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電磁暫態程序的功能簡介

EMTP程序的基本功能是進行電力系統仿真計算,典型應用是預測電力系統在某個擾動(如開關投切或故障)之後感興趣的變量隨時間變化的規律;將EMTP的穩態分析和電磁暫態分析相結合,可以作為電力系統諧波分析的有力工具。另外,EMTP程序也廣泛應用於電力電子領域的仿真計算。

ATP-EMTP還配備有圖形輸入程序ATPDrawTM,目前最新版是1.4版。ATPDraw1.4是壹個32位程序,可以在Windows95/NT下運行。ATPDraw作為ATP-EMTP的壹個前處理程序,最終生成壹個格式正確的ATP-EMTP的數據輸入文件。目前ATPDraw支持70個標準元件和28個TACS模塊,同時也支持MODELS,用戶可以根據自己的需要創建?枰?牡緶紡?欏? 目前,ATP-EMTP的數學模型包括如下幾種:

● 集總參數電阻R、電感L和電容C;

● 多相PI等值電路;

● 多相分布參數輸電線路;

● 非線性電阻,這裏v-i特性曲線是單值的;

● 非線性電感器,既可模擬常規的單值特性曲線,也可包括剩磁和磁滯;

● 時變電阻;

● 開關,用來模擬斷路器、火花間隙及其它網絡聯接的改變,二極管和晶閘管也包括在內;

● 電壓和電流源,除了標準的數學函數波形外,用戶還可用FORTRAN或TACS來定義波形;

● 動態旋轉電機,除了模擬最常用的三相同步電機外,還可模擬單相、二相和三相感應電機和直流電機。它與TACS控制系統模型相聯接,從而可模擬電壓調節器和調速器等的動態特性。

控制系統模型可以用TACS(Transient Analysis of Control Systems)來實現,允許不同種類的非線性和邏輯運算。控制系統的輸入和輸出可以和EMTP的電網絡相接口。

ATP-EMTP還配備有比TACS更靈活、功能更強的通用描述語言MODELS。其作用主要可歸納為如下幾個方面:

● 提供壹種用來開發電路和控制元件模型的工具,這種電路和控制元件模型難以用ATP和TACS中現有元件模型來實現;

● 具有完整程序語言的靈活性而不需要在編程級(programminglevel)上與ATP程序相互作用;

● 不但可以描述元件是如何運行的,而且可以描述元件的初始狀態是如何建立的;

● 在模擬級(modelinglevel)上,通過電壓、電流和控制信號建立與ATP的標準程序接口,而不需要在編程級上通過變量、公用數據區和子程序與ATP相接口,這使得將ATP與外部程序相連接時不必知道ATP內部是如何運行的,也不必改變ATP的源程序。 EMTP基於梯形積分規則,用伴隨模型作為動態元件,用節點法建立方程,用稀疏矩陣和LU因式分解法來解代數方程。積分步長於用戶指定,並在整個仿真中保持不變。

和SPICE不同的是,SPICE中的開關用非線性電阻表示,而EMTP中的開關則表示為:當斷開時為開路;接通時為短路,將兩個相關聯的節點合並為壹個。EMTP有壹稱之為TACS和壹個稱之為MODEL的模塊對控制器仿真。 EMTP是壹個不斷發展的軟件,擁有不斷發展的大量資源,因此成為美國電力系統和電子電力仿真方面的工作標準。到目前為止,在世界上已形成了多個ATP-EMTP程序的用戶協會,這些用戶協會通常按地域劃分,包括:

●加拿大/美國EMTP用戶協會(Canadian/American EMTP User Group)、

●拉丁美洲EMTP用戶協會(Latin American EMTP User Group)、

●歐洲EMTP用戶協會(EEUG,European EMTP-ATP User Group)、

●澳大利亞EMTP用戶協會、

●南非EMTP用戶協會、

●日本EMTP用戶協會(JAUG,Japanese ATP User Group)、

●韓國EMTP委員會(Korean EMTP Committee)

●中國臺灣EMTP用戶協會(包括香港和新加坡)。

有關ATP-EMTP的技術資料大多可以通過Internet獲得。有多個ATP-EMTP用戶協會出版有自己的雜誌,這些雜誌記載了使用ATP-EMTP的經驗及有關ATP-EMTP的最新信息。另外,各EMTP用戶協會都鼓勵和支持取得使用許可證的用戶之間交流使用經驗和交換最新資料。

1991年在美國NorthDakotaStateUniversity由BruceMork教授建立了壹個ATP-EMTP的Maillist。Maillist的功能是將收到的Email再轉送給所有參加該Maillist的用戶。目前參加ATP-EMTPMaillist的用戶已超過600個,該Maillist已成為全球ATP-EMTP用戶請教問題、交流經驗、發布信息和與程序開發者聯系的最好場所。任何取得ATP使用許可證的用戶都可以加入Maillist。

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