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AN INTRODUCTION TO ATP-EMTP , O( W& F8 v/ [! j8 c0 Y/ s
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Xu Zheng " t; K: X+ `! G9 G" g* l
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Zhejiang University , z- E0 S' Z0 C" l. \8 C. ~7 w" g/ S: z& q6 @1 |+ M3 S# q- r
Hangzhou, 310027, China ( c8 b5 V b5 n9 D
. s5 W# C# q" {6 L " N/ j% j& [' k4 Q) ^0 a1 ATP-EMTP的发展历史 + e! W) n I1 W
9 E5 }' u2 p) t" M @ ATP程序（The Alternative Transients Program）是目前世界上电磁暂态分析程序（EMTP)最广泛使用的一个版本，ATP-EMTP程序几乎可为世界上的每一个人所免费使用，并可在大多数类型的计算机上运行。 : M9 i* X# J% w& Y: M& M( z3 u
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在1984年以前的十多年里，属于美国能源部的邦维尔电管局(BPA)主导了EMTP程序的开发工作，它在人力和财力上对EMTP程序的开发工作给予了极大的支持。当时的工作属于公共域内（publicdomain work），其成果可以免费提供给任何一个感兴趣的团体。1984年以后，EMTP程序主要分为两支，一支以DCG（EMTP Development Coordination Group, 1982年由北美6个大型电力机构组成）/EPRI（美国电力科学研究院）为代表，试图将EMTP程序商业化(以下称其为商业化的EMTP)；另一支即 ATP-EMTP，它继续保持EMTP程序的可免费使用性，但为了防止其成果被商业化的EMTP所利用，ATP-EMTP不属于公共域内。 * ^" p$ P: \+ V
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1984年初，DCG的工作已对免费使用EMTP构成威胁，原BPA EMTP的开发者之一Dr. W. Scott Meyer为了维护EMTP的可免费使用性，于1984年2～3月份，终止了12年的EMTP开发合同，并将他所有的业余时间用来开发一个富有生命力的替代程序，ATP程序正式诞生于1984年秋。 * N# h1 S! Y9 Q1 a, d- f2 O2 r* M" ^5 _3 |+ z- H& L# r3 _7 k
到目前为止，在世界上已形成了多个ATP-EMTP程序的用户协会，这些用户协会通常按地域划分，包括加拿大/美国EMTP用户协会（Canadian/American EMTP User Group）、拉丁美洲EMTP用户协会(Latin American EMTP User Group)、欧洲EMTP用户协会(EEUG，European EMTP-ATP User Group)、澳大利亚EMTP用户协会、南非EMTP用户协会、日本EMTP用户协会 (JAUG，Japanese ATP User Group)、韩国EMTP委员会（Korean EMTP Committee）以及中国台湾EMTP用户协会（包括香港和新加坡）。 , U+ J: r; Z+ d# J" G
1 p5 I* F1 k8 u9 X# ^2 ATP-EMTP的功能 7 k# x; k8 y' e6 n- d( T
: o- E& J1 r# S% s3 t) }4 E EMTP程序的基本功能是进行电力系统仿真计算，典型应用是预测电力系统在某个扰动(如开关投切或故障)之后感兴趣的变量随时间变化的规律；将EMTP 的稳态分析和电磁暂态分析相结合，可以作为电力系统谐波分析的有力工具。另外，EMTP程序也广泛应用于电力电子领域的仿真计算。 9 N Y, R! v9 }) P# c- W& [9 d: K( v7 j% N& B
目前，ATP-EMTP的数学模型包括如下几种： % C# k4 N1 s7 Y+ v8 V$ X8 Z) H2 K
· 集总参数电阻R、电感L和电容C； . i3 Q) y) T6 j. f8 o+ F 8 ~) E5 l2 P9 E · 多相PI等值电路； * C/ u+ R% x: O% k9 S
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· 多相分布参数输电线路； 9 c ], Y( g0 V7 [% B8 C" Q5 k/ f
· 非线性电阻，这里v-i特性曲线是单值的； & g* D3 G4 ~& D: r8 ~/ d* [* K; R( |
+ b v7 ^5 D" L · 非线性电感器，既可模拟常规的单值特性曲线，也可包括剩磁和磁滞； ! [& v9 D# k& h. R$ }- u ( A* U# a! m' j6 W* Q- Q · 时变电阻； s. a* }+ c! X! O! J, ^
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· 开关，用来模拟断路器、火花间隙及其它网络联接的改变，二极管和晶闸管也包括在内； ! v L m5 u# Q" ?: k 8 x7 j5 x! p# [" z · 电压和电流源，除了标准的数学函数波形外，用户还可用FORTRAN或TACS来定义波形； + l, P7 y; p( j2 X8 A) h& k. V
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· 动态旋转电机，除了模拟最常用的三相同步电机外，还可模拟单相、二相和三相感应电机和直流电机。它与TACS控制系统模型相联接，从而可模拟电压调节器和调速器等的动态特性。 * v. s( R0 L( x% K. e% a6 O
. p3 g8 [3 X2 C; _3 w3 W& E/ M · 控制系统可以用TACS(Transient Analysis of Control Systems)来实现，允许不同种类的非线性和逻辑运算。控制系统的输入和输出可以和EMTP的电网络相接口。 $ n9 [9 U4 T. W) ?) b
I: u4 I- O; c' a ATP-EMTP还配备有比TACS更灵活、功能更强的通用描述语言MODELS。MODELS在ATP-EMTP中的作用主要可归纳为如下几个方面： 2 u, \) J4 R8 K4 N" g5 u6 y7 Z$ G- W9 l' j$ N1 |3 F
· 提供一种用来开发电路和控制元件模型的工具，这种电路和控制元件模型难以用ATP和TACS中现有元件模型来实现； * h2 m3 H6 M4 y, t. I8 X6 _8 u& Q( o. @* y5 z7 b: s
· 具有完整程序语言的灵活性而不需要在编程级（programming level）上与ATP程序相互作用； 0 R" i9 C: X C' q& I$ [! ` " J# i* s; X, L · 不但可以描述元件是如何运行的，而且可以描述元件的初始状态是如何建立的； 9 z$ ?& g2 L) I7 R $ \ g& @) C: q · 在模拟级（modeling level）上，通过电压、电流和控制信号建立与ATP的标准程序接口，而不需要在编程级上通过变量、公用数据区和子程序与ATP相接口，这使得将ATP与外部程序相连接时不必知道ATP内部是如何运行的，也不必改变ATP的源程序。 7 H( p. L7 e( ?7 s+ m) s" ~3 D3 Q8 V ! [- O& x6 s8 t% |+ S ATP-EMTP还配备有图形输入程序ATPDrawTM，目前最新版是1.4版。ATPDraw 1.4是一个32位程序，可以在Windows95/NT下运行。ATPDraw作为ATP-EMTP的一个前处理程序，最终生成一个格式正确的ATP- EMTP的数据输入文件。目前ATPDraw支持70个标准元件和28个TACS模块，同时也支持MODELS, 用户可以根据自己的需要创建所需要的电路模块。 + B9 `6 B2 d. m& V% i4 y0 X+ O+ \3 ^7 Q- F
3 ATP-EMTP的使用许可证 1 t0 r2 U# c. W, h , @6 F/ O h& V$ n 尽管ATP-EMTP是一个可免费使用的软件，但它不是公共域内的软件。ATP的工作属于ATP程序开发人员的个人财产，ATP的版权属于加拿大/美国 EMTP用户协会，获取和使用ATP程序必须通过授权，即取得许可证。原则上说，取得ATP程序的使用许可证要通过加拿大/美国EMTP用户协会的批准，但目前加拿大/美国EMTP用户协会已授权世界上多个EMTP用户协会代理此事。下面介绍北美、欧洲和日本EMTP用户协会的网址，用户可在这些网址上下载许可证表格及相关信息。 2 c' ^! G3 r4 |" z8 o0 Z5 J! p" m. R6 y
· Canadian/American EMTP User Group的网址为： 1 N" K6 @7 B$ h7 h4 D3 }
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狗仔卡
发表于 2009-7-8 17:32:11
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