它主要用于研究电力系统的整体特性和元件特性、电力系统和控制系统的相互作用，验证新的系统理论和控制理论在电力系统中的应用，考验新的继电保护和控制装置以及新的技术措施等。由于在真实的电力系统上进行上述试验受到很大限制，有时甚至是不可能的，因而必须采用仿真装置作为试验工具。2007年，中华人民共和国国家发展和改革委员会对中国电力科学研究院的“电力系统仿真国家工程实验室”授牌。该实验室由电力系统动态模拟、数模、混合仿真及电力市场环境下的运行及安全监控等基础设施组成，开展电力系统规划、电网安全稳定运行中的重大关键技术的试验研究和相关技术开发。

电力系统仿真装置按所采用仿真原理的不同分为物理仿真装置和数学仿真装置两类。

又称为物理模型或物理模拟装置。习惯上称作电力系统动态模拟试验装置中的主要部分是物理模型，即采用小型同步发电机作为大型同步发电机的模型，采用小型变压器作为大型变压器的模型，采用T型或Π型网络元件组成的链式电路作为输电线模型。这些模型都是专门设计的。上述模型元件按电力系统的接线图连接组成模型电力系统。物理模型中的现象或过程与实际系统（或称原型）中的现象或过程具有相同的物理属性。除电力系统动态模拟外，高压直流输电模拟装置等数模混合型仿真装置中的网络模拟也基本属于物理仿真的范畴。严格地说，电力系统动态模拟的试验装置并不是纯粹的物理模型，而是物理-数学混合模型，其中发电机采用物理模型，原动机、调速器等采用数学模型，输电线路模型并非按实际线路成比例地缩小，而是描述实际输电线路电气量变化数学模型的物理实现。

在这类装置中的现象或过程与实际系统（或称原型）中的现象或过程具有不同的物理属性，但两者的数学描述是相同的。数学仿真装置中按计算机应用类型和程度的不同又可分为模拟、数字、数字-物理模拟混合式3种。

①仿真装置中以连续变化的物理量（通常是电压）表示数学关系式中变量的计算机称为模拟计算机。模拟计算机中最主要的运算部件是直流运算放大器。模拟计算机是一种并行计算工具，适合于解微分方程，求解速度很快。除了通用模拟计算机外，还曾有专用的电力系统模拟仿真装置，它们也是由运算放大器组成的。

②以通用数字计算机或数字计算机器件为主体构成的仿真装置称为数字仿真装置。硬件设备除了计算机外还有接口和输入/输出设备，例如，控制盘和显示终端。软件中最重要的是电力系统模型计算软件和接口软件。以一个微处理器进行模型计算的仿真装置是串行工作的，以多个微处理器同时进行模型计算的仿真装置是并行工作的。以多个微处理器并行仿真电力系统中各元件，按电力系统接线图接口，以及采用通用高性能集群计算机和电力系统并行计算方法分块仿真电力系统，均可构成全并行工作的数字电力系统仿真装置。前者如电力系统实时数字仿真装置^[注]（RTDS），后者如电力系统全数字实时仿真装置^[注]（ADPSS）。

③数字-物理模拟混合仿真装置是由通用数字计算机和物理模拟元件混合组成的电力系统仿真装置。为了达到实时仿真的目的，混合仿真中电力系统的同步发电机及其控制系统、动态负荷等动态元件一般采用计算机数字仿真，而数字计算耗时的电力网络以及难以精确模拟的电力电子设备和直流输电系统等则以物理模型表示。

主要有：①仿真装置中物理量的变化规律必须和真实系统中对应的物理量变化规律一致，或者说，模型中的物理量和真实系统中对应的物理量成一定比例关系，因此可以从模型试验得到的物理量折算出真实系统中的物理量。②设计物理模型应遵循相似理论，模型中各元件的设计都应符合该种元件的相似判据。③设计模拟模型^[注]时应使模型的标幺值微分方程或传递函数与真实系统的标幺值微分方程或传递函数相同。④设计数字模型时，应遵循仿真算法，所得离散化模型应能代表连续系统模型。

由于设计仿真装置时一般都忽略一些次要因素，工程上使用的仿真装置都是近似的、不完全的、相对的，要求做到精确的、完全的、绝对的仿真既不可能也不必要。通常称作电力系统动态模拟的物理模型适合于研究电力系统的机电暂态过程（见图）；用于探索尚未完全了解的现象，校验其数学模型，试验继电保护和自动装置等。数模混合仿真装置可以用于实时仿真，研究规模较大的交直流混合电力系统的动态性能和控制、保护系统。随着计算机硬件和软件技术的发展，基于计算机多处理器、多核技术和并行计算技术的电力系统实时数字仿真装置得到迅速发展，已经用于大规模电力系统的运行研究和试验。

电磁暂态和机电暂态混合仿真技术