摘 要：以电力系统仿真软件EMTP为例对其历史、计算原理及程序的功能做了较为全面的
描述，另外，文中列举当前几种较为流行的电力系统仿真软件及其特点，对于提高电力工作
者的工作效率有一定帮助。
关键词： 仿真软件；EMTP
1引言
电力系统仿真就是通过建立适当的数学模型来模拟实际电路的一种研究方法，随着电力系统的不断扩大和网络化，实际电力网络拓扑系统变得越来越复杂，而这时候掌握高效的模拟仿真计算软件也变得越来越重要，随着计算机技术的不断发展，电力系统仿真软件已成为电力系统工作者进行电力系统规划、保护、调度及故障研究的重要工具。为使读者对于电力系统仿真软件有一个全面、清晰的了解，下面以在电力系统应用最为广泛的EMTP为例，介绍其历史、计算原理及程序功能，并介绍当今流行仿真软件的各自特点。
2EMTP介绍
2.1EMTP的历史与现状
电力系统分析程序EMTP是目前国际通用的一种数字程序。它规模大、功能强，最初由加拿大不列颠哥伦比亚大学(UBC)的H.W.Dommel教授创立，又经过很多专家的共同努力而不断完善。美国邦纳维尔电力局(BPA)对程序的开发做了很大的贡献。近年来成立的包括美国、加拿大、日本及欧洲一些国家在内的EMTP联合发展中心(DCG)和在欧洲成立的另一个EMTP用户协会(LEC)，都还在为该程序的改进提高和推广进行着大量的工作。EMTP的UBC版本、BPA版本、DCG版本分别为以上机构各自开发的产品［1］。
EMTP发展经历了几十年时间才日趋完整。首先，1960～1963年H.W.Dommel在德国慕尼黑进行电磁暂态分析程序的研究工作，并对单相回路，含元件R、L、C无损线路，一个开关，一个电源，集中参数用梯形积分法，输电线路采用贝杰龙法(即特性线法)等建立相应模型算法。而后到1969年，一些组织和个人的不断介入使程序功能不断得到完善，又建立了多相π输电线路、多相分布参数(包括不同换位情况)和随频率变化特性模型。
1969年4月IEEE PASH.W.Dommel的一篇文章标志着EMTP雏形的完全建立，当时有十多种计算机版本。此后到1973年出现了不少使用组织，除了北美外，还有南美(巴西)，欧洲，日本，澳大利亚，印度等，中国台湾大约1980年引入，中国大陆1982年初引入。同时出现了微机版本。大约在1984年，美国EPRI(电力科学研究院)成立了DCG，改用OS/2系统。形成了DCGEMTP。
欧洲一些公司、大学，在欧洲成立了ATPEMTP(微机版本)一直发展到现在，在世界范围内有许多用户，特别是最近开发了ATPdraw，通过绘电路图，在界面上输入数据，借助微机建立数据文件，使用非常方便。但获得ATPEMTP表面上不要费用，但必须买他们的使用手册及相关资料并要写保证书(不做商业目的)，才能给你口令，从网上下载。
2.2EMTP的模型与算法原理
电力系统包含有电机、变压器、输电线路、电缆、断路器、电抗器、电容器组、逆变器组、互感器、避雷器等设备，它们结构与功能、特性上千差万别，但从电路的角度来讲，除电源外，总可以用R，L，C(单个或组合，常量或变量)来表征它们的这些功能、特征。如果该系统处于稳定状态下运行，即在某种能量分配状态工作，设备上的电压和电流的关系是确定的，也可以说用上述参数表示某一设备的特性是确定的。但当系统发生能量分配状态改变时，即从一种能量分配状态过渡到另一种能量分配状态，我们说发生了暂态过程—电磁暂态。在电磁暂态过程中，由于储能元件L、C的存在，电压、电流在传输线上的传播，使得某些设备上出现高电压或大电流(即过电压或过电流)，给电力系统中电气设备带来危害。研究这一暂态过程称之为电磁暂态。EMTP就是研究这一过程的有效工具。
以下通过一节点网络的变换模拟过程简单介绍EMTP基本原理。图1为节点1附近的网络详图，假定前一时刻的电流、电压为已知，要求现在时刻的电流和电压。在任何时刻，从节点1经各支路流出的电流必须等于注入的电流i1。
即节点1有如下关系式：
对无损均匀长线，忽略R0、G0时为
如果x－ct＝常数，则u＋zi＝常数
其含义为：如果观察者沿线以速度c运动，则时间为t时它走了：
式中i1(t)也可以是零。
经过上述等值处理，对任何复杂的电网都可以变为只包含电源，电阻性元件，可能还有开关的等值网络。这样就可以依据电路定律得到下面的公式，用离散的时间间隔，求解整个暂态的过程。
整个等值网络的导纳方程式为：
［Y］［u(t)］＝［i(t)］－［I］
其中：［Y］为节点导纳矩阵；
［u(t)］为n节点电压列向量；
［i(t)］为电流源列向量；
2.3EMTP的功能
EMTP可用来计算单相或多相网络如：
(1)某一频率电源作用下的线性系统相量值，即可计算电力系统中的工频过电压；稳态值的计算可作为电磁暂态计算的初始条件。
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本文关键字：软件 系统仿真 电工基础，电工技术 - 电工基础
