電力系統(tǒng)仿真軟件使用手冊一、軟件概述與適用場景電力系統(tǒng)仿真軟件是電力工程領(lǐng)域的核心工具，可實現(xiàn)電網(wǎng)建模、潮流計算、暫態(tài)穩(wěn)定分析、諧波仿真等功能，支撐電力系統(tǒng)規(guī)劃、故障診斷、新能源并網(wǎng)評估等場景。本軟件適用于電力工程師、科研人員及高校師生，可滿足從教學演示到工程級仿真的全流程需求。二、安裝與環(huán)境配置（一）系統(tǒng)要求操作系統(tǒng)：Windows10/11（64位）、Linux（CentOS7+/Ubuntu18+）硬件配置：建議CPU≥四核、內(nèi)存≥8GB、硬盤剩余空間≥50GB（大規(guī)模仿真需更高配置）（二）安裝步驟2.Windows安裝：雙擊安裝包，按向?qū)нx擇安裝路徑（避免含中文/空格），勾選“創(chuàng)建桌面快捷方式”。3.Linux安裝：解壓安裝包后，在終端執(zhí)行`./install.sh`，按提示輸入管理員權(quán)限密碼。（三）許可證配置在線激活：首次啟動軟件，輸入授權(quán)賬號密碼，點擊“激活”（需聯(lián)網(wǎng)）。離線激活：在無網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，點擊“離線激活”生成機器碼，聯(lián)系技術(shù)支持獲取授權(quán)文件后導(dǎo)入。三、基礎(chǔ)操作指南（一）界面布局與功能區(qū)軟件界面分為四部分：菜單欄：包含“文件”“編輯”“仿真”“分析”等核心功能入口。工具欄：提供常用操作快捷按鈕（如元件拖拽、保存、運行仿真）。工作區(qū)：電網(wǎng)模型的可視化編輯區(qū)域，支持縮放、平移、元件連接。屬性面板：顯示選中元件的參數(shù)（如變壓器容量、線路阻抗），支持實時修改。（二）項目管理1.新建項目：點擊“文件→新建項目”，設(shè)置項目名稱、保存路徑，選擇電壓等級模板（如110kV配電網(wǎng)）。2.導(dǎo)入/導(dǎo)出：支持導(dǎo)入CAD圖紙（.dwg）、Excel元件表（.xlsx），導(dǎo)出仿真報告（.pdf）、模型文件（.psm）。3.項目結(jié)構(gòu)：左側(cè)“項目樹”顯示電網(wǎng)層級（如母線、線路、發(fā)電機），右鍵可添加/刪除元件。（三）元件庫與建模1.元件查找：在“元件庫”面板按分類篩選（如“電源”“負荷”“開關(guān)”），或通過搜索框輸入關(guān)鍵詞（如“光伏電站”）。2.拖拽建模：將元件拖入工作區(qū)，通過“連線工具”連接母線與線路（自動檢測電氣節(jié)點）。3.參數(shù)設(shè)置：選中元件后，在屬性面板填寫關(guān)鍵參數(shù)（如發(fā)電機額定功率、負荷功率因數(shù)），支持批量修改（選中多個元件后右鍵“批量設(shè)置”）。四、核心功能模塊詳解（一）潮流計算模塊潮流計算是電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)分析的基礎(chǔ)，用于求解母線電壓、線路功率分布。1.建模流程步驟1：在工作區(qū)創(chuàng)建母線（右鍵“添加→母線”），設(shè)置額定電壓（如110kV）。步驟2：添加電源（發(fā)電機/光伏）、負荷、變壓器、線路等元件，完成拓撲連接。步驟3：在“仿真→潮流設(shè)置”中選擇算法（牛頓-拉夫遜法/快速解耦法），設(shè)置收斂精度（如1e-6）。2.結(jié)果分析仿真完成后，可通過“分析→潮流報表”查看：母線電壓（幅值、相角）、線路潮流（有功/無功功率）。若出現(xiàn)不收斂，需檢查：①電源容量是否匹配負荷；②線路阻抗是否為0（短路）；③拓撲是否存在孤島。（二）暫態(tài)穩(wěn)定模塊暫態(tài)穩(wěn)定分析用于評估故障（如短路、斷線）后電網(wǎng)的動態(tài)穩(wěn)定性。1.故障設(shè)置點擊“事件→添加故障”，選擇故障類型（三相短路/單相接地）、故障位置（線路中點）、持續(xù)時間（如0.1秒）。可選“添加保護動作”（如斷路器跳閘時間0.2秒）。2.仿真與可視化設(shè)置仿真時間（如5秒）、時間步長（如0.01秒），點擊“運行暫態(tài)仿真”。結(jié)果可通過“曲線繪圖器”查看：發(fā)電機功角曲線、母線電壓波動曲線，判斷系統(tǒng)是否失穩(wěn)（功角差超過180°）。（三）諧波分析模塊針對含非線性負荷（如變頻器）的電網(wǎng)，分析諧波源的影響。1.諧波源建模在元件庫選擇“非線性負荷”，設(shè)置諧波次數(shù)（3次、5次）、諧波電流幅值。變壓器需設(shè)置繞組接線方式（如Y/Δ抑制3次諧波）。2.分析與治理運行諧波仿真后，查看“母線諧波含量表”（THD≤5%為合格）。若超標，可添加“濾波器”（如LC濾波器），重新仿真驗證效果。五、工程案例實踐：配電網(wǎng)重構(gòu)仿真以某10kV配電網(wǎng)為例，演示“降低線損、均衡負荷”的重構(gòu)流程。（一）項目創(chuàng)建與建模1.新建項目，導(dǎo)入配電網(wǎng)CAD圖紙，自動識別母線、線路、變壓器。2.添加負荷（居民/商業(yè)負荷）、分布式電源（風電/光伏），設(shè)置實時功率曲線（Excel導(dǎo)入）。（二）初始潮流分析運行潮流計算，發(fā)現(xiàn)：線路L1負荷率90%（過載風險），線路L2負荷率30%（輕載）。母線B3電壓0.95p.u.（低于標準0.95~1.05p.u.）。（三）重構(gòu)方案設(shè)計1.調(diào)整開關(guān)狀態(tài)：斷開L1與B3的連接，閉合L2與B3的備用開關(guān)。2.優(yōu)化分布式電源出力：設(shè)置光伏電站跟蹤最大發(fā)電功率。（四）仿真驗證重新運行潮流計算，結(jié)果顯示：L1負荷率降至60%，L2負荷率升至50%，線損降低12%。B3電壓恢復(fù)至0.98p.u.，滿足運行要求。六、常見問題與解決方案（一）仿真不收斂原因1：拓撲錯誤（如孤島、環(huán)網(wǎng)未解環(huán)）→檢查“項目樹”的電氣連接。原因2：參數(shù)矛盾（如發(fā)電機電壓與母線電壓不匹配）→統(tǒng)一電壓等級參數(shù)。（二）結(jié)果異常（如負功率）原因：元件方向設(shè)置錯誤（如線路首末端顛倒）→右鍵元件“反轉(zhuǎn)方向”。（三）許可證失效解決：重啟軟件后重新激活，或聯(lián)系技術(shù)