1.5 仿真软件概述

目前，国际上有很多电力系统分析软件，应用较为广泛的有：①美国邦纳维尔电力局（Bonneville Power Administration）开发的BPA程序和EMTP（Electromagnetic Transi-ents Program）程序；②加拿大曼尼托巴高压直流输电研究中心（Manitoba HVDC Re-search Center）开发的PSCAD/EMTDC（Power System Computer Aided Design/Electro-magnetic Transients Program including Direct Current）程序；③德国西门子公司（SIE-MENS）研制的电力系统仿真软件NETOMAC（Network Torsion Machine Control）；④中国电力科学研究院开发的电力系统分析综合程序PSASP（Power System Analysis Software Package）；⑤美国Math Works公司开发的科学与工程计算软件MATLAB（MATrix LABoratory）；⑥德国DIgSILENT（DIgital Simulation and Electrical NeT-work）开发的PowerFactory程序。它们为电力系统提供了丰富灵活的仿真分析功能，广泛应用于科学研究和工程实施等方面。本书的仿真算例采用的是在风力发电研究方面应用较为普遍的仿真软件为MATLAB/Simulink和DIgSILENT/PowerFactory。

Matlab是由Mathworks公司1982年推出的高性能数值计算和可视化软件产品，由主包、Simulink及功能各异的工具箱组成。由于Matlab语言程序效率高、程序设计灵活、图形功能强大，自问世以来，在教学、科研等领域应用越来越广泛。从Matlab5.2版本开始增加了一个由加拿大魁北克电力公司开发的专用于电力系统分析的电力系统模块PSB（Power System Blockset）。PSB模块中含有丰富的元件模型，包括同步机、异步机、变压器、直流机、特殊电机的线性和非线性、有名值系统和标么值系统的、不同仿真精度的设备模型库；单相、三相的分布和集中参数的传输线；单相、三相断路器及各种电力系统的负荷模型、电力半导体器件库以及控制和测量环节。再借助其他模块库或工具箱以及自己在Simulink下搭建的模块，在提供的仿真平台上可以进行电力系统的仿真计算，尤其可以进行复杂控制系统的仿真等。

德国DIgSILENT/PowerFactory电力系统仿真软件最早开发于1976年。自1993年开始，DIgSILENT/PowerFactory开始全面引入面向对象编程技术和数据库概念，并对算法和元件模型进行了较大改进，形成了代表性的10.31版本。该版本允许用户在单一的数据库中创建详尽的电力系统元件模型（包括稳态、时域、频域等计算用的一系列参数），不需再像一些电力系统分析软件那样采用不同的软件包进行相应类型的电力系统仿真计算（例如输电、配电、发电或者工业应用）。现在最新的DIgSILENT/PowerFactory15成为应用最广泛的含风力发电的电力系统仿真程序。

MATLAB/Simulink和DIgSILENT/PowerFactory各具优势，都提供了风力发电系统的Demo算例，在风力发电系统的建模和仿真研究过程中广泛应用。MATLAB/Simu-link学习资料非常丰富、简单易学，适用于对规模不大的风力发电系统进行仿真分析，特别是涉及到复杂的控制算法和精细的仿真要求时；DIgSILENT/PowerFactory则适用于大规模的风力发电系统仿真分析，特别是涉及到复杂的网络拓扑结构，其计算结果的准确性和有效性已经被电力规划和运行机构在实践中检验，由于该软件学习资料相对较少且独具特色，用户需要经过系统的学习和摸索才能够熟练地使用。因此，在本书附录中将介绍DIgSILENT/PowerFactory软件的基本使用方法。