SimuNPS-FD
一、软件定位
SimuNPS-FD是科梁科技面向新型电力系统宽频振荡问题研发的频域建模与小扰动稳定性分析软件，聚焦于新能源并网、柔性直流、跟/构网型变流器、电力电子装备及复杂交直流混联系统等应用场景，通过频域特性建模、小信号分析、扫频计算等对装备级、园区级和系统级宽频振荡问题进行复现、定位、风险评估和抑制策略验证。
随着新型电力系统中新能源渗透率持续提升、电力电子设备大规模接入、交直流混联结构日益复杂，宽频振荡问题已成为制约系统安全稳定运行的关键挑战。传统基于时域仿真的分析方法难以高效覆盖多工况下的综合性研究，且难以对振荡机理进行定量解析与源定位。传统基于频域建模的分析方法多聚焦于单输入单输出阻抗判据，在多端口强耦合场景下适用性显著受限；基于网络全阶节点导纳矩阵的方法虽原理上能给出稳定性二元结论，却面临全系统高阶特征方程极点精确求解困难及缺乏振荡源定位能力的瓶颈。基于阻抗网络及广义奈奎斯特判据的频域分析方法通过建立系统的导抗模型，在宽频范围内定量评估稳定裕度、识别振荡模式、定位振荡源，是解决新型电力系统宽频振荡问题的关键。
SimuNPS-FD以频域建模与定量稳定性分析为核心，提供图形化建模、扫频、等效导抗计算、导抗数据导入、基于在工程应用中，软件重点强化三项能力：支持机理模型和数据驱动模型的混合建模方式以灵活构建频域模型；支持多端口网络的系统级宽频振荡分析，以覆盖各端口间的相互耦合特性；支持多工况的批量计算与自动化分析以帮助用户全面评估振荡风险。
SimuNPS-FD是面向含海量异构电力电子设备的新型电力系统宽频振荡问题的专业分析系统，利用它不仅可以判断是否有振荡及振荡频率，还能给出振荡风险裕度并定位振荡扰动源、系统级稳定性评估、多工况振荡风险分析以及事故反演分析，帮助不同用户--无论是设备厂商、设计院、科研机构还是电网公司--独立完成各自职责范围内的频域建模与稳定性分析任务并与上下游便捷交付。
二、核心能力
1.混合频域建模能力
软件提供图形化频域系统网络建模环境，在图形化框架基础上，软件同时支持基于解析模型的机理建模和基于导纳数据的数据驱动建模。机理建模解析模型利用设备物理几何参数、电气参数、控制结构和物理方程等直接构建导抗传递函数，用户可通过拖放式操作从元件库中选择所需模块，输入参数后按照系统拓扑快速搭建模型。数据驱动建模则通过导入时域扫频结果或利用AI赋能导抗辨识技术基于实测数据训练生成等效导抗模型。两种方式可在同一工程中混合使用，适配不同精度层级和建模场景，显著扩展频域分析的工程适用性。
2.扫频能力
软件与SimuNPS-EMT电磁暂态模型可有机融合，也可以兼容其他主流电磁暂态仿真工具(PSCAD、Simulink)的电磁暂态模型导入，通过预设命名规则自动识别用户标记的端口与控制元件。用户可通过配置端口类型(电压/电流源)及幅值以指定运行点，并为控制元件指定参考值以改变运行工况。系统自动执行多端口、多工况组合下的扫频任务，输出频率、导纳实部/虚部、幅值、相位等完整频域数据集。可通过FlexTest自动测试工具实现并行加速。同时，支持对导抗数据进行负阻尼频率区间提取、感性/容性导抗频率区间提取等功能。
3.等效导抗计算能力
软件提供了便捷的端口等效频域导抗计算功能，解决了从复杂网络模型中快速获取特定端口频域特性的难题。用户在画板中指定电气节点后，即可直接获得用于小信号稳定性分析的场站/区域/无源网络等端口等效频域导抗矩阵，并可保存为自定义元件以便复用。
4.稳定性分析能力
软件支持用户通过指定连接节点快速划分。软件可基于各元件的设定运行工况自动穷举所有组合，形成完备的系统工况列表；软件与SimuESA融合，通过潮流计算进一步校核工况合理性。软件内置基于行列式和特征值的两种广义奈奎斯特判据。基于行列式的判据可以快速定性判断系统稳定状态、定量计算系统稳定裕度、估计系统振荡频率及风险频率；基于特征值的判据可以进一步分析振荡模态、定位各研究系统对振荡的参与因子及灵敏度，为振荡源识别和策略优化提供定量依据
5.结果可视化与分析能力
软件与FlexScope和FlexAnalysis有机融合，提供结果可视化与数据分析能力。可通过伯德图从幅值/相位、实部/虚部、频率轴线性/对数等不同角度查看不同数据来源的导抗/阻抗数据并支持手工标注关注区间，可通过稳定性状态图查看多工况的稳定性概况，可通过奈奎斯特图及参与因子/灵敏度条形图查看和记录稳定性分析结果。
三、典型应用
SimuNPS-FD服务于新型电力系统中各宽频振荡典型场景：新能源并网、海上风电、高压直流输电、数据中心供电等。
在新能源单机并网场景中，可利用SimuNPS-FD在并网前精准检测单机、新能源场站端口在全频段的导抗特性，提前评估潜在振荡风险，为控制参数设计与滤波方案优化提供明确依据，从而规避现场谐振事故，保障并网系统的安全稳定运行。分析和测试结果可作为稳定并网技术依据。
在海上风电经柔直送出场景中，可利用SimuNPS-FD动态评估新能源出力波动下的系统宽频振荡稳定特性，精准界定安全运行域，为规划方案优化和运行方式调整提供定量依据，保障系统持续稳定运行。
在算力中心接入系统场景中，可利用SimuNPS-FD对海量算力接入场景进行复杂频域建模，实时评估算力中心接入点的导抗特性与振荡风险，为算力供电单元控制参数调整与滤波方案优化提供定量依据，保障算力供电稳定可靠。