1.5 仿真軟件概述

目前，國際上有很多電力系統分析軟件，應用較為廣泛的有：①美國邦納維爾電力局（Bonneville Power Administration）開發的BPA程序和EMTP（Electromagnetic Transi-ents Program）程序；②加拿大曼尼托巴高壓直流輸電研究中心（Manitoba HVDC Re-search Center）開發的PSCAD/EMTDC（Power System Computer Aided Design/Electro-magnetic Transients Program including Direct Current）程序；③德國西門子公司（SIE-MENS）研制的電力系統仿真軟件NETOMAC（Network Torsion Machine Control）；④中國電力科學研究院開發的電力系統分析綜合程序PSASP（Power System Analysis Software Package）；⑤美國Math Works公司開發的科學與工程計算軟件MATLAB（MATrix LABoratory）；⑥德國DIgSILENT（DIgital Simulation and Electrical NeT-work）開發的PowerFactory程序。它們為電力系統提供了豐富靈活的仿真分析功能，廣泛應用于科學研究和工程實施等方面。本書的仿真算例采用的是在風力發電研究方面應用較為普遍的仿真軟件為MATLAB/Simulink和DIgSILENT/PowerFactory。

Matlab是由Mathworks公司1982年推出的高性能數值計算和可視化軟件產品，由主包、Simulink及功能各異的工具箱組成。由于Matlab語言程序效率高、程序設計靈活、圖形功能強大，自問世以來，在教學、科研等領域應用越來越廣泛。從Matlab5.2版本開始增加了一個由加拿大魁北克電力公司開發的專用于電力系統分析的電力系統模塊PSB（Power System Blockset）。PSB模塊中含有豐富的元件模型，包括同步機、異步機、變壓器、直流機、特殊電機的線性和非線性、有名值系統和標么值系統的、不同仿真精度的設備模型庫；單相、三相的分布和集中參數的傳輸線；單相、三相斷路器及各種電力系統的負荷模型、電力半導體器件庫以及控制和測量環節。再借助其他模塊庫或工具箱以及自己在Simulink下搭建的模塊，在提供的仿真平臺上可以進行電力系統的仿真計算，尤其可以進行復雜控制系統的仿真等。

德國DIgSILENT/PowerFactory電力系統仿真軟件最早開發于1976年。自1993年開始，DIgSILENT/PowerFactory開始全面引入面向對象編程技術和數據庫概念，并對算法和元件模型進行了較大改進，形成了代表性的10.31版本。該版本允許用戶在單一的數據庫中創建詳盡的電力系統元件模型（包括穩態、時域、頻域等計算用的一系列參數），不需再像一些電力系統分析軟件那樣采用不同的軟件包進行相應類型的電力系統仿真計算（例如輸電、配電、發電或者工業應用）。現在最新的DIgSILENT/PowerFactory15成為應用最廣泛的含風力發電的電力系統仿真程序。

MATLAB/Simulink和DIgSILENT/PowerFactory各具優勢，都提供了風力發電系統的Demo算例，在風力發電系統的建模和仿真研究過程中廣泛應用。MATLAB/Simu-link學習資料非常豐富、簡單易學，適用于對規模不大的風力發電系統進行仿真分析，特別是涉及到復雜的控制算法和精細的仿真要求時；DIgSILENT/PowerFactory則適用于大規模的風力發電系統仿真分析，特別是涉及到復雜的網絡拓撲結構，其計算結果的準確性和有效性已經被電力規劃和運行機構在實踐中檢驗，由于該軟件學習資料相對較少且獨具特色，用戶需要經過系統的學習和摸索才能夠熟練地使用。因此，在本書附錄中將介紹DIgSILENT/PowerFactory軟件的基本使用方法。