Design Idea and Development Path of Simulation Application Software for New Power System

Chen SHEN; Ying CHEN; Shaowei HUANG; Zhitong YU; Yankan SONG; Shilin GAO

doi:10.7500/AEPS20220426002

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Design Idea and Development Path of Simulation Application Software for New Power System

Special Topic on Simulation Calculation Technology in Electric Power Field and Development Prospect of Domestic Software | 更新时间：2025-06-16

- Design Idea and Development Path of Simulation Application Software for New Power System
- Automation of Electric Power Systems Vol. 46, Issue 10, Pages: 75-86(2022)
- 作者机构：
  
  1.清华大学电机工程与应用电子技术系,北京市100084
  2.清华四川能源互联网研究院,四川省成都市 610042
  3.清鸾科技(成都)有限公司,四川省成都市 610042
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.7500/AEPS20220426002
  CLC：
- Received：26 April 2022，
  
  Published Online：01 May 2022，
  
  Published：25 May 2022
- 稿件说明：
移动端阅览
沈沉,陈颖,黄少伟等.新型电力系统仿真应用软件设计理念与发展路径[J].电力系统自动化,2022,46(10):75-86.

SHEN Chen,CHEN Ying,HUANG Shaowei,et al.Design Idea and Development Path of Simulation Application Software for New Power System[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(10):75-86.
沈沉,陈颖,黄少伟等.新型电力系统仿真应用软件设计理念与发展路径[J].电力系统自动化,2022,46(10):75-86. DOI： 10.7500/AEPS20220426002.

SHEN Chen,CHEN Ying,HUANG Shaowei,et al.Design Idea and Development Path of Simulation Application Software for New Power System[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(10):75-86. DOI： 10.7500/AEPS20220426002.

摘要

文中归纳总结了新型电力系统新能源发电高渗透、电力电子设备高渗透的特性给电力系统仿真带来的挑战，提出了电力系统仿真应用软件的设计理念，即模型完备、建模准确、计算高效、场景全面、接口开放、服务灵活这6个方面；基于仿真是认识和改造新型电力系统的工具而非目的，以及仿真应适应新型电力系统背景下电力企业数字化转型需求的认知，指出了国产电力系统仿真应用软件的功能定位要从单纯的仿真工具向电力系统仿真应用软件开发平台和运行环境过渡，并提出了一条助力用户业务自动化、平台使用便捷化、应用开发生态化的发展路径。最后，通过介绍所研发的面向新型电力系统的仿真应用软件开发平台和运行环境——CloudPSS，展示了上述设计理念与发展路径对软件研发和推广的指导作用。

Abstract

This paper summarizes the challenges to the simulation of the new power system

brought about by the characteristics of high penetration of new energy generation and high penetration of power electronic equipment

and proposes the design concepts for the power system simulation software development

i.e.

the six aspects of the complete models

accurate modeling

efficient computation

comprehensive scenarios

open interface

and flexible services. Then

based on the awareness that simulation is just an approach rather than the purpose for understanding and reforming the new power system

and that the simulation should adapt to the digital transformation needs of power enterprises in the background of the new power system

it is pointed out that the function orientation of China's independent power system simulation software should be transitioned from simple simulation tool to power system simulation software development platform and operation environment

and a development path is proposed that helps users automate their business procedures

facilitate their platform use and ecologize the application development. Finally

the guiding roles of the above design concepts and development path are illustrated by the introduction of the developed simulation software development platform and operating environment for the new power system

i.e.

CloudPSS.

关键词

Keywords

references

舒印彪，陈国平，贺静波，等 . 构建以新能源为主体的新型电力系统框架研究［J］. 中国工程科学， 2021 ， 23 （ 6 ）： 61 - 69 .

SHU Yinbiao ， CHEN Guoping ， HE Jingbo ， et al . Building a new electric power system based on new energy sources ［J］. Strategic Study of CAE ， 2021 ， 23 （ 6 ）： 61 - 69 .

陈颖，高仕林，宋炎侃，等 . 面向新型电力系统的高性能电磁暂态云仿真技术［J］. 中国电机工程学报， 2022 ， 42 （ 8 ）： 2854 - 2863 .

CHEN Ying ， GAO Shilin ， SONG Yankan ， et al . High-performance electromagnetic transient simulation for new-type power system based on cloud computing ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2022 ， 42 （ 8 ）： 2854 - 2863 .

KUNDUR P . Power system stability and control ［M］. New York， USA ： Mc Graw Hill， Inc. ， 1994 .

张跃驰，刘本希，罗彬，等 . 基于PSD-BPA的电网运行方式数据自动整合与调整方法［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 1 ）： 102 - 108 .

ZHANG Yuechi ， LIU Benxi ， LUO Bin ， et al . PSD-BPA based automatic integration and adjustment method of power grid operation plan data ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 1 ）： 102 - 108 .

许德操，韩民晓，丁辉，等 . 基于PSASP的直流系统用户自定义建模［J］. 电力系统自动化， 2007 ， 31 （ 6 ）： 71 - 76 .

XU Decao ， HAN Minxiao ， DING Hui ， et al . Modeling of HVDC based on the user-defined model of PSASP ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2007 ， 31 （ 6 ）： 71 - 76 .

GOLE A M ， NAYAK O B ， SIDHU T S ， et al . A graphical electromagnetic simulation laboratory for power systems engineering programs ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 1996 ， 11 （ 2 ）： 599 - 606 .

李山 . 基于EMTPE的750 kV空载变压器励磁涌流仿真研究［J］. 高压电器， 2013 ， 49 （ 1 ）： 101 - 106 .

LI Shan . Simulation of 750 kV unloaded transformer excitation surge based on software EMTPE ［J］. High Voltage Apparatus ， 2013 ， 49 （ 1 ）： 101 - 106 .

PHATANAPHEROM S ， UTHAYOPAS P ， KACHITVICHYANUKUL V . Fast simulation model for grid scheduling using HyperSim ［C］// Proceedings of the 35th Conference on Winter Simulation： Driving Innovation ， December 7-10 ， 2003 ， New Orleans， USA ： 1494 - 1500 .

KUFFEL R ， GIESBRECHT J ， MAGUIRE T ， et al . RTDS—a fully digital power system simulator operating in real time ［C］// 1995 International Conference on Energy Management and Power Delivery EMPD '95 ， November 21-23 ， 1995 ， Singapore， Singapor ： 498 - 503 .

田芳，李亚楼，周孝信，等 . 电力系统全数字实时仿真装置［J］. 电网技术， 2008 ， 32 （ 22 ）： 17 - 22 .

TIAN Fang ， LI Yalou ， ZHOU Xiaoxin ， et al . Advanced digital power system simulator ［J］. Power System Technology ， 2008 ， 32 （ 22 ）： 17 - 22 .

TAN Z D ， SONG Y K ， GAO S L ， et al . Automatic generation and parameter verification of large-scale EMT simulation models based on TSP projects ［C］// 2021 Power System and Green Energy Conference （PSGEC）， August 20-22 ， 2021 ， Shanghai， China ： 107 - 111 .

郭艺潭，贾洪岩，宋炎侃，等 . 基于GMM-PSO混合算法的电磁暂态模型参数校正方法［J/OL］. 电网技术： 1 - 8 ［ 2022-04-19 ］. DOI： 10.13335/j.1000-3673.pst.2021.1571 http://dx.doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2021.1571 .

GUO Yitan ， JIA Hongyan ， SONG Yankan ， et al . Parameter correction for electromagnetic transient simulation model based on GMM-PSO hybrid algorithm ［J/OL］. Power System Technology ： 1 - 8 ［ 2022-04-19 ］. DOI： 10.13335/j.1000-3673.pst.2021.1571 http://dx.doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2021.1571 .

高仕林，宋炎侃，陈颖，等 . 电力系统移频电磁暂态仿真原理及应用综述［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 14 ）： 173 - 183 .

GAO Shilin ， SONG Yankan ， CHEN Ying ， et al . Overview on principle and application of shifted frequency based electromagnetic transient simulation for power system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 14 ）： 173 - 183 .

GAO S L ， CHEN Y ， SONG Y K ， et al . Determination of optimal shift frequency for shifted frequency-based simulation ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2021 ， 36 （ 5 ）： 4824 - 4827 .

谭镇东，高仕林，宋炎侃，等 . 基于根匹配的移频电磁暂态建模与仿真［J］. 中国电机工程学报， 2022 ， 42 （ 1 ）： 105 - 114 .

TAN Zhendong ， GAO Shilin ， SONG Yankan ， et al . Shifted frequency-based electromagnetic transient simulation using root-matching ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2022 ， 42 （ 1 ）： 105 - 114 .

GAO S L ， CHEN Y ， SONG Y K ， et al . Three-stage implicit integration for large time-step size electromagnetic transient simulation with shifted frequency-based modeling ［J］. Electric Power Systems Research ， 2021 ， 198 （ 11 ）： 107356 .

XIAO T N ， CHEN Y ， HUANG S W ， et al . Feasibility study of neural ODE and DAE modules for power system dynamic component modeling ［EB/OL］. arXiv ： 2110 . 12981 ［ 2022-03-22 ］. https：//arxiv.org/abs/2110.12981 https://arxiv.org/abs/2110.12981 .

宋炎侃，黄少伟，陈颖，等 . 应用有向图分层的控制系统暂态仿真并行算法及其GPU实现［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 12 ）： 137 - 143 .

SONG Yankan ， HUANG Shaowei ， CHEN Ying ， et al . Layered directed acyclic graph based parallel algorithm for control system transient simulation and its GPU realization ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 12 ）： 137 - 143 .

SONG Y K ， CHEN Y ， HUANG S W ， et al . Fully GPU-based electromagnetic transient simulation considering large-scale control systems for system-level studies ［J］. IET Generation ， Transmission & Distribution， 2017 ， 11 （ 11 ）： 2840 - 2851 .

关慧哲，陈颖，黄少伟，等 . 基于生成对抗网络的暂态稳定预防控制［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 24 ）： 36 - 43 .

GUAN Huizhe ， CHEN Ying ， HUANG Shaowei ， et al . Preventive control for transient stability based on generative adversarial network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 24 ）： 36 - 43 .

SONG Y K ， CHEN Y ， YU Z T ， et al . CloudPSS： a high-performance power system simulator based on cloud computing ［J］. Energy Reports ， 2020 ， 6 ： 1611 - 1618 .

沈沉，吴佳耘，乔颖，等 . 电力系统主动解列控制方法的研究［J］. 中国电机工程学报， 2006 ， 26 （ 13 ）： 1 - 6 .

SHEN Chen ， WU Jiayun ， QIAO Ying ， et al . Studies on active splitting control of power systems ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2006 ， 26 （ 13 ）： 1 - 6 .

倪敬敏，沈沉，陈乾 . 基于慢同调的自适应主动解列控制（一）：理论基础探究［J］. 中国电机工程学报， 2014 ， 34 （ 25 ）： 4374 - 4384 .

NI Jingmin ， SHEN Chen ， CHEN Qian . Adaptive islanding control based on slow coherency— Part Ⅰ： research on the theoretical basis ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2014 ， 34 （ 25 ）： 4374 - 4384 .

https：//systemsplitting.pub.cloudpss.net/ https://systemsplitting.pub.cloudpss.net/ .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Review of Shared Energy Storage Business Modes on Generation and User Sides in New Power Systems

Operation Evaluation of Battery Energy Storage Systems on Renewable Energy Side: Current Status and Prospects

Cross-time-scale Annual Chronological Production Simulation Method for Power System with Seasonal Hydrogen Energy Storage

Related Author

YANG Ming

LI Menglin

WANG Bo

LIU Chun

YU Yixiao

WANG Chuanqi

ZHANG Jifan

ZHANG Hengxu

Related Institution

Key Laboratory of Power System Intelligent Dispatch and Control (Shandong University)

State Key Laboratory of Operation and Control of Renewable Energy and Storage Systems (China Electric Power Research Institute)

School of Electrical Engineering, Shandong University

College of Electrical Engineering, Zhejiang University

Quzhou Power Supply Company, State Grid Zhejiang Electric Power Co., Ltd.

⁰