电力系统仿真软件的重要性就不介绍了，主要是电力系统很难像别的行业那样大量做实验，仿真是很多时候唯一的选择。在70年代，电力系统的仿真算法和第一批仿真软件就出现了。从那时候起，基础的仿真算法改进的并不多，但仿真的实现形式已经有过几次变革。我把电力系统仿真软件的发展分为3个阶段：

（1）上古时期，主要采用Fortran语言来编写代码，那个时候软件工程的概念还没有深入人心，全局变量满天飞、函数传入参数几十个，都是常见的事情。这时期的软件有个显著问题：算法与存储难以分离。你在某个内存数据库下开发程序，那这个程序就绑在了这个内存数据库下面，很难移植到别的地方。

直到今天，很多单位还是有很多Fortran遗留代码，比如说PSCAD/EMTDC的核心程序，还是Fortran的(至少直到4.2.1版本还是如此)。电科院系统所的一些软件核心程序，目前也还是Fortran的。

（2）近代，从大约90年中后期开始，面向对象的软件设计思想深入人心。把电力系统仿真程序用面向对象的思想设计或重构，成了一种趋势。比如说，周二专倡导电力系统仿真软件的面向对象设计，他的InterPSS项目实现用的是JAVA；汤涌开发的全过程动态仿真程序，直接使用C++。很多单位把旧的Fortran逐渐改为C++代码，但是有的不彻底，仅仅是改变实现语言，软件结构并没有重构。有的单位改造的很彻底，彻底采用面向对象和软件工程的思想进行重构，结果是生产力的大幅度提高，不再像过去那样每个人只能负责软件中极小的一个模块。

这时期的仿真软件仍然有自己的问题：1）灵活性不够，尤其是用户自定义功能偏弱（当然每个厂家都会吹嘘自己的软件是很开放的、可定制的）；2）没有充分利用整体软件行业的进步，例如稀疏矩阵求解、优化问题求解等，可能是自己实现，而没有采用计算机行业的最新成果。

（3）现代，随着应用数学、软件技术的进步，特别是人工智能和大数据的发展，电力系统仿真软件必然进入新的历史时期，由于相关技术还在快速发展中，我在这里提出几点特征：1）软件具有动态特性，这样可以更灵活的满足需求，这在过去是不可想象的。过去的电力系统还是当成一个比较确定性的系统，低压直接等值为负荷。现在，各种新能源、储能、市场的发展，仿真场景一定是快速变化的。怎样提高仿真软件的快速演变能力，是在未来变得十分重要。可以直接在Python上实现仿真（当然需要与C/C++混合编程），也可以采用C++11以后的新标准，加强软件结构变化的灵活性。2）通用技术直接采用国际上的高性能库，而不是自己实现。这在我之前的博客也强调过多次了。专业软件主要是处理本行业的需求，而不是什么都自己做。3）在人机界面方面，可以尝试外包，厂商专著于自己的核心算法。现代前端技术的发展，特别是HTML5等技术，做出来的界面，已经可以把传统仿真软件的界面打成老古董了。

在这里提一个观点：Tensorflow的编程思想很值得新一代电力系统仿真软件借鉴。Tensorflow把机器学习全过程抽象为图，其中数据流(不是数据本身)抽象为边，数据的操作为节点。用户把计算图建好后，真正的计算还没开始呢！这是一种结构先行的思路，具体的算法实现与算法结构分离。大部分应用开发人员只需要建立结构，就像搭建积木一样，而不需要深入算法实现的细节。

电力系统是传统行业，不像互联网那样变化剧烈。但是新的历史时期，尤其是算法技术快速发展的时代大潮下。有可能出现电力系统仿真软件的创新性公司，打破原有厂商的垄断。特别是以RTDS、PSCAD为代表的国外仿真厂家，至少以后在中国的市场可能会遇到严峻的挑战。