PSAT电力系统仿真软件剖析与应用(2)
1.2 PSAT软件背景
在电力系统分析中，运用仿真软件对电力系统进行仿真是一个非常重要的环节[2]，所以需要一个功能强大而又简便好用的电力系统仿真软件。目前国内外电力企业和科研机构用于电力系统仿真的专业软件有EMIP、PSCAD、ATP和西门子公司的PSS/E、ABB公司的BPA及SIMPOW等。前面三种属于电磁暂态大类，后四种属机电暂态大类。这些软件虽然可以有效地仿真大规模电力系统，且功能全面、计算结果可靠，但是它们都是商业化的软件，不能免费使用；并且其中的各类模型都被封装起来，很难进行二次开发[3]；此外，软件的操作也较为繁琐，不利于个人在研究和学习中使用。即便已经出现了一些基于MATLAB的开放的电力系统仿真软件，但这类软件往往功能并不完善，存在局限性。这对我们进行电力系统研究分析造成了很大的困扰。
在这样的情况下，PSAT的出现就十分令人关注。该软件是基于MATLAB的平台开发的，它面向所有的使用者，而且程序的源代码是完全公开的，易于由使用者进行二次开发。而且与其它基于MATLAB的软件相比，除了有潮流计算（PF）、时域仿真（TD）GUI以及CAD功能外，还具有一些其他软件所欠缺的一些功能，包括可以进行连续潮流分析（CPF）、最优潮流分析（OPF）、小信号稳定分析（SSSA）等。同时， 因为Matlab 自身有着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，所以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[4]，对我们进行电力系统分析有很大的帮助[5]。
1.3 PSAT的特点及优势
（1）Simulink库为用户的单线图设计提供了一个良好的工具，可以通过在 Simulink库中采用拖曳的方式创建系统模型，操作方便。仿真中所有的操作均可以在图形界面（简称GUI）中进行。
（2）能识别、转换电力系统研究中多种常用的数据格式。
（3）显示计算结果的多样性，可以是TXT文本形式、图表形式、直方图形式等显示，便于分析和研究
（4）PSAT还包括了高度扩展PAST的执行优化和连续潮流分析能力的GAMS(通用代数模型系统)和UWPLOW（一种电力系统分析工具包）程序，提高了PSAT的连续和最优潮流分析的能力。
(5) 源代码公开，易于被使用者二次开发，而且其灵活的自定义功能使得用户可以根据自己的研究兴趣编写修改相应源代码，来实现研究目的。
1.4 PSAT研究应用现状
通过对国内外文献可以看到，目前许多有关电力系统潮流计算、静态稳定和暂态稳定的研究分析中采用了PSAT[6]。在美国电气电子工程师协会（IEEE）动态性能委员会的电力系统阻尼特设工作组所撰写的论文《电力系统的稳定性研究中的阻尼表征》中，他们就有运用电力系统仿真软件，对电力系统中的各种阻尼进行建模，从而研究电力系统中各种实际阻尼对系统稳定性影响的想法。所以在PSAT这个软件出现之后，很大多数电力系统工作者就运用这个软件来进行对电力系统暂态、动态的稳定性研究。
PSAT除了传统地应用于潮流计算和系统稳定性研究外，还可以将其用于信号控制处理、小信号分析等等。此外，国外也将PSAT用于电池电动汽车、燃料电池电动汽车和混合动力电动汽车的动力系统仿真，以此来开发出更适合汽车的动力系统[7]，同时国内也有人正在研究基于PSAT的双馈风力发电机模型[8]等。可以说PSAT在不断发展更新的同时，其研究应用领域正不断拓展。
1.5 本文的工作
本课题剖析PSAT软件，在此基础上完成电力系统稳态和动态计算。