DIgSILENT PowerFactory 培训大纲

 

本课程分三个专题选修，如下：

 

课程级别：基础入门

目标学员： 初次接触 PowerFactory 的电气工程师、研究人员或学生。
前置要求： 具备电力系统基本理论知识（如潮流、短路）。

• 模块一：软件概述与基本操作

  • DIgSILENT 公司及 PowerFactory 软件开发历史介绍

  • 软件安装与许可配置

  • 用户界面导航：项目管理器、数据管理器、工作区窗口

  • 理解 PowerFactory 的数据结构：类型 (Type) 与 元件 (Element) 的区别

  • 数据库操作：库 (Libraries)、算例 (Study Cases)、变种 (Variations) 和版本回滚 (Rolling Back) 的概念

  • 图形化编辑器：绘制单线图 (Single Line Diagram)

• 模块二：基础建模

  • 创建新项目与导入/导出网格数据（*.dz, *.pfd 文件格式）

  • 关键元件建模：母线、交流线路、变压器、二绕组/三绕组变压器、负荷、同步发电机、外部网络

  • 基本数据输入技巧与参数设置

• 模块三：潮流计算

  • 潮流计算的基本原理与用途

  • 执行第一个潮流计算：设置计算条件

  • 结果分析：电压幅值/相角、线路/变压器负载率、功率损耗

  • 数据与结果的可视化：在单线图上着色与标注

• 模块四：短路电流计算

  • 短路计算标准概述（IEC 60909, IEEE Std. 等）

  • 设置短路故障类型：三相短路、单相接地、两相短路等

  • 计算最大与最小短路电流

  • 解读短路电流报告与校验设备开断能力

 

课程级别：专题进阶

目标学员： 已完成基础培训，需要针对特定领域深入研究（如保护、新能源接入）的工程师。

• 专题一：高级组件建模与保护协调

  • 保护设备建模：电流互感器 (CT)、电压互感器 (VT) 的建模与配置

  • 保护功能实现：

    • 过流保护（定时限 DMT 与反时限 IDMT）

    • 距离保护（Mho圆、多边形特性）

    • 差动保护（变压器/母线差动）

  • 保护协调分析：

    • 绘制时间-过流曲线 (TCC 曲线)

    • 熔断器与重合器的配合

    • 创建 R-X 图和时间-距离图进行距离保护整定

• 专题二：电能质量与谐波分析

  • 谐波分析基础：谐波源识别、谐波畸变指标 (THD, HD)

  • 频率扫描：阻抗频率特性分析，识别网络谐振点

  • 谐波潮流计算：定义谐波源（平衡/非平衡频谱），评估电压/电流畸变率，依据 IEC 61000-3-6 进行评估

  • 滤波器设计：单调谐、高通滤波器设计与校验

  • 闪变与三相不平衡：基于 IEC 61400-21 的闪变评估，电压不平衡度计算

• 专题三：动态建模与暂态稳定 (含 DSL)

  • 时域仿真介绍：RMS（机电暂态）与 EMT（电磁暂态）仿真的区别与应用场景

  • DIgSILENT 仿真语言 (DSL) 入门：

    • DSL 语法基础：变量类型、特殊函数

    • 图形化建模：通过框图搭建控制模型（如 AVR、调速器）

    • 模型初始化原理与条件设置

  • 发电机控制系统建模：电压调节器 (AVR)、电力系统稳定器 (PSS)、调速器 (Governor) 模型

  • 暂态稳定仿真：

    • 设置故障事件（如三相短路、线路跳闸）

    • 观察功角摇摆、频率波动和电压恢复过程

 

课程级别：高级应用与自动化

目标学员： 需要进行大规模电网计算、自动化处理或二次开发的资深专家。

• 模块一：脚本与自动化 (Python)

  • Python 环境配置：安装 Python 解释器并连接 PowerFactory

  • PowerFactory Python 模块 (pfd) 基础：建立通信、获取/修改对象属性

  • 自动化批量计算：编写脚本批量修改参数、执行潮流/短路计算并提取结果

  • 数据后处理：利用 Python 库（如 Pandas, Matplotlib）进行高级数据分析与绘图

• 模块二：最优潮流与可靠性分析

  • 最优潮流 (OPF)：目标函数设置（网损最小、发电成本最低），约束条件定义

  • ** contingency 分析（N-1 校验）**：自动扫描预想故障集，筛选过载/电压越限

  • 可靠性评估：基于序贯/非序贯蒙特卡洛模拟的可靠性指标计算

• 模块三：新能源与储能系统建模

  • 风电场/光伏电站建模：聚合模型与详细模型，低电压穿越 (LVRT) 特性

  • 储能系统 (BESS) 建模：电网形成 (Grid-forming) 与电网跟随 (Grid-following) 控制策略

  • Modelica 接口简介：利用 Modelica 语言扩展自定义元件模型

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