由于计算机硬件性能的不断提高、软件技术的发展，主要包括大规模稀疏矩阵的数值计算、高级编程语言和计算机图形化等，电力系统数字仿真在过去半个世纪取得了巨大的发展。目前，越来越多FACTs等电力电子装置接入到电力系统中。同时，世界主要国家都在积极推动可再生能源(目前主要是风能和太阳能)的发展。在此背景下，电力系统仿真领域主要面临以下四方面挑战：1)需要灵活的模型扩展或自定义能力以对这些新模型进行准确建模；2)对大规模电力系统进行有效分析和控制需要能快速(近实时，甚至实时)仿真的能力；3)已有仿真算法能够灵活扩展以研究新的模型和物理情景；4)智能电网下传统电力系统与信息系统将融合成一个信息物理系统(Cyber-Physical System)，因此，需要考虑信息系统与电力系统的互动并对对整个系统的动态特性进行仿真和分析，这也意味着电力系统仿真仅为其中一个环节，且从更高层面要求仿真软件具备足够的开放性。由于代码遗留和相对落后的实现技术等因素制约，现有大部分商业仿真软件的模型和仿真算法难以扩展，也难以适应最新计算机硬件架构和技术的发展，导致其难以满足目前及可见将来电力系统发展的需求和应对其所面临的诸多挑战。本文结合现代软件开发的方法和最新技术，并基于InterPSS项目，提出了构建开放式电力系统仿真软件平台,可成为一个能满足以上需求和应对以上挑战的可行解决方案。该平台具有以下特点：1)整个平台基于Spring框架进行搭建，具有开放、松耦合的软件架构和明确的电力系统仿真核心，高级功能模块基于基础仿真核心开发；2)基于EMF建模框架实现统一的电力系统建模框架；3)算法与模型解耦；4)基于通用数据模型ODM的开放式数据接口，实现不同格式的仿真数据导入和导出。本文对InterPSS仿真核心的模型和算法扩展进行了深入研究。本文通过面向对象编程的继承和组合等机制实现了从潮流计算模型扩展为用于最优潮流计算的模型，最后整合开源二次规划求解工具QuadProgJ成功开发了直流最优潮流程序。在算法扩展方面，本文以一个连续潮流计算程序的开发作为示范，其主要通过扩展雅克比矩阵及潮流计算框架实现。上述工作验证了仿真内核在模型和算法方面都具有良好的可扩展性。InterPSS的开放式架构及相对独立仿真核心使得其可适应不同的硬件平台，本文通过将InterPSS仿真内核移植到Google App Engine(GAE)云计算平台中搭建了云计算仿真平台，验证了具有良好的可移植性。对其进行了功能和性能的初步测试，测试结果也反映目前的类似于GAE的面向web服务的云计算平台还难以满足类似电力系统仿真的复杂计算。最后探讨了云计算在电力系统仿真中的应用前景。新一代的计算机处理器都已采用多核心架构，但现有的仿真程序都是面向单核心架构开发、串行化实现，无法充分利用多核心的计算能力。本文基于Java的Fork/Join并行计算框架在InterPSS平台中开发了适应多核架构的电力系统多任务并行计算程序，并应用于电力系统N-1安全分析。该程序在欧洲大陆联网系统上进行了测试，结果表明其具有较好的并行效果。