EDSA在“電力工程基礎(chǔ)”課程教學(xué)中的應(yīng)用

摘要：EDSA是一個(gè)面向?qū)ο蟮碾娏ο到y(tǒng)大型可視化分析和計(jì)算軟件，它具有操作界面友好、可視化、交互性能強(qiáng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。本文介紹了EDSA軟件包的功能特點(diǎn)，并以電力系統(tǒng)潮流計(jì)算為例闡述了EDSA仿真軟件在“電力工程基礎(chǔ)”課程教學(xué)中的應(yīng)用。通過將EDSA引入到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，有利于幫助學(xué)生理解電力系統(tǒng)的基本概念，加深對(duì)系統(tǒng)特性、運(yùn)行狀況的認(rèn)識(shí)，對(duì)教學(xué)有積極的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：EDSA；潮流計(jì)算；輔助教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）19-0069-02

近些年來，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，像PWS、PSASP、MATPOWER、PSCAD、MATLAB-PSAT等電力系統(tǒng)分析仿真軟件已日趨成為電氣工程師的主要應(yīng)用工具。另外，利用電力系統(tǒng)分析仿真軟件作為課堂輔助教學(xué)軟件還有利于幫助學(xué)生理解基本概念，加深對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的認(rèn)識(shí)。美國EDSA公司開發(fā)的電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析軟件包，是一個(gè)功能強(qiáng)大的電力電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)、分析、模擬、控制的綜合性的工具軟件包，廣泛適用于包括太空站、核電站、潛水艇、海上石油平臺(tái)、煉油廠、化工廠、發(fā)電廠、電網(wǎng)、機(jī)場(chǎng)及其空中指揮與管制設(shè)施、醫(yī)院等各種設(shè)施的電力、電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析。該軟件可分析最多包含2000個(gè)節(jié)點(diǎn)和8000個(gè)支路的復(fù)雜系統(tǒng)。該軟件不僅能用于電力系統(tǒng)及相關(guān)領(lǐng)域的工程設(shè)計(jì)與科研，還可用于高等學(xué)校電氣工程及相關(guān)專業(yè)的仿真教學(xué)。本文首先介紹EDSA軟件包的功能特點(diǎn)，然后以電力系統(tǒng)潮流計(jì)算為例，闡述EDSA仿真軟件在“電力工程基礎(chǔ)”課程教學(xué)中的應(yīng)用。該軟件可為電氣工程類的仿真教學(xué)提供參考。

一、EDSA的功能特點(diǎn)

EDSA是由美國EDSA公司開發(fā)的全圖形英文界面的電力系統(tǒng)仿真分析/計(jì)算高級(jí)應(yīng)用軟件。EDSA軟件是全球電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析的標(biāo)準(zhǔn)軟件，也是目前唯一通過ISO9001質(zhì)量認(rèn)證和10CFR50（美國聯(lián)邦法規(guī)核能卷）規(guī)定的電力系統(tǒng)綜合仿真軟件。該軟件擁有直觀及友好的操作界面、強(qiáng)大而完善的計(jì)算分析功能、開放式數(shù)據(jù)庫連接，能對(duì)電力電氣系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、分析、模擬及控制。EDSA的分析應(yīng)用程序與Drafix CAD相組合，并且內(nèi)置了Autodesk公司的CAD引擎，可以讓用戶在進(jìn)行輸入和編輯的過程中輕松地復(fù)制、粘貼和拖拽，非常方便地繪制直流、交流、單相、三相乃至交/直流混合系統(tǒng)。EDSA提供完整的圖形和編輯器，以最簡潔的方式建立單線圖。利用單線圖的編輯工具條，可以圖形化地增加、刪除、移動(dòng)或聯(lián)接設(shè)備；放大或縮??；顯示或隱藏網(wǎng)絡(luò)；改變?cè)O(shè)備大小、方向、符號(hào)或顯示方法；輸入設(shè)備屬性；設(shè)置運(yùn)行狀態(tài)等?？梢园凑詹煌倪B接方式、不同的運(yùn)行要求、不同的負(fù)載狀況、不同的電氣工程參數(shù)、不同的計(jì)算參數(shù)等來設(shè)置或改變系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行各種計(jì)算與分析。EDSA的計(jì)算分析設(shè)計(jì)模塊種類繁多、功能強(qiáng)大，包括諧波分析、潮流計(jì)算、短路計(jì)算、電機(jī)啟動(dòng)、暫態(tài)穩(wěn)定、最優(yōu)潮流、可靠性分析、直流系統(tǒng)分析、地下電纜系統(tǒng)、變電站接地和繼電保護(hù)配合等分析計(jì)算功能。作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的國際一流軟件，目前EDSA軟件產(chǎn)品已在國際上廣泛推廣。在我國，ABB、西門子、北京石化公司、大慶油田設(shè)計(jì)院以及部分高?？蒲性核葐挝欢家殉蔀樗挠脩?。

二、基于EDSA的潮流計(jì)算仿真應(yīng)用

1.潮流分析步驟。（1）通過菜單欄定義繪圖頁面大小，頁面的文本注解顯示電氣元件（節(jié)點(diǎn)和支路）的位置，CAD頁面上的層的屬性以及這些電氣元件的對(duì)齊方式。在操作過程中唯一需要注意的是電氣元件對(duì)齊方式的選擇，它分為節(jié)點(diǎn)對(duì)齊方式和支路對(duì)齊方式兩種。電氣元件的對(duì)齊方式?jīng)Q定了電氣元件本身放置在CAD的繪圖頁面上的位置和互聯(lián)方式。用戶可以通過集成在CAD界面中的節(jié)點(diǎn)和支路屬性編輯器來查看電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是否正確地被輸入。（2）數(shù)據(jù)輸入。大體可分為四步操作：第一步，確定要放置的電氣元件類型，例如發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)、母線節(jié)點(diǎn)、負(fù)荷節(jié)點(diǎn)、變壓器支路、電纜支路以及斷路器支路等。第二步，確定適當(dāng)?shù)脑骷?duì)齊方式，例如發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)及母線節(jié)點(diǎn)，可以選擇對(duì)齊繪圖紙的網(wǎng)格；將發(fā)電機(jī)和母線節(jié)點(diǎn)互聯(lián)起來的變壓器支路，可以選擇其一端對(duì)齊發(fā)電機(jī)的標(biāo)注點(diǎn)，另一端對(duì)齊母線中點(diǎn)。第三步，將該電氣元件放置在圖紙上合適的位置。第四步，針對(duì)不同的電氣元件輸入相應(yīng)參數(shù)。如發(fā)電機(jī)的參數(shù)有電壓大小、容量以及暫態(tài)和次暫態(tài)電抗等；輸電線的參數(shù)有長度，單位長度的正、負(fù)、零序電抗等等。當(dāng)然，EDSA也提供許多常用的不同規(guī)格的電氣元件參數(shù)，供用戶直接選擇，不必再行輸入。（3）數(shù)據(jù)輸入完畢，調(diào)用Analysis菜單中的Load Flow下的AC命令進(jìn)行負(fù)荷潮流計(jì)算。EDSA仿真軟件提供了好幾種潮流算法，如牛頓-拉夫遜法、快速解耦法、高斯-賽德爾法等等，可根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的算法。另外，分析報(bào)告可以選擇多種輸出格式，如文本格式、自定義的圖文結(jié)合的PDF報(bào)告格式等。針對(duì)仿真分析結(jié)果，如果需要修改，可以直接返回CAD集成環(huán)境作相應(yīng)改動(dòng)。

2.算例仿真。本文以某地區(qū)220kV電力系統(tǒng)為例加以說明。首先搭建如圖1所示的系統(tǒng)，并利用這一系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算仿真分析。

設(shè)備參數(shù)如表1所示。

選擇快速解耦法，點(diǎn)擊“計(jì)算”按鈕后，出現(xiàn)迭代次數(shù)和運(yùn)行時(shí)間對(duì)話框。同時(shí)，分析結(jié)果采用文本文件的格式輸出。為了發(fā)揮圖形界面的直觀性，EDSA軟件還提供了單線圖標(biāo)注功能，即負(fù)荷潮流計(jì)算的各種結(jié)果可選擇性地標(biāo)注到單線圖上，比如節(jié)點(diǎn)電壓的角度、負(fù)荷側(cè)的功率因數(shù)、節(jié)點(diǎn)電壓降、支路功率損耗、支路潮流等等。通過上述潮流分析流程可以看出，采用EDSA軟件進(jìn)行潮流計(jì)算可靠而且方便，是電氣工作者分析系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的一個(gè)有利工具。

EDSA仿真軟件具有良好的交互性及強(qiáng)大功能，它在實(shí)際工程中廣泛應(yīng)用。為了提高《電力工程基礎(chǔ)》課程的教學(xué)效果，做到理論聯(lián)系實(shí)際，可以將EDSA引入到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。這樣，不僅能幫助學(xué)生加深對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的認(rèn)識(shí)，而且可以提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力。EDSA是一款非常優(yōu)秀的教學(xué)輔助軟件，應(yīng)在該軟件的輔助教學(xué)應(yīng)用方面開展積極的拓展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王穎.PWS在電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國電力教育，2012，（6）：100-101，103.

[2]郭涵，金帥軍.MATPOWER在電力系統(tǒng)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].中國電力教育，2013，（19）：65-67.

作者簡介：李慧（1976-），女，湖北隨州人，博士，副教授，主要從事供配電自動(dòng)化、電力電子技術(shù)等方面的教學(xué)和研究工作。

基金項(xiàng)目：本文獲“北京信息科技大學(xué)2011年度課程建設(shè)項(xiàng)目”和北京市屬高等學(xué)校高層次人才引進(jìn)與培養(yǎng)三年行動(dòng)計(jì)劃（2013-2015年）青年拔尖人才培育計(jì)劃（CIT&TCD201304113）資助。endprint

摘要：EDSA是一個(gè)面向?qū)ο蟮碾娏ο到y(tǒng)大型可視化分析和計(jì)算軟件，它具有操作界面友好、可視化、交互性能強(qiáng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。本文介紹了EDSA軟件包的功能特點(diǎn)，并以電力系統(tǒng)潮流計(jì)算為例闡述了EDSA仿真軟件在“電力工程基礎(chǔ)”課程教學(xué)中的應(yīng)用。通過將EDSA引入到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，有利于幫助學(xué)生理解電力系統(tǒng)的基本概念，加深對(duì)系統(tǒng)特性、運(yùn)行狀況的認(rèn)識(shí)，對(duì)教學(xué)有積極的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：EDSA；潮流計(jì)算；輔助教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）19-0069-02

近些年來，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，像PWS、PSASP、MATPOWER、PSCAD、MATLAB-PSAT等電力系統(tǒng)分析仿真軟件已日趨成為電氣工程師的主要應(yīng)用工具。另外，利用電力系統(tǒng)分析仿真軟件作為課堂輔助教學(xué)軟件還有利于幫助學(xué)生理解基本概念，加深對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的認(rèn)識(shí)。美國EDSA公司開發(fā)的電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析軟件包，是一個(gè)功能強(qiáng)大的電力電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)、分析、模擬、控制的綜合性的工具軟件包，廣泛適用于包括太空站、核電站、潛水艇、海上石油平臺(tái)、煉油廠、化工廠、發(fā)電廠、電網(wǎng)、機(jī)場(chǎng)及其空中指揮與管制設(shè)施、醫(yī)院等各種設(shè)施的電力、電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析。該軟件可分析最多包含2000個(gè)節(jié)點(diǎn)和8000個(gè)支路的復(fù)雜系統(tǒng)。該軟件不僅能用于電力系統(tǒng)及相關(guān)領(lǐng)域的工程設(shè)計(jì)與科研，還可用于高等學(xué)校電氣工程及相關(guān)專業(yè)的仿真教學(xué)。本文首先介紹EDSA軟件包的功能特點(diǎn)，然后以電力系統(tǒng)潮流計(jì)算為例，闡述EDSA仿真軟件在“電力工程基礎(chǔ)”課程教學(xué)中的應(yīng)用。該軟件可為電氣工程類的仿真教學(xué)提供參考。

一、EDSA的功能特點(diǎn)

EDSA是由美國EDSA公司開發(fā)的全圖形英文界面的電力系統(tǒng)仿真分析/計(jì)算高級(jí)應(yīng)用軟件。EDSA軟件是全球電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析的標(biāo)準(zhǔn)軟件，也是目前唯一通過ISO9001質(zhì)量認(rèn)證和10CFR50（美國聯(lián)邦法規(guī)核能卷）規(guī)定的電力系統(tǒng)綜合仿真軟件。該軟件擁有直觀及友好的操作界面、強(qiáng)大而完善的計(jì)算分析功能、開放式數(shù)據(jù)庫連接，能對(duì)電力電氣系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、分析、模擬及控制。EDSA的分析應(yīng)用程序與Drafix CAD相組合，并且內(nèi)置了Autodesk公司的CAD引擎，可以讓用戶在進(jìn)行輸入和編輯的過程中輕松地復(fù)制、粘貼和拖拽，非常方便地繪制直流、交流、單相、三相乃至交/直流混合系統(tǒng)。EDSA提供完整的圖形和編輯器，以最簡潔的方式建立單線圖。利用單線圖的編輯工具條，可以圖形化地增加、刪除、移動(dòng)或聯(lián)接設(shè)備；放大或縮小；顯示或隱藏網(wǎng)絡(luò)；改變?cè)O(shè)備大小、方向、符號(hào)或顯示方法；輸入設(shè)備屬性；設(shè)置運(yùn)行狀態(tài)等?？梢园凑詹煌倪B接方式、不同的運(yùn)行要求、不同的負(fù)載狀況、不同的電氣工程參數(shù)、不同的計(jì)算參數(shù)等來設(shè)置或改變系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行各種計(jì)算與分析。EDSA的計(jì)算分析設(shè)計(jì)模塊種類繁多、功能強(qiáng)大，包括諧波分析、潮流計(jì)算、短路計(jì)算、電機(jī)啟動(dòng)、暫態(tài)穩(wěn)定、最優(yōu)潮流、可靠性分析、直流系統(tǒng)分析、地下電纜系統(tǒng)、變電站接地和繼電保護(hù)配合等分析計(jì)算功能。作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的國際一流軟件，目前EDSA軟件產(chǎn)品已在國際上廣泛推廣。在我國，ABB、西門子、北京石化公司、大慶油田設(shè)計(jì)院以及部分高校科研院所等單位都已成為它的用戶。

二、基于EDSA的潮流計(jì)算仿真應(yīng)用

1.潮流分析步驟。（1）通過菜單欄定義繪圖頁面大小，頁面的文本注解顯示電氣元件（節(jié)點(diǎn)和支路）的位置，CAD頁面上的層的屬性以及這些電氣元件的對(duì)齊方式。在操作過程中唯一需要注意的是電氣元件對(duì)齊方式的選擇，它分為節(jié)點(diǎn)對(duì)齊方式和支路對(duì)齊方式兩種。電氣元件的對(duì)齊方式?jīng)Q定了電氣元件本身放置在CAD的繪圖頁面上的位置和互聯(lián)方式。用戶可以通過集成在CAD界面中的節(jié)點(diǎn)和支路屬性編輯器來查看電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是否正確地被輸入。（2）數(shù)據(jù)輸入。大體可分為四步操作：第一步，確定要放置的電氣元件類型，例如發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)、母線節(jié)點(diǎn)、負(fù)荷節(jié)點(diǎn)、變壓器支路、電纜支路以及斷路器支路等。第二步，確定適當(dāng)?shù)脑骷?duì)齊方式，例如發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)及母線節(jié)點(diǎn)，可以選擇對(duì)齊繪圖紙的網(wǎng)格；將發(fā)電機(jī)和母線節(jié)點(diǎn)互聯(lián)起來的變壓器支路，可以選擇其一端對(duì)齊發(fā)電機(jī)的標(biāo)注點(diǎn)，另一端對(duì)齊母線中點(diǎn)。第三步，將該電氣元件放置在圖紙上合適的位置。第四步，針對(duì)不同的電氣元件輸入相應(yīng)參數(shù)。如發(fā)電機(jī)的參數(shù)有電壓大小、容量以及暫態(tài)和次暫態(tài)電抗等；輸電線的參數(shù)有長度，單位長度的正、負(fù)、零序電抗等等。當(dāng)然，EDSA也提供許多常用的不同規(guī)格的電氣元件參數(shù)，供用戶直接選擇，不必再行輸入。（3）數(shù)據(jù)輸入完畢，調(diào)用Analysis菜單中的Load Flow下的AC命令進(jìn)行負(fù)荷潮流計(jì)算。EDSA仿真軟件提供了好幾種潮流算法，如牛頓-拉夫遜法、快速解耦法、高斯-賽德爾法等等，可根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的算法。另外，分析報(bào)告可以選擇多種輸出格式，如文本格式、自定義的圖文結(jié)合的PDF報(bào)告格式等。針對(duì)仿真分析結(jié)果，如果需要修改，可以直接返回CAD集成環(huán)境作相應(yīng)改動(dòng)。

2.算例仿真。本文以某地區(qū)220kV電力系統(tǒng)為例加以說明。首先搭建如圖1所示的系統(tǒng)，并利用這一系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算仿真分析。

設(shè)備參數(shù)如表1所示。

選擇快速解耦法，點(diǎn)擊“計(jì)算”按鈕后，出現(xiàn)迭代次數(shù)和運(yùn)行時(shí)間對(duì)話框。同時(shí)，分析結(jié)果采用文本文件的格式輸出。為了發(fā)揮圖形界面的直觀性，EDSA軟件還提供了單線圖標(biāo)注功能，即負(fù)荷潮流計(jì)算的各種結(jié)果可選擇性地標(biāo)注到單線圖上，比如節(jié)點(diǎn)電壓的角度、負(fù)荷側(cè)的功率因數(shù)、節(jié)點(diǎn)電壓降、支路功率損耗、支路潮流等等。通過上述潮流分析流程可以看出，采用EDSA軟件進(jìn)行潮流計(jì)算可靠而且方便，是電氣工作者分析系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的一個(gè)有利工具。

EDSA仿真軟件具有良好的交互性及強(qiáng)大功能，它在實(shí)際工程中廣泛應(yīng)用。為了提高《電力工程基礎(chǔ)》課程的教學(xué)效果，做到理論聯(lián)系實(shí)際，可以將EDSA引入到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。這樣，不僅能幫助學(xué)生加深對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的認(rèn)識(shí)，而且可以提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力。EDSA是一款非常優(yōu)秀的教學(xué)輔助軟件，應(yīng)在該軟件的輔助教學(xué)應(yīng)用方面開展積極的拓展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王穎.PWS在電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國電力教育，2012，（6）：100-101，103.

[2]郭涵，金帥軍.MATPOWER在電力系統(tǒng)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].中國電力教育，2013，（19）：65-67.

作者簡介：李慧（1976-），女，湖北隨州人，博士，副教授，主要從事供配電自動(dòng)化、電力電子技術(shù)等方面的教學(xué)和研究工作。

基金項(xiàng)目：本文獲“北京信息科技大學(xué)2011年度課程建設(shè)項(xiàng)目”和北京市屬高等學(xué)校高層次人才引進(jìn)與培養(yǎng)三年行動(dòng)計(jì)劃（2013-2015年）青年拔尖人才培育計(jì)劃（CIT&TCD201304113）資助。endprint

摘要：EDSA是一個(gè)面向?qū)ο蟮碾娏ο到y(tǒng)大型可視化分析和計(jì)算軟件，它具有操作界面友好、可視化、交互性能強(qiáng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。本文介紹了EDSA軟件包的功能特點(diǎn)，并以電力系統(tǒng)潮流計(jì)算為例闡述了EDSA仿真軟件在“電力工程基礎(chǔ)”課程教學(xué)中的應(yīng)用。通過將EDSA引入到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，有利于幫助學(xué)生理解電力系統(tǒng)的基本概念，加深對(duì)系統(tǒng)特性、運(yùn)行狀況的認(rèn)識(shí)，對(duì)教學(xué)有積極的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：EDSA；潮流計(jì)算；輔助教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）19-0069-02

近些年來，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，像PWS、PSASP、MATPOWER、PSCAD、MATLAB-PSAT等電力系統(tǒng)分析仿真軟件已日趨成為電氣工程師的主要應(yīng)用工具。另外，利用電力系統(tǒng)分析仿真軟件作為課堂輔助教學(xué)軟件還有利于幫助學(xué)生理解基本概念，加深對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的認(rèn)識(shí)。美國EDSA公司開發(fā)的電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析軟件包，是一個(gè)功能強(qiáng)大的電力電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)、分析、模擬、控制的綜合性的工具軟件包，廣泛適用于包括太空站、核電站、潛水艇、海上石油平臺(tái)、煉油廠、化工廠、發(fā)電廠、電網(wǎng)、機(jī)場(chǎng)及其空中指揮與管制設(shè)施、醫(yī)院等各種設(shè)施的電力、電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析。該軟件可分析最多包含2000個(gè)節(jié)點(diǎn)和8000個(gè)支路的復(fù)雜系統(tǒng)。該軟件不僅能用于電力系統(tǒng)及相關(guān)領(lǐng)域的工程設(shè)計(jì)與科研，還可用于高等學(xué)校電氣工程及相關(guān)專業(yè)的仿真教學(xué)。本文首先介紹EDSA軟件包的功能特點(diǎn)，然后以電力系統(tǒng)潮流計(jì)算為例，闡述EDSA仿真軟件在“電力工程基礎(chǔ)”課程教學(xué)中的應(yīng)用。該軟件可為電氣工程類的仿真教學(xué)提供參考。

一、EDSA的功能特點(diǎn)

EDSA是由美國EDSA公司開發(fā)的全圖形英文界面的電力系統(tǒng)仿真分析/計(jì)算高級(jí)應(yīng)用軟件。EDSA軟件是全球電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析的標(biāo)準(zhǔn)軟件，也是目前唯一通過ISO9001質(zhì)量認(rèn)證和10CFR50（美國聯(lián)邦法規(guī)核能卷）規(guī)定的電力系統(tǒng)綜合仿真軟件。該軟件擁有直觀及友好的操作界面、強(qiáng)大而完善的計(jì)算分析功能、開放式數(shù)據(jù)庫連接，能對(duì)電力電氣系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、分析、模擬及控制。EDSA的分析應(yīng)用程序與Drafix CAD相組合，并且內(nèi)置了Autodesk公司的CAD引擎，可以讓用戶在進(jìn)行輸入和編輯的過程中輕松地復(fù)制、粘貼和拖拽，非常方便地繪制直流、交流、單相、三相乃至交/直流混合系統(tǒng)。EDSA提供完整的圖形和編輯器，以最簡潔的方式建立單線圖。利用單線圖的編輯工具條，可以圖形化地增加、刪除、移動(dòng)或聯(lián)接設(shè)備；放大或縮??；顯示或隱藏網(wǎng)絡(luò)；改變?cè)O(shè)備大小、方向、符號(hào)或顯示方法；輸入設(shè)備屬性；設(shè)置運(yùn)行狀態(tài)等?？梢园凑詹煌倪B接方式、不同的運(yùn)行要求、不同的負(fù)載狀況、不同的電氣工程參數(shù)、不同的計(jì)算參數(shù)等來設(shè)置或改變系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行各種計(jì)算與分析。EDSA的計(jì)算分析設(shè)計(jì)模塊種類繁多、功能強(qiáng)大，包括諧波分析、潮流計(jì)算、短路計(jì)算、電機(jī)啟動(dòng)、暫態(tài)穩(wěn)定、最優(yōu)潮流、可靠性分析、直流系統(tǒng)分析、地下電纜系統(tǒng)、變電站接地和繼電保護(hù)配合等分析計(jì)算功能。作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的國際一流軟件，目前EDSA軟件產(chǎn)品已在國際上廣泛推廣。在我國，ABB、西門子、北京石化公司、大慶油田設(shè)計(jì)院以及部分高?？蒲性核葐挝欢家殉蔀樗挠脩簟?/p>

二、基于EDSA的潮流計(jì)算仿真應(yīng)用

1.潮流分析步驟。（1）通過菜單欄定義繪圖頁面大小，頁面的文本注解顯示電氣元件（節(jié)點(diǎn)和支路）的位置，CAD頁面上的層的屬性以及這些電氣元件的對(duì)齊方式。在操作過程中唯一需要注意的是電氣元件對(duì)齊方式的選擇，它分為節(jié)點(diǎn)對(duì)齊方式和支路對(duì)齊方式兩種。電氣元件的對(duì)齊方式?jīng)Q定了電氣元件本身放置在CAD的繪圖頁面上的位置和互聯(lián)方式。用戶可以通過集成在CAD界面中的節(jié)點(diǎn)和支路屬性編輯器來查看電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是否正確地被輸入。（2）數(shù)據(jù)輸入。大體可分為四步操作：第一步，確定要放置的電氣元件類型，例如發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)、母線節(jié)點(diǎn)、負(fù)荷節(jié)點(diǎn)、變壓器支路、電纜支路以及斷路器支路等。第二步，確定適當(dāng)?shù)脑骷?duì)齊方式，例如發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)及母線節(jié)點(diǎn)，可以選擇對(duì)齊繪圖紙的網(wǎng)格；將發(fā)電機(jī)和母線節(jié)點(diǎn)互聯(lián)起來的變壓器支路，可以選擇其一端對(duì)齊發(fā)電機(jī)的標(biāo)注點(diǎn)，另一端對(duì)齊母線中點(diǎn)。第三步，將該電氣元件放置在圖紙上合適的位置。第四步，針對(duì)不同的電氣元件輸入相應(yīng)參數(shù)。如發(fā)電機(jī)的參數(shù)有電壓大小、容量以及暫態(tài)和次暫態(tài)電抗等；輸電線的參數(shù)有長度，單位長度的正、負(fù)、零序電抗等等。當(dāng)然，EDSA也提供許多常用的不同規(guī)格的電氣元件參數(shù)，供用戶直接選擇，不必再行輸入。（3）數(shù)據(jù)輸入完畢，調(diào)用Analysis菜單中的Load Flow下的AC命令進(jìn)行負(fù)荷潮流計(jì)算。EDSA仿真軟件提供了好幾種潮流算法，如牛頓-拉夫遜法、快速解耦法、高斯-賽德爾法等等，可根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的算法。另外，分析報(bào)告可以選擇多種輸出格式，如文本格式、自定義的圖文結(jié)合的PDF報(bào)告格式等。針對(duì)仿真分析結(jié)果，如果需要修改，可以直接返回CAD集成環(huán)境作相應(yīng)改動(dòng)。

2.算例仿真。本文以某地區(qū)220kV電力系統(tǒng)為例加以說明。首先搭建如圖1所示的系統(tǒng)，并利用這一系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算仿真分析。

設(shè)備參數(shù)如表1所示。

選擇快速解耦法，點(diǎn)擊“計(jì)算”按鈕后，出現(xiàn)迭代次數(shù)和運(yùn)行時(shí)間對(duì)話框。同時(shí)，分析結(jié)果采用文本文件的格式輸出。為了發(fā)揮圖形界面的直觀性，EDSA軟件還提供了單線圖標(biāo)注功能，即負(fù)荷潮流計(jì)算的各種結(jié)果可選擇性地標(biāo)注到單線圖上，比如節(jié)點(diǎn)電壓的角度、負(fù)荷側(cè)的功率因數(shù)、節(jié)點(diǎn)電壓降、支路功率損耗、支路潮流等等。通過上述潮流分析流程可以看出，采用EDSA軟件進(jìn)行潮流計(jì)算可靠而且方便，是電氣工作者分析系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的一個(gè)有利工具。

EDSA仿真軟件具有良好的交互性及強(qiáng)大功能，它在實(shí)際工程中廣泛應(yīng)用。為了提高《電力工程基礎(chǔ)》課程的教學(xué)效果，做到理論聯(lián)系實(shí)際，可以將EDSA引入到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。這樣，不僅能幫助學(xué)生加深對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的認(rèn)識(shí)，而且可以提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力。EDSA是一款非常優(yōu)秀的教學(xué)輔助軟件，應(yīng)在該軟件的輔助教學(xué)應(yīng)用方面開展積極的拓展。

參考文獻(xiàn)：

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[2]郭涵，金帥軍.MATPOWER在電力系統(tǒng)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].中國電力教育，2013，（19）：65-67.

作者簡介：李慧（1976-），女，湖北隨州人，博士，副教授，主要從事供配電自動(dòng)化、電力電子技術(shù)等方面的教學(xué)和研究工作。

基金項(xiàng)目：本文獲“北京信息科技大學(xué)2011年度課程建設(shè)項(xiàng)目”和北京市屬高等學(xué)校高層次人才引進(jìn)與培養(yǎng)三年行動(dòng)計(jì)劃（2013-2015年）青年拔尖人才培育計(jì)劃（CIT&TCD201304113）資助。endprint