SimuNPS-ESA

一、软件定位

SimuNPS-ESA(Electrical Steady-State Analysis)是科梁科技面向电力系统稳态运行分析自主研发的基础仿真软件。软件以统一电网模型为基础，以专业计算为核心，以工程决策支撑为目标，提供潮流计算、短路电流计算、谐波潮流分析、N-1静态安全校核等基础能力，用于评估系统运行状态、设备容量、供电安全和电能质量，并为电磁暂态、动态全过程及实时仿真提供可信的初始运行点。

随着新能源、电力电子设备、数据中心和复杂工业负荷大量接入，电力系统稳态分析已不再局限于传统潮流计算，而需要综合考虑网络结构、设备参数、运行方式、谐波特性及安全约束。SimuNPS-ESA面向输配电网、工业园区、数据中心、新能源场站和综合能源系统，重点解决电压越限、设备过载、短路电流超标、谐波超标、无功配置不合理及供电可靠性不足等工程问题。

软件围绕工程人员的实际工作流程设计，通过统一模型实现“一次建模、多场景复用、多专业共享”，支持规划方案、运行方式、设备扩容、新能源接入、负荷增长及谐波治理等多类任务。各计算模块既可独立使用，也可相互衔接，并与SimuNPS-EMT、SimuNPS-MTDEX、SimuNPS-FD、SuperPlan、SuperOperation等产品共享模型、参数和工况，为进一步开展时域、频域、多时间尺度动态分析以及高级应用提供基础。

因此，SimuNPS-ESA并非若干稳态计算功能的简单组合，而是面向工程规划、设计校核和运行分析的技术依据和基础计算工具。

二、软件总体架构

SimuNPS-ESA采用“应用+核心计算与服务+统一模型”的三层架构。架构既保证了用户侧建模、仿真、分析和工程管理的易用性，也保证了底层求解算法、数据管理、接口扩展和系统调度能力的可维护性与可扩展性和灵活组合能力。

应用层面向工程业务流程，提供从数据导入、图形化建模、参数配置、方案管理、工况组织、批量计算到结果展示和方案决策的完整操作环境。

核心计算与服务层提供电力系统稳态分析所需的专业算法与通用服务。用于评估电压水平、线路和变压器负载率、网损、无功分布和运行约束；用于计算短路电流，支撑设备开断能力校核和保护整定；用于评估谐波电压、谐波电流、谐振风险、畸变率、谐波治理效果及电能质量等一系列稳态分析功能。

统一数据层以标准化电力系统数据模型为基础，组织网络拓扑、设备参数、工程对象、运行场景和计算结果，使不同分析模块共享同一套数据来源，支撑不同分析模块共享同一套网络拓扑、设备参数、运行工况和项目数据。典型对象包括：母线、线路、电缆、变压器、开关、负荷、电机、发电机、逆变电源、无功补偿设备、滤波器等一次设备；电压等级、区域、站所、馈线、园区、数据中心供配电单元等工程组织对象；正常运行、检修、扩建、负荷增长、新能源接入、设备替换等典型运行场景；不同计算任务对应的工况、参数集和结果集。

三、软件核心能力

SimuNPS-ESA的核心能力为“统一建模能力、工程场景管理能力、专业计算能力”。

1.统一建模能力

通过统一模型，实现一次建模多场景复用，多分析共享，支撑多类稳态分析，避免不同模块重复建模、数据不一致和结果难以追溯的问题。用户可在同一项目模型上完成潮流、短路、谐波、电能质量和马达启动等系列分析，可以无缝衔接SimuNPS系列产品，为深入分析提供。

2.工程场景管理能力

系统支持多场景、多工况、多方案管理，能够覆盖规划设计、运行方式调整、设备扩容、新能源接入、负荷增长、滤波器配置、电机启动方案比较等典型工程任务。

3.专业计算能力

软件围绕工程应用所需的核心计算能力进行设计，强调计算结果的准确性、稳定性和可解释性。各模块既可独立使用，也可形成联动分析。例如潮流结果可作为谐波分析和动态计算的基础工况，短路结果可支撑设备选型和保护配置。系统能够自动识别电压越限、设备过载、短路容量不足、谐波超标、谐振放大、电压跌落过大等典型问题，并支持将计算结果转化为工程人员可理解的风险提示和整改依据。

四、软件典型应用

SimuNPS-ESA作为科梁科技研发的具有自主知识产权的稳态分析软件，是SimuNPS一体化平台的基础和有机组成部分。帮助用户在工程实施之前发现问题、评估风险、验证方案和优化设计，将经验驱动的工程决策逐步转变为数据驱动的工程决策。

作为SimuNPS仿真系列的基础核心产品，可与其他产品共同支撑的典型应用场景包括：

1、配电网规划设计：用于配电网络规划与扩建分析，回答新建变电站是否必要、新线路如何接入、电压是否满足要求、短路容量是否超限。

2、新能源接入评估：用于风电、光伏、储能接入分析。评估接入容量上限是多少、是否引发电压问题、是否有谐波超标风险、是否需要无功补偿。

3、工业园区供配电设计：用于工业负荷集中区域设计分析，回答变压器容量是否合理、大型电机能否直接启动、开关设备是否满足短路要求、保护是否正确配合。

4、数据中心与智算中心建设：用于高可靠供电系统分析，回答电源架构是否合理、UPS整流负荷谐波影响如何、系统是否满足N-1要求、扩容后是否需要增容改造。

5、电能质量治理：用于谐波和电压质量问题分析，回答谐波源在哪里、是否存在并联谐振、滤波器如何配置、治理效果如何评估。

6、设备选型与工程校核：用于设计院和工程公司项目设计，回答电缆是否满足载流量要求、开关设备开断能力是否足够、变压器是否需要扩容、保护定值是否合理。

对于规划设计单位、电网企业、工业企业、新能源开发商、数据中心建设运营单位，SimuNPS-ESA可作为工程稳态分析领域的基础工具软件。