电力体系仿真软件用具包研发

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1、电力体系仿真软件用具包研发第一章绪论1.1选题的背景和意义随着社会的发展，电能己经成为全球范围内广泛使用的最主要能源，在当今社会经济发展中起着重要作用。电能所依附的电力系统成为当今世界最庞大的人工系统，电力系统中包括发电、输电、配电、用电四个环节。电力系统运行的最基本要求有:保证安全可靠的供电、要有合乎要求的电能质量、要有良好的经济性。随着十二五的进展，国家大力发展电力网络，电网中不断引入高压直流输电(High刁。ltageDireCtcurrent，HvDC)技术，投入灵活交流输电(FeasibzeACTransmi

2、SSi。nSystem，FACTS)设备，各个新建电厂和风力发电厂的陆续投入运行，向电力系统数字仿真技术提出了新的挑战。针对这些新的问题和要求，电力工作人员要结合实际情况对现有电力系统进行改进，但是由于电力系统的现实因素，这些问题和要求都需要工作人员通过仿真技术进行研究。仿真技术是指，研究人员在研究过程中，不能直接在研究对象上进行实验，这个时候需要建立一个模型，这个模型与研究对象的物理以及逻辑关系相似，通过对模型的研究间接地研究原型的规律。显然不允许在现实的电力系统中进行试验研究，使得数字仿真技术成为电力系统分析不可或

3、缺的工具。目前，电力系统数字仿真在电网规划设计、事故分析、继电保护校验、系统动态特性研究、辅助决策和人员培训中都得到了广泛的应用，尽管取得了巨大的成功，但仍存在进一步需要解决的问题:建模的方便性、模型算法的适应性等。因此，对电力系统仿真建模方法的研究，是必要的和有意义的〔妇。将面向对象技术(ObjeCt一OrientedTeehnology，简称OOT)运用到电力系统仿真中将会使得对电力系统的研究方便很多。OOT是90年代的程序设计方法，与传统的设计不同，该方法基于对象分解，将整个系统看成一个个即相互联系又相互对立的对

4、象的组合。在传统程序设计中，数据与操作分离、同样的数据对应着不同的操作，这样的问题屡见不鲜;在OOT中，这样的情况就可以得到很好的解决。由于数据和操作都直接封装在对象中，就避免了传统程序设计中数据和操作潜在的不一致性。采用面向对象设计还有一个好处就是由于整个软件被看作是对象及其相互作用关系的组合，便于编程人员进行抽象思维，并且在实际使用和维护中，方便维护人员进行操作，针对不同的实际系统进行相应的调整。在研究系统的过程中，组成系统的对象基本不发生变化。运用OOT进行对象分解，使得设计出来的软件在结构上更加稳定。OOT在仿

5、真建模方面的具体运用体现在模块化建模，可以说模块化建模是一种建模思想和方法。模块是组成系统对象类的实例，系统的建模就是按照系统的组成将有关模块进行搭接。使用这种方法可以将系统模型具有可理解性、可扩充性和可维护性。电力系统具有规模巨大，结构复杂多变的特点，但是组成系统的基本单元(设备)按其在系统中的作用可分成十几种或几十种类别，应用面向对象方法分别建立这些基木单元的数学模型，应用模块化建模技术使其实例化来构成电力系统的仿真模型，可以大大地减小电力系统建模的复杂度。即便将来有新的类型设备投入电力系统的运行，建立这些新设备的

6、数学模型，并扩充到电力系统的仿真程序也是方便的。现在00T已经被广泛的应用到电力系统仿真工作中，但是核心技术以及相关技术人员都集中在市场上几大开发集团中。普通的开发人员无法接触到核心技术，无法根据实际来对各自的系统进行修正。当这些软件到达用户手中的时候，用户所购买的系统就基本上定型，当系统中的元件和设备进行扩建或更改的时候，手中的软件就不能很好的对系统进行反映，这就在系统运行中埋下了安全隐患。1.2国内外研究开发现状分析及仿真软件介绍电力系统仿真技术是系统仿真技术在电力系统上的具体应用。它是指对电力系统的物理过程进行数

7、学建模，并建立适用于计算机的仿真模型，然后选择适当的数值计算方法编制仿真程序，在PC机上进行试验、研究或培训的过程。上个世纪50年代，电力系统仿真技术的研究已经逐步的开展。直流计算台和交流计算台在早期的研究中充当了重要的角色，可以认为是第一代电力系统仿真设备。60年代末70年代初，以美国、日本和英国为代表的发达国家推出了核电和火电的仿真系统，将电力系统仿真技术真正的运用到电气培训中，取得了良好的培训效果。至此，各国都开始进行研究，并在1975年，由美国编制了第一个全复制型培训仿真器国家标准。80年代以来，计算机软硬件的

8、高速发展，先进数学计算思路和方法的引入，使得电力系统仿真软件取得了长足的进步。现阶段电力系统仿真软件的功能日益强大，计算效率大大提高，使用也更加的方便灵活。第二章面向对象技术的原理与应用2.1面向对象技术的发展、基本思想和概念在过去的几十年，计算机技术以令人惊讶的速度发展着。在二十世纪七十年代，C和PaSCal语言引领人们进入结构