【正文】 型和方法。VSTAB（Voltage Stability Program）：該程序用來評(píng)價(jià)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(jī)理。為了估計(jì)電壓不穩(wěn)定狀態(tài)，使用了一種增強(qiáng)的潮流程序，提供了一種接近不穩(wěn)定的模式分析方法。ETMSP（Extended Transient Midterm Stability Program）： 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(shí)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(shí)為得到最合適的排 序采用了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系并采用了顯式積分和隱式積分等數(shù)值積分法。SSSP(Small－signal Stability Program)：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(hào)穩(wěn)定程序(MASS)及大型系統(tǒng)特征值分析程序（PEALS） 兩個(gè)子程序組成。MASS程序采用了QR變換法計(jì)算矩陣的所有特征值，由于系統(tǒng)的所有模式都計(jì)算，它對(duì)控制的設(shè)計(jì)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(jìn)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(hào)穩(wěn)定性分析的要求上互為補(bǔ)充。4．BPA程序BPA程序是美國(guó)聯(lián)邦政府能源部下屬邦納維爾電力局計(jì)算方法開發(fā)組自20世紀(jì)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(yùn)用于暫態(tài)穩(wěn)定的計(jì)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(jì)算電力系統(tǒng)潮流。該程序中的負(fù)荷模型包含恒定功率負(fù)荷、恒定電流負(fù)荷和恒定阻抗負(fù)荷模型?？梢愿鶕?jù)某節(jié)點(diǎn)上P和Q的擾動(dòng)量，計(jì)算系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)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(xì)和格式靈活的特點(diǎn)，既可以有選擇地列表輸出原始數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果和潮流分析報(bào)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(lì)磁模型和1981年IEEE提出的11種新勵(lì)磁模型，可模擬多種類型的直流型勵(lì)磁機(jī)、交流型勵(lì)磁機(jī)及靜態(tài)型勵(lì)磁機(jī)，可以進(jìn)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(duì)應(yīng)的兩臺(tái)發(fā)電機(jī)名。BPA程序的主要功能是進(jìn)行大型交直流混合電力系統(tǒng)潮流和暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，同時(shí)還能進(jìn)行短路電流計(jì)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(jì)算規(guī)模大、計(jì)算速度快、數(shù)據(jù)穩(wěn)定性好、功能強(qiáng)等特點(diǎn)。BPA穩(wěn)定程序中包括詳細(xì)的發(fā)電機(jī)和各種勵(lì)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(yán)格，與一些國(guó)際上通用的機(jī)電暫態(tài)仿真程序之間的數(shù)據(jù)互換比較困難。中國(guó)版BPA程序是由中國(guó)電力科學(xué)院引進(jìn)、消化、吸收美國(guó)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(guó)推廣應(yīng)用以來，已在我國(guó)電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、調(diào)度運(yùn)行和試驗(yàn)研究等各部門得到了廣泛的應(yīng)用，成為我國(guó)電力系統(tǒng)分析計(jì)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(Power System Analysis Software Package，PSASP)是中國(guó)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(guó)高校研究人員和電力系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)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(kù)，其中包括:電網(wǎng)基礎(chǔ)庫(kù)、固定模型庫(kù)、用戶自定義模型庫(kù)和用戶程序庫(kù)等。第二層是基于資源庫(kù)的應(yīng)用程序包，包括穩(wěn)態(tài)分析、故障分析、機(jī)電暫態(tài)分析和暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算。第三層是計(jì)算結(jié)果庫(kù)和分析工具，軟件進(jìn)行各種分析計(jì)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(jī)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(wú)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(jì)算、復(fù)雜故障計(jì)算及繼電保護(hù)整定計(jì)算。機(jī)電暫態(tài)分析包括暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算、電壓穩(wěn)定計(jì)算、控制參數(shù)優(yōu)化等。6. PSS/E軟件電力系統(tǒng)仿真軟件PSS/E（Power System Simulator for Engineering）是由美國(guó)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(jì)算。PSS/E程序國(guó)際影響較大，在國(guó)內(nèi)PSS/E以其獨(dú)有的魅力正受到各高校、研究機(jī)構(gòu)的青睞。PSS/E包含了電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)分析計(jì)算的常見模塊，其主要特點(diǎn)有：仿真規(guī)模非常大，有利用超大規(guī)模系統(tǒng)的計(jì)算；靈活的模型自定義功能；強(qiáng)勁的交互式計(jì)算過程控制等。另外，PSS/E數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)能與多種仿真程序進(jìn)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(kù)中的各種元件模型更加完善。7. NETOMAC程序NETOMAC（Network Torsion Machine Control）是德國(guó)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(qiáng)大，較好的結(jié)合了機(jī)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(shí)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(jì)算收斂性較差，無(wú)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(guó)尤其是歐洲擁有眾多用戶。NETOMAC軟件程序結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)：（1）程序元件模型健全，該軟件模型庫(kù)幾乎包含了當(dāng)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(jìn)行電磁暫態(tài)、機(jī)電暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)等電力系統(tǒng)過程的仿真計(jì)算。（3）功能多且強(qiáng)，該軟件可進(jìn)行潮流、短路、穩(wěn)定、動(dòng)態(tài)等值、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、參數(shù)辨識(shí)、機(jī)組軸系扭振、優(yōu)化潮流等多種計(jì)算。（4）NETOMAC的微機(jī)版本可以計(jì)算包含數(shù)千條線路和數(shù)百臺(tái)發(fā)電機(jī)的大型網(wǎng)絡(luò)，能較好地滿足大規(guī)模實(shí)際電力系統(tǒng)仿真的需要。 8. 實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器（RTDS） RTDS (Real Time Digital Simulators)是加拿大曼尼托巴RTDS公司開發(fā)的一種實(shí)時(shí)全數(shù)字電磁暫態(tài)電力系統(tǒng)模擬裝置，它是電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和計(jì)算機(jī)并行處理技術(shù)及數(shù)字仿真技術(shù)飛速發(fā)展的產(chǎn)物。其算法與EMTP仿真程序相同，RTDS的圖形用戶界面是RSCAD。RTDS提供了幾乎所有的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)元件模型，并且可實(shí)現(xiàn)物理和數(shù)字混合仿真，對(duì)控制設(shè)備和保護(hù)裝置進(jìn)行測(cè)試。因此，RTDS仿真系統(tǒng)可應(yīng)用于電力系統(tǒng)的規(guī)劃及優(yōu)化、可行性研究、保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與測(cè)試、系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)及電磁暫態(tài)分析及其教育培訓(xùn)等諸多方面。RTDS的數(shù)據(jù)文件比較復(fù)雜，目前RSCAD自帶了BPARSCAD和PSS/ERSCAD的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序，但轉(zhuǎn)換程序均不完善。9．全數(shù)字電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)（HYPERSIM）HYPERSIM是加拿大魁北克TET公司開發(fā)的一種基于并行計(jì)算技術(shù)、采用模塊化設(shè)計(jì)、面向?qū)ο缶幊痰碾娏ο到y(tǒng)全數(shù)字仿真系統(tǒng)。HYPERSIM目前具有Unix，Linux、Windows等3種版本，即可在Sun Unix工作站或Linux/Windows PC機(jī)上進(jìn)行離線仿真，也可在SGI超級(jí)計(jì)算機(jī)或者Linux PCCluster上與實(shí)際電力系統(tǒng)器件連接而進(jìn)行實(shí)時(shí)在線仿真。HYPERSIM提供了電磁仿真的靈活性，比傳統(tǒng)的模擬仿真器更加靈活，簡(jiǎn)單，廉價(jià)，可用于電力系統(tǒng)、電力電子及電機(jī)拖動(dòng)分析，用于HVDC及FACTS設(shè)備動(dòng)態(tài)性能測(cè)試，以及控制系統(tǒng)性能測(cè)試、繼電保護(hù)和重合閘裝置閉環(huán)測(cè)試。HYPERSIM硬件采用基于共享存儲(chǔ)器的多CPU超級(jí)并行處理計(jì)算機(jī)如SGI3000（SGI350）或多CPU的并行計(jì)算用的Alpha工作站。主要用于電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真，仿真的規(guī)?？梢韵喈?dāng)大，也可以用于裝置試驗(yàn)。其中基于SGI3200服務(wù)器的HYPERSIM也可用于直流系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性仿真，HYPERSIM軟件的核心是EMTP程序。 習(xí) 題11 什么是電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)現(xiàn)象？12 分析電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)現(xiàn)象的目的是什么？13 電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)研究的方法有哪些？各有什么特點(diǎn)？14 電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)現(xiàn)象的特點(diǎn)有哪些？15 電力系統(tǒng)數(shù)值計(jì)算中著名的仿真程序有哪些？