F.Milano.PSAT,Matlab-basedPowerSystemAnalysisToolbox,①2002.http:thunderbox.uwaterloo.ca/fmilano.∥0引言仿真软件是电力系统科研工作不可或缺的条件,目前国内科研机构以及电力企业中常用的电力系统仿真软件可以分为电磁暂态和机电暂态2大类。前者的代表是EMTP、ATP、PSCAD[1-2],而后者中常见的有西门子公司的PSS/E(PowerSystemSimulatorforEngineering、ABB公司的SIMPOW以及BPA等[3-5]。这些软件大多数为商业软件,其优点是功能全面、计算容量大、计算结果可靠;同时这些软件往往专业性较强不利于普及使用。虽然这些软件中的大多数都有用户自定义模型的功能,然而操作起来往往比较繁琐,移植继承的能力不强。随着新技术新设备的不断出现以及电力系统的不断发展,许多前所未有的研究课题不断涌现亟待解决[6-7]。为研究这些问题往往需要构建新的模型,尝试新的算法。而这样的要求用商业电力系统仿真软件来完成较为困难。最近20年来,Matlab、Mathematica等高级科学语言因其使用方便灵活和功能强大,因此在各个领域的科研中都有广泛的应用[8-10]。这些软件中的任何一种都可以实现电力系统问题的分析,然而Matlab因其面向矩阵的编程特性、完善的图形处理功能以及图形仿真界面(Simulink而成为最适合电力系统仿真的数学工具。时至今日,经过MathWorks公司的不断完善,Matlab已经发展成为适合多学科、多种工作平台的功能强大的大型软件。在设计、研究单位和工业部门,Matlab被广泛用于科学研究和解决各种具体问题。随着Matlab的不断发展进步,涌现出了一系列基于Matlab的电力系统分析软件包,例如:PST(PowerSystemToolbox,MatPower,VST(VoltageStabilityToolbox,MatEMTP,SPS(SimPowerSystem,PAT(PowerAnalysisToolbox[11-13],这些软件包各有功能上的偏重点,而这里介绍的电力系统分析软件包PSAT(PowerSystemAnalysisToolbox则包含了:PF-潮流计算;CPF-连续潮流;OPF-最优潮流;SSSA-小扰动分析;TDS-时域仿真;GUI-用户人机界面;GNE-自定义模型等功能①。经过验证,该工具包已经可以计算上千节点规模的系统。而且该软件包源代码完全公开,因此用户可以根据自己的研究兴趣编写修改相应源代码实现研究目的。同时,依托于Matlab的强大计算功能以及丰富的控制、信号处理、鲁棒控制、模糊控制等工具箱,使得PSAT可以把控制科学、信号处理等方面的新思想与电力系统的传统仿真计算有机地结合起来。文中首先介绍了PSAT几个主要的功能模块,然后就典型的3机9节点系统与商业软件PSS/E进行了仿真计算比较。结果证明,PSAT不失为一种电力系统科学研究的有力工具。1主要功能模块介绍1.1系统模型库及主界面为了适应针对电力系统新元件、新问题的研究,PSAT提供了丰富的静态、动态模型库,主要包括:a.潮流模型,母线、传输线、变压器、平衡母线、PV母线、恒功率负荷以及并联电容器等;基于Matlab的电力系统分析工具包PSAT及其有效性检验常勇,徐政,王超(浙江大学电机系,浙江杭州310027摘要:介绍了一种新颖的基于Matlab数学语言编写的电力系统分析软件包PSAT,详述了该软件包源代码开放的特点,介绍了PSAT比较全面的模型库,主要包括:电机、电力系统稳定器(PSS、调速器、柔性交流输电系统(FACTS、高压直流输电系统(HVDC、分布式发电系统等。PSAT功能丰富,目前可完成潮流计算、连续潮流、小信号稳定分析、动态时域仿真及相量测量单元(PMU配置等方面的分析和研究。通过对同一个典型算例进行时域仿真和特征值分析,将PSAT与商业软件PSS/E进行了分析对比,结果表明该软件包的计算结果具有一定精度。关键词:Matlab;PSAT;电力系统建模;动态仿真;PSS/E中图分类号:TM712;TM744文献标识码:A文章编号:1006-6047(200707-0102-04收稿日期:2006-09-11;修回日期:2007-01-17基金项目:国家自然科学基金资助项目(50277034电力自动化设备ElectricPowerAutomationEquipmentVol.27No.7Jul.2007第27卷第7期2007年7月b.电力市场相关模型,供求上下限、储备功率等;c.断路器相关模型,故障类型、开关等;d.测量元件模型,测频器、相量测量单元PMU等;e.电机模型,同步、异步电机;f.负荷模型(ZIP,电压、频率相关模型等;g.控制器模型,调速器、励磁,电力系统稳定器PSS及附加...