PSS/E软件概述及关键使用点介绍

PSS/E软件(Power System Simulator / Engineering) 是西门子开发的一款非常优秀的电力系统仿真软件，它支持的功能包括：潮流计算、最优潮流、短路计算、静态等值以及动态等值、机电暂态计算等，它的优秀不在于支持的这些功能，而是它提供了极其丰富变态的API接口，计算速度更不必说，快上MATLAB不止一个级别，同一个程序我用MATLAB计算超过一天，而PSS/E只需要10分钟左右。不论你是想要实现程序自动化还是自定义模型，它都是电力系统仿真居家必备的良品，用一句话描述——只要你能想到怎么实现，它就能做到！相比BPA、PSASP等这些计算速度快但是操作不友好的国产软件，它就是集计算速度快、功能丰富、使用灵活的男神！这里使用灵活是说它可以用window的批处理命令、Fortran、Python等程序与其接口，因此非常方便，当然德国的Digsilent、加拿大的DSAtools也具备类似的功能，PSS/E和DIGSILENT、DSAtools各具优势，在此不作评判。

在这里不多介绍它的具体功能，有需要的自己去啃上万页的英文手册吧！反正我看着这些奇怪的英文词汇，多少次在深夜痛哭。主要介绍它的部分我们经常能用到的基本文件。

这里需要说明的是，PSS/E同一种功能之所以要定义两种格式，自有其道理，具体说明可以参照文档《Program operation manual》2.3.2节，简单来说，raw文件可以保存成sav文件，dyr文件可以保存成snp文件，看其文件类型就知道，根据《Program operation manual》的解释。raw文件和dyr文件可以用文本编辑因此适合和人类交互数据，PSS/E在计算的时候是先将他们转换成PSS/E能够处理的二进制格式也就是sav文件和snp文件，再导入内存，这样做的初衷是节省内存以及方便操作，因为每次导入sav文件和snp都会刷新内存，内存只保存最新一次的sav文件和snp文件，如果读者进行多次暂态计算就知道这样做的好处了(说多了都是泪！)

使用PSS/E的关键就是读帮助文档，因为网上关于PSS/E的资料非常之少，只能靠自己去摸索了。

电力系统时域仿真方法

时域仿真方法简单来说就是利用潮流计算的结果作为初值给动态微分和静态代数方程进行数值求解。

动态微分方程组包括(1)各同步发电机暂态、次暂态电势变化规律;(2)同步发电机转子方程;(3)同步发电机励磁调节系统动态特性;(4)同步发电机原动机及其调速系统动态特性;(5)各感应电动机和同步电动机负荷动态特性:(6)直流系统整流器和逆变器控制行为；(7)其他动态装置，如FACTS。

静态代数方程组包括(1)电力网络方程;(2)各同步发电机钉子电压方程及D-Q坐标系与直角坐标系之间的坐标转换方程;(3)各直流线路的电压方程;(4)负荷的电压静态特性方程

具体过程如下：假设在t+s时刻发生故障，t时刻提供微分方程的初值

(1)首先对t时刻的发电机进行诺顿等值，计算出每个发电机节点的注入电流，每个负荷计算出它的等效导纳,进而计算出网络节点电压(因为网络导纳是确定的，自然根据注入电流可以确定网络节点电压)，这样就形成了网络初值x(0)，,需要注意的是发电机功角的计算方法是按照下面的公式来进行计算的：

(2)接着我们计算状态量在t时刻的导数，状态量包括发电机功角、角速度和电动机负荷的转差。

这样就可以计算下一个时刻的状态量值

(3)根据下一时刻的状态量值就可以计算出发电机注入电流和网络节点电压，如此交替进行就能够对整个过程进行计算。

总结

这里面还有一些诸如facts等控制设备在计算潮流、动态特性未能解释，以后完善