电力系统暂态大致包括以下三个过程：电磁暂态、机一网相互作用和机电暂态。这三个阶段既是相互区别，又是相互联系相互影响的。由于电力系统各元件以及元件各部分的时间常数与作用域各不相同，因此传统上根据仿真的不同目的和元件的动态特性，选择适合某一阶段的仿真模型和算法，只针对其中的部分过程进行仿真。在一定研究范围内，采用这种方法的仿真结果是简单、可信的，因而长期以来被广泛采用。但是，随着电力系统的不断发展，规模日益扩大，结构日益复杂，仿真的任务也由单一简单的问题向复杂、多元化发展。单纯考虑系统部分暂态特性的算法己越来越难以满足仿真研究的要求，只采用单一、固定的模型对暂态过程的某一阶段进行计算是不够精确可靠的，因此需要对暂态全过程仿真研究。
建立同步发电机的自适应模型是暂态全过程仿真的重要部分之一。由于发电机是同步旋转元件，所以其自适应模型较电力系统其他静止元件复杂得多。对于发电机的暂态全过程仿真国内外学者进行了大量的研究。通过分别建立发电机与准稳态模型网络的暂态模型的接口，解决系统暂态全过程仿真的问题，这是很有创意的。但仍存在以下问题：仍然将暂态过程割裂为不同阶段，发电机模型只是各阶段的组成部分。实际上仅把电磁暂态、机一网相互作用和机电暂态的仿真方法联接，并未对元件形成统一的算法。而且模型与算法的变换多依靠经验决定，缺乏科学、精确的判据，这样的仿真结果不够准确、可靠。
这些仿真仍然是面向过程的仿真而不是面向对象的仿真。面向过程仿真的模型转换是针对系统过程而不是元件对象的，这样就无法根据元件的状态自适应地变换模型，同时存在可读性、模块性、扩充性差等缺点，难以实现全过程的统一仿真。用这种智能化的仿真模型可以在确保精度的同时，大大提高仿真的速度。同时，由于机械部分的时间常数较大，可在系统频率变化不大时预测校正考虑，系统处于振荡、失步等频率变化较快时联立同步求解。从上述思想出发，应用面向对象的仿真技术可形成适合暂态全过程仿真的发电机自适应模型。
3面向对象的发电机自适应模型本文针对以上问题提出了基于发电机状态变量变化特点的自适应变换判据，应用面向对象技术将适用不同阶段的各类发电机模型相结合，形成了同步发电机的暂态自适应仿真模型。
2发电机自适应暂态模型的思想bookmark4为建立发电机暂态全过程的仿真模型，就需要计算包括电磁暂态、机-网相互作用和机电暂态在内的暂态全过程。在仿真过程中根据系统所处状态和电量的变化特点，自适应地变换元件模型及计算步长，以保证精度的同时合理简化计算。
以有阻尼发电机空载三相短路故障暂态为例进行的分析，可以求得定子a相电流的解析解其中包含有强制分量和自由分量。强制分量发电机自适应模型的研究是从精确反映电磁暂态而认为转速t不突变的转子四阶（三阶）模型出发的，这种模型适合于无系统振荡（发电机转速t变化不大）的故障初瞬态仿真研究。通过对衰减分量的分析，逐步简化仿真模型，直至形成适合机电暂态研究的只计转子绕组动态和定子绕组准稳态的仿真模型。在此过程中，如系统再次发生扰动（再次故障或开关操作），需重新切换为转子四阶（三阶）模型或考虑转速t突变的系统振荡模型。
为真正实现对电力系统整个暂态过程的自适应仿真必须使每个元件根据各自的状态智能地变换模型。这样传统的面向过程的仿真方法就很难胜任，因此本文对元件（同步发电机）采用了面向对象技术建模。同时，面向对象的模型还有可读性、模块性、可扩充性的优点。
同步发电机自适应模型的基类CGeneratoi提供了统一的对外接口和公用函数，无具体实例。由基类CGenerator派生出的子类主要有以下几种CGeneratoi子类1考虑定子暂态和阻尼绕组的发电机电磁暂态模型。包括适用于汽轮机的转子四阶模型（子类1.1）和适用于水轮机的转子三阶模型（子类1.2）。以转子三阶模型为例是不会发生衰减的，而自由分量则随时间而衰减，且衰减的时间常数很小。
其他类型的发电机暂态过程具有类似的特点，因此我们可在故障发生的初瞬间详细考虑定子绕组的电磁过程，待自由分量衰减到足够小时，将模型电势、磁链方程和米用Park坐标变换将上定子部分dq0坐标方程变换为abc系统描述采用坐标变换将发电机定子部分方程变换到同步旋转坐标xy中，以便与发电机出口的网络方程连接。
转子方程功率及力矩方程根据以上方程应用综合友模法，可得到发电机故障初瞬态模型，该模型精确考虑了电磁暂态过程。
阻尼绕组的暂态模型。由于同步发电机的定子暂态分量和阻尼绕组分量的时间常数很小，是快速衰减的。当某分量衰减到足够小的时候，相关部分就可以忽略不计。由子类1逐步消去相应部分形成的子类21、子类2.2……，最终可以得到不包含定子暂态和阻尼绕组作用的转子一阶模型，其电势、磁链方程描述如下为仿真不对称系统以及多重不对称操作，网络的准稳态模型仍采用abc坐标系统，设发电机出口的网络方程为称）连接的转子动态模型。当系统过渡到准稳态后，非工频分量衰减到很小，网络中的电量己基本为基波分量。这时就可以忽略网络的暂态过程，采用复数导纳阵的代数方程对网络进行描述。这时只计及发电机的转子动态，对发电机采用微分方程描述，这样机-网接口就要作相应变化。
发电机定子暂态是由代数方程描述的，其他部分（如转子励磁绕组、转子运动方程等）由微分方程描述。将发电机方程用前面的方法差分化并使定、转子方程分开再将发生故障的初瞬间接口方程。通常情况下转子运动方程时间常数较大，系统频率变化不大时可采用预测-校正算法。但当系统发生复杂故障的情况下，频率变化较快时（如系统振荡）发生故障，忽略频率变化会带来很大误差。因此本文对这种情况采用了将转子运动方程联立求解的发电机同步模型。
跃变量模型。本文采用的是隐式梯形法建模，该方法数值稳定性好、计算简单且精度较高。但由于故障发生前后电感电流和电容电压不发生突变，梯形法会造成数值振荡，因而本文采用频谱补偿的欧拉法进行跃变量计算：4.其中包括子类1相应的跃变量模型（子类6.1）和子类5相应的跃变量模型（子类6.2）。
实际仿真中，同步发电机暂态自适应模型的转的历史。值得到子类2的初值alEleetroniepublishg暂态全过程仿真|对发电机自适应暂态模型进4子类间变换的接口判据与初值为实现CGenerator类的自适应变换，需要制定准确、合理的接口判据。以往的变模型仿真研宄通常是根据经验在固定的仿真时刻切换，这样做是很不精确的。一方面，如果模型切换过早，相应的暂态分量仍然较大时，会造成非原形的扰动与振荡；另一方面，为避免上述问题而切换过晚，则会增加计算量。因此本文根据发电机状态变量的变化规律，提出了自适应变换的准确判据。同时，由于各子类模型不同，变化时需要重新确定初值。
41子类6 1―子类1和子类62―子类5的变换上面两类变换十分相似，都是由故障初瞬间的跃变量模型向精确计及电磁暂态过程的发电机模型过渡。不同的是前者不考虑转速的变化，后者将反映转速变化的转子动态方程同步求解。由于跃变量模型与精确计及电磁暂态过程的发电机模型等值电路相同，只有数值积分方法不同，具有相同的变量，因此只要简单的将历史值作为仿真初值即可。
4.2子类1―子类2的变换这个变换过程是简化发电机模型的阻尼绕组和变压器电势的过程，变换的判据分别为阻尼绕组电流和磁链的变化率。由于子类2是子类1的简化，所有变量都是子类1的子集，因此仍然可由子类1 4.3子类2―子类3的变换由于和发电机模型子类3接口的网络不计网络暂态，因此这个变换要求系统基本为基波分量。通过Fourier变换可得到基波的幅值与相位，若机网接口处三相电压、电流在连续若干次相关分析中基波幅值与相位变化很小，则可忽略网络暂态，同时将该电压、电流矢量作为定子绕组初值。对于转子动态等部分，子类3与子类2相同，故可将子类2的历史值继承作为子类3的初值。
4.4子类3―子类4的变换子类3*子类4的变换是在系统发生对称或不对称故障切除的前提下进行的，要求系统三相完全对称。由于三相对称，子类3中a相的向量就是子类4中的综合向量，即=其他部分初值与子类3相同。
4.5子类2―子类6的变换当发电机处于子类2阶段时系统再次发生故障或开关操作，发电机需要采用跃变量模型（子类6）。子类2是逐步简化的，当处于任一阶段时发生换路，阻尼绕组和变压器电势尚未简化的部分历史值就是子类6的初值，己简化部分的阻尼绕组电流和变压器电势初值为0.发电机的其他部分初值也可由历史值继承得到。
4.6子类3―子类6和子类4―子类6的变换由于发电机处于子类3阶段时网络不计暂态，基本上是基波分量。这样就可以由机一网接口的矢量得到基波的瞬时值，并将其作为子类6的初值。
从前面的推导可知，a为a相超前x轴的角度，基波电压矢量为U=ReU+j/mU则a相的瞬时值为ua +sinalmU同理，可得到发电机出口处三相电压、电流的瞬时值作为子类6的初值。变压器电势和阻尼绕组电流的初值为0，其他部分可由历史值继承得到。子类4*子类6的变换可用类似方法得到综合矢量表示电压、电流。
5仿真为华中电网500kV简化系统图。
设葛洲坝一凤凰山371km500kV线路距葛洲坝约30%发生A相单相接地短路。葛洲坝侧断路器0.09s、凤凰山侧断路器01s分别动作切除故障线路。0.61s自动重合闸，重合于永久性故障后上述暂态过程包括多次故障和开关操作，历时1s左右，是跨越多个暂态阶段的复杂过程。
为葛洲坝出口变压器系统侧A相电流波形和葛洲坝一冈市发电机功角波形。其中，（）为采用EMTP的发电机暂态模型的仿真结果13；（b）为采用文中自适应模型的仿真结果（为便于比较，矢量结果均转化为瞬时值）（）为葛洲坝一冈市发500kV系统图电机的功角差。比较（）和（b）可以看出，采用自适应模型计算的电流波形反映了功角的变化，较EMTP的计算结果具有更高的精度。同时，计算的时间复杂度也较EMTP大大降低一以上算例仿真时间比为：0.47：1.该模型尤其适合系统振荡下的电磁暂态仿真以及复杂故障考虑电磁暂态过程影响的暂态稳定仿真。
也随时间非正弦变化。电源电压正弦供电时，若忽略定子漏阻抗压降，定子绕组的感应电势也为正弦，切割线圈边A处的磁密也随时间按正弦变化，根据磁滞回线可以画出与磁密对应的磁通势波形如，波形出现畸变。由于磁场由超前一相向滞后那一相方向旋转，故Fy滞后Fa60*由式（16）可计算得A相绕组随时间变化的电流波形，如。所得的波形与试验和仿真波形相近，说明空载电流在一个正或负半周期内不对称该半周期的中心线，是由磁滞引起的，本文的模型可以处理包括磁滞在内非线性问题。另外从中可见，空载电流滞后电势较大，表明空载时功率因数低；而负载时，定子电流增加了有功分量，使电流波形接近正弦，且电流与反电势的相位差也减小，功率因数提高。
线圈边A、Y处的磁密及磁通势和A相定子相电流波形6结论引入一个非线性磁链对线性磁链导数的因子，将非线性电机系统进行线性化处理。应用电机空载试验及数值分析方法，给出了试验求取非线性磁链对线性磁链导数的因子的方法，在abc基本坐标系上建立起能够反映包括磁饱和、磁滞等在内非线性动态的、新型的电机数学模型，并根据此模型进行仿真仿真结果与电机变化趋势相符。电机为正弦电源供电时，由于磁滞的影响，使得电机空载电流波形在一个正或负半周期内，波形不对称于正或负半周期的中心线。仿真的空载电流波形与电机空载试验电流波形相近，且都具有这种不对称的特点。