电力系统仿真软件：PowerWorld二次开发_（12）.动态仿真与暂态分析.docx

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动态仿真与暂态分析

在电力系统仿真软件中，动态仿真和暂态分析是两个至关重要的模块，用于评估电力系统在不同操作条件和故障情况下的行为。PowerWorldSimulator提供了强大的工具来模拟这些动态和暂态过程，但通过二次开发，我们可以进一步扩展其功能，以满足特定的研究和工程需求。本节将详细介绍如何利用PowerWorld的API进行动态仿真和暂态分析的二次开发。

动态仿真

动态仿真用于模拟电力系统在正常运行条件下的动态行为，包括负荷变化、发电机调节、电力电子设备的控制等。通过动态仿真，可以评估系统的稳定性、频率响应和电压水平等关键参数。

1.动态仿真概述

动态仿真通常涉及以下几个步骤：

初始化系统状态：设置仿真开始时的系统参数和状态。

定义仿真时间步长：确定仿真过程中每个时间步的长度。

设置动态模型：选择和配置系统中各元件的动态模型。

运行仿真：执行仿真过程，记录系统状态的变化。

分析结果：对仿真结果进行分析，提取关键指标。

2.初始化系统状态

在PowerWorld中，初始化系统状态是通过设定初始负荷、发电机输出、变压器分接头位置等参数来实现的。这些参数可以通过CASE文件或API进行设置。

2.1通过CASE文件初始化

CASE文件是一种包含电力系统初始状态的文件格式，可以直接加载到PowerWorld中。

#加载CASE文件

importpowerworldaspw

#创建一个Simulator对象

sim=pw.Simulator()

#加载CASE文件

sim.load_case(initial_case.pwb)

2.2通过API初始化

通过API可以动态设置系统中的各元件参数。

#设置发电机输出

sim.set_generator_output(G1,100)#设置发电机G1的输出功率为100MW

#设置负荷

sim.set_load(L1,50,25)#设置负荷L1的有功功率为50MW，无功功率为25MVAR

#设置变压器分接头位置

sim.set_transformer_tap(T1,1.05)#设置变压器T1的分接头位置为1.05

3.定义仿真时间步长

仿真时间步长决定了仿真过程中的每个时间点。合理设置时间步长可以提高仿真精度，但也会增加计算时间。

#设置仿真时间步长

sim.set_dynamic_time_step(0.1)#设置时间步长为0.1秒

4.设置动态模型

电力系统中的各元件（如发电机、负荷、变压器等）有不同的动态模型。通过API可以选择和配置这些模型。

4.1发电机动态模型

PowerWorld支持多种发电机动态模型，如经典模型、详细模型等。

#设置发电机动态模型

sim.set_generator_model(G1,Classic)#设置发电机G1使用经典模型

sim.set_generator_model(G2,Detailed)#设置发电机G2使用详细模型

4.2负荷动态模型

负荷动态模型通常包括恒阻抗模型、恒功率模型等。

#设置负荷动态模型

sim.set_load_model(L1,ConstantImpedance)#设置负荷L1使用恒阻抗模型

sim.set_load_model(L2,ConstantPower)#设置负荷L2使用恒功率模型

4.3变压器动态模型

变压器动态模型包括分接头调节器模型、励磁模型等。

#设置变压器动态模型

sim.set_transformer_model(T1,TapChanger)#设置变压器T1使用分接头调节器模型

sim.set_transformer_model(T2,Exciter)#设置变压器T2使用励磁模型

5.运行动态仿真

运行动态仿真时，需要指定仿真时间范围和步长。通过API可以控制仿真的开始、暂停和结束。

#运行动态仿真

sim.run_dynamic_simulation(start_time=0,end_time=10,time_step=0.1)#从0秒到10秒，步长为0.1秒

6.分析动态仿真结果

动态仿真结果可以通过API获取，并进行进一步分析。

#获取仿真结果

results=sim.get_dynamic_results()

#分析频率响应

frequency_response=results[Frequenc