
$ i6 Y0 y, c0 t& z4 c在Ansys中对线性执行器进行建模，在Caspoc控制下进行协同仿真。既可在Ansys中采用FEM和（或）多体动力学模型对机械系统进行建模，也可在Caspoc中建立一个基本的机械模型。


! I( Q$ a/ U* [

" ]. X  X8 I" b! ?! b
总结：可通过Ansys和SmartFem简便、快速地得到任何类型电机的准确结果。



◆详细、快速的半导体建模
) e7 A8 P; @6 H0 M5 W4 f采用Caspoc“功率损耗快速预测模型”，优化电力电子设计。
! u. |. F1 \. [) t$ G  L6 T- o- u
IGBT逆变器损耗的快速仿真

( ?  |6 C; {& |' Z4 Z- ~

* N0 g- w& L4 J  |6 X1 i! D, Y7 G

半导体损耗快速预测模型



# v; v$ h" L9 Y
2 l* Y6 ?3 y" N" }% V/ O4 g$ o
MOSFET详细建模
Caspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。



特色：
' m- \- X5 m, o# R6 u•MOSFET非线性电容详细模型
•IGBT拖尾电流模型
•二极管反向恢复模型
•以快速损耗预测模型实现快速仿真
•与热模型耦合
•包含电路中的导线寄生电感和母线电容
二极管反向恢复
二极管反向恢复取决于最大正向电流以及关断期间的斜率。在随后各次仿真中增大电感，可提高关断电流的斜率，进而降低反向恢复电流。

/ Z* G/ G- A* ^/ ~" L' y) S. [
* H" U9 z0 }3 s; b# j/ k4 e

* W2 X" I, I( Y0 I
8 d5 M+ q- M" @3 _& i* A总结：可以简便、快速地使用半导体详细模型或者损耗预测模型。
3 j7 H# ^7 g1 v% f
3 _' [- D$ e1 C/ _/ L; |

◆散热片建模
& n) K: r% w2 e+ N( D2 X  ?依据详细的散热片模型，对电力电子设计进行效率和发热估计。依据基本散热片模型或者Ansys的详细热模型，准确预测所做设计的热行为。
带散热片和隔热层的TO220
( q6 n) V) b- N; s

, S1 H+ ^7 c& L8 S% W; p0 F


$ G8 r" z! w- D: i2 L( dIGBT结温详细模型
. U! C4 Y& f' E8 f( L3 h

* ~8 N( ~6 S" c' x8 z
特色：
+ s8 ]0 ]& Y& Y" u7 A5 s6 }•散热片模型与半导体模型直接耦合
•预定义导热材料特性
•现成的散热片模型
•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
# `1 F) z2 [; ~, k热模型
1 I2 K. V- L2 V; K4 ^5 W需要热模型来准确预测半导体损耗。半导体损耗依赖于结温，而结温又是半导体自身以及周边半导体功率损耗的函数。在Caspoc中，可以使用现成的散热片模型，也可以使用Ansys中的详细模型。

( c, c8 `, C/ x/ w
' n$ n  i% @" z7 R

* n' I; M; M$ N6 U9 c+ n" B
9 E) d' ^9 ?! k, n* p
1 P8 _' v8 B5 |% @0 `
8 C3 q( l/ j# P0 ?; n总结：既可使用预先定义的热模型，也可简便快速地定制热模型。
( c7 i! ~# P! q


, ~1 \# y6 }9 G◆汽车动力管理
/ I" |8 Z) F% o; q1 }, `/ n针对多种负载应用进行汽车动力管理优化与测试。同时针对所有用户，对整个电力网进行建模。可观测蓄电池充放电以及发电机产生的谐波。此外还可建立负载突降以及模拟电力网的稳定性。

汽车动力管理（含负载突降）


4 W' v4 v6 `: y; K* K* p
' M( _  R! z1 y2 k
0 Z# t, M9 j: r: w( u$ V
IGBT火花塞点火控制
! c! C+ R# j! j, @/ \


7 P$ y0 T7 M) @3 n6 p) J
特色：
$ ~! c1 }0 [. l! x, X* ^! `•发电机详细模型，包括六脉冲整流器和控制器
: \7 M: g0 E2 d& Z4 J/ m, k•蓄电池荷电状态（SOC）及充放电阻抗模型。
•高压火花塞模型
6 K; e5 U6 E) R( t•双向直流电源的限流与电流效率模型
4 |7 f  }. n$ t% C' {•动力管理传动循环
/ d% W* n  F3 e, |  V) x) ~0 R双向直流变换器
电力电子装置在汽车领域的应用初见端倪。除控制发动机、交流发电机和闪光信号灯外，还可控制马达及其它车载执行器等几乎所有装置。下图是HEC（混合动力电动车）中双向转换器的详细模型，该转换器用于在蓄电池电压与总线高压之间进行转换。

8 X+ Z. p  [; I( R2 p1 m, _

) q9 S! l+ H! ^1 P$ E; X3 f' B+ j

总结：简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。


& R& r5 Q3 @. p4 A
◆绿色可再生能源
9 g) J5 M0 k0 a8 V绿色可再生能源是今后的发展趋势。采用Caspoc进行绿色能源仿真，可帮助您始终走在时代的前列。提供太阳能电池、风轮机和燃料电池等模型。
/ t4 {0 u' n) m8 w
带逆变器的太阳能以及电网供电线路
* e6 I5 Z( T" A: `- t


# \) C# j: X# c4 ?) T7 a

风轮机模型

' }5 l+ r0 T! P$ @: K" O" q& |  |
; m$ l6 N* B5 _2 I( \
/ z( }7 Y+ R; Z3 k/ g
双馈感应风力发电机
风轮机经刚性轴和齿轮箱连接到DFIG（双馈感应发电机）。发电机转子通过逆变器取电。DFIG发出的电力被输入主电网。



  特色：
% x# |( f0 `0 y9 S• 负载依赖性太阳能电池模型
• 风轮机模型具备变桨距控制和风速特性
. c" i3 G& s( k2 i3 U• DFIG（双馈感应发电机）
• PMSG（永磁同步发电机）
" U5 _% p4 f; m2 H$ x0 t: }+ t* w• 行星齿轮、刚性轴
, T) K# X/ Q0 |) M• 风速特性
• 采用CFD方法得到的负载依赖性燃料电池模型，或燃料电池详细模型
. b( h, z" I% q0 Z3 Y燃料电池
可采用CFD软件包，基于电压-电流关系建立燃料电池模型；也可建立包括氢气压力和温度在内的详细燃料电池模型。
1 j* ]- L! z! O3 X' e8 [# _* a
! k0 Y* @7 y4 c1 |* |: N
1 f6 {) w7 X% F) [

总结：简便、快速地位居绿色能源设计的前列，构建更加美好的未来。

tangjianzhao

谢谢。。。。。。。。。

11m

大多数人只熟悉自己专业的常用软件，其他的软件仅限于听说。

xiaoxiongzai

如果各位大侠可以将自己平时玩各种软件的感受与我们分享一下就好了
1 A# O# E7 S7 W6 g贴上来的会不会有点范了呢？
希望之后也能与大家分享一下我自己的经验

缘中求

不错，要是有PSASP的软件包就更完美了，可惜我不能下载

dchzyf

顶一个哈，有劳了