随着智能变电站技术的不断完善，智能变电站的应用也将越来越广泛。基于IEC61850协议的变电站三层模型使得智能变电站模型结构更清晰，建模更简单。对于变电站过程层与间隔层之间传递的重要信息，过程层网络的传输性能极大地影响着变电站继电保护的可靠性和电力系统的稳定性，而目前研究过程层网络缺乏有效的手段。因此本文设计了基于PSCAD/EMTDC和OPNET的跨平台仿真系统，可以针对智能变电站提供有力的工具，能够对其过程层和间隔层进行分析和研究。文章首先提出了跨平台仿真系统的结构，简述了仿真系统的组成和仿真原理，详细说明了仿真系统的各个部分的设计思路和工作流程。跨平台仿真系统由三大模块组成，即PSCAD/EMTDC电力系统一次仿真、OPNET二次系统网络仿真和仿真协调控制程序。各模块之间通过基于套接字的TCP/IP协议栈相互通讯与控制。PSCAD/EMTDC模块主要用于搭建电力系统一次模型，对电力系统电气量等数据进行仿真；OPNET主要用于搭建通信网络模型，进行通信网络行为的仿真；仿真协调控制程序用于实现两个软件的同步仿真。其次本文研究了仿真系统协同仿真的关键技术，在各仿真软件中实现了基于套接字的数据接口。研究了PSCAD/EMTDC电力系统仿真软件，说明了其自定义模块的使用方式，研究了自定义模块调用C语言程序的关键技术。研究了OPNET通信系统仿真软件的特点，说明了OPNET仿真进程事件驱动的原理，并与PSCAD/EMTDC的时间离散驱动方式进行了对比。研究了OPNET与外部其他软件协同仿真的仿真接口，设计了仿真接口调用C语言代码的程序。研究了网络通信中的关键部分，套接字的模型和设计思路，使用WinSockAPI创建套接字并实现各软件之间的通讯。最后对基于IEC61850协议智能变电站过程层通信模式进行了详细的分析，并通过典型实例验证了仿真系统的准确性。分析了直采直跳、直采网跳和网采网跳三种智能变电站过程层网络接线模式，对三种模式的特点以及接线方式进行了说明。研究了网络的多种拓扑结构的性能及特点，分析了各拓扑结构的优劣。对智能变电站过程层的各种数据报文进行了建模，并对其统计流量进行了分析。在网络拓扑结构和流量分析建模的基础上研究了智能变电站过程层网络的延时特点，说明了交换网络中数据包延时的构成以及交换行为，根据M/M/1队列特点，求解网络平均延时和最大设备数。应用跨平台仿真系统进行了一个典型模型的仿真，验证了联合仿真系统仿真的可靠性和准确性。该跨平台仿真系统可应用于智能变电站全站仿真。