【正文】 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。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。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。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。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。 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。（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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。從1984年開始在我國(guó)推廣應(yīng)用以來(lái)，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。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。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?？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。 BPA潮流程序主要用來(lái)計(jì)算電力系統(tǒng)潮流。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。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。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。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。為了保證仿真的精確性，提供了詳細(xì)的模型和方法。DIRECT：直接法穩(wěn)定分析軟件彌補(bǔ)了傳統(tǒng)時(shí)域仿真工作量大、費(fèi)時(shí)的缺陷，并且提供了計(jì)算穩(wěn)定裕度的方法，增強(qiáng)了時(shí)域仿真的能力。 IPFLOW（Interactive Power Flow Program）：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(fù)荷、事故及發(fā)電調(diào)度的潮流條件構(gòu)成。功能：DYNRED（Dynamic Reduction Program）：網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)與系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)等值，保留需要的節(jié)點(diǎn)。主要功能如下： （1）可以分析系統(tǒng)中斷路器操作、故障及雷擊時(shí)出現(xiàn)的過電壓；（2）可對(duì)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(jìn)行全三相的精確模擬，其輸入、輸出界面非常直觀、方便；（3）進(jìn)行電力系統(tǒng)時(shí)域或頻域計(jì)算仿真；（4）電力系統(tǒng)諧波分析及電力電子領(lǐng)域的仿真計(jì)算；（5）實(shí)現(xiàn)高壓直流輸電、FACTS控制器的設(shè)計(jì)。可模擬任意大小的交直流系統(tǒng)，在對(duì)直流系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真方面有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。事實(shí)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。實(shí)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)。EMTP具有分析功能多和元件模型全等優(yōu)點(diǎn)，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(jī)、多種類型電源、控制電路的任意組合構(gòu)成，只要是電路計(jì)算的范疇，對(duì)研究對(duì)象幾乎沒有限制。ATPEMTP是BPA的ScottMeyer以自己的業(yè)余時(shí)間和資金開發(fā)的BPAEMTP的替代程序，ATPEMTP堅(jiān)持無(wú)償提供的原則，在全世界擁有最多的用戶，是目前國(guó)際上主流版本的EMTP程序。1. 電磁暫態(tài)分析程序（EMTP）電磁暫態(tài)分析程序EMTP（ElectroMagnetic Transients Program）是國(guó)際公認(rèn)的電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)分析的標(biāo)準(zhǔn)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(gè)版本，即BPAEMTP、ATPEMTP和DCGEMTP。電力系統(tǒng)仿真軟件試驗(yàn)已經(jīng)成為電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)、規(guī)劃和運(yùn)行階段不可或缺的部分。需要對(duì)未來(lái)電力系統(tǒng)的特性做預(yù)測(cè)性的分析和研究，這些工作在實(shí)際電力系統(tǒng)中難以實(shí)現(xiàn)，而系統(tǒng)數(shù)字仿真可以對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行大量試驗(yàn)和計(jì)算，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較和優(yōu)化，還可以對(duì)未來(lái)系統(tǒng)的假設(shè)條件的合理性進(jìn)行驗(yàn)證。而且，數(shù)字仿真試驗(yàn)的設(shè)備一般都可重復(fù)使用，只需少數(shù)計(jì)算人員參加，試驗(yàn)時(shí)間很短。在實(shí)際電力系統(tǒng)上做試驗(yàn)要暫停部分用戶供電，需要配備各種測(cè)量設(shè)備、測(cè)量通道、通信工具，要求很多運(yùn)行、調(diào)度人員和測(cè)試人員密切配合，花費(fèi)大量人力、物力和財(cái)力，因此這種試驗(yàn)很難實(shí)現(xiàn)。電力系統(tǒng)的故障試驗(yàn)、穩(wěn)定性破壞試驗(yàn)、核電站控制試驗(yàn)等，直接在原型系統(tǒng)上做實(shí)驗(yàn)有很大的危險(xiǎn)性，甚至是不允許的，這時(shí)，用電力系統(tǒng)數(shù)字仿真的方法是唯一可行的途徑。在電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬上做幾十臺(tái)發(fā)電機(jī)、幾十條輸電線路的電力系統(tǒng)暫態(tài)過程試驗(yàn)也是相當(dāng)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(jìn)行數(shù)百臺(tái)發(fā)電機(jī)和上千條輸電線路的大型電力系統(tǒng)數(shù)字仿真。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。世界各國(guó)都在不斷擴(kuò)大電力系統(tǒng)的規(guī)模，大多數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都建立了自己的全國(guó)統(tǒng)一電力系統(tǒng)，有些相鄰國(guó)家間還建立了跨國(guó)聯(lián)合電力系統(tǒng)。穩(wěn)態(tài)計(jì)算和暫態(tài)計(jì)算中的動(dòng)穩(wěn)定計(jì)算屬于有效值計(jì)算范疇，其它的暫態(tài)計(jì)算都屬于瞬時(shí)值范疇。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(dòng)作，即使是長(zhǎng)時(shí)間模擬也需要采用瞬時(shí)值計(jì)算。有效值計(jì)算用于大規(guī)模系統(tǒng)的比較長(zhǎng)時(shí)間的狀態(tài)模擬，而瞬時(shí)值計(jì)算用于局部系統(tǒng)的短時(shí)間的暫態(tài)模擬。電力系統(tǒng)數(shù)字仿真按照研究電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的分類如圖113所示。穩(wěn)態(tài)仿真中有潮流計(jì)算、故障計(jì)算，以及穩(wěn)定計(jì)算和電壓穩(wěn)定計(jì)算中的靜穩(wěn)定計(jì)算。當(dāng)需要研究電力系統(tǒng)處于相對(duì)平衡狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)特性時(shí)，采用系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)仿真；當(dāng)研究系統(tǒng)處于受擾動(dòng)狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)特性時(shí)，則采用系統(tǒng)暫態(tài)仿真。培訓(xùn)用的仿真是為了訓(xùn)練系統(tǒng)運(yùn)行、調(diào)度人員對(duì)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(duì)于仿真精度，只由培訓(xùn)的要求決定。除此以外，還有大量適合于專門功能的電力系統(tǒng)數(shù)