ATP-EMTP在“电力系统分析”教学中的应用
2012-10-12朱学贵付志红
张 谦,朱学贵,刘 杰,付志红,李 新
(重庆大学电气工程学院,重庆400044)
为了增强学生对电力系统知识的掌握,我们在“电力系统分析”课程教学中使用电磁暂态分析程序,使其在学习相关理论知识时更贴近实际。本文基于ATP-EMTP对三相输电线路实际的合闸情况进行仿真分析,通过一个实际系统,加深了学生对电力系统故障的感性认识。
1 ATP软件简介
ATP程序(The Alternative Transients Program)在目前世界上电磁暂态分析程序(EMTP)中应用最为广泛。它可以模拟复杂网络和任意结构的控制系统,数学模型丰富,主要功能包括电磁暂态分析、稳态分析以及电力电子仿真[1]。
ATP-EMTP配备有图形输入程序ATPDraw,它是一个32位程序,可以在Windows98/NT/2000/XP等系统下运行。ATPDraw作为ATP-EMTP的一个预处理程序,能够最终生成一个格式正确的ATPEMTP的数据输入文件[2]。
EMTP对实际问题的解决思路是,将所有对象都抽象为具有联系的电网络,而程序直接面对的就是具体的电路。程序对电路中各元件的处理有严格的格式规定,其基本思想是用微分方程描述各元件过渡过程中的电压电流关系。例如,对于电感元件,其电压与电流满足下列关系:u=Ldi/dt,对于电容元件则有:i=Cdu/dt。
采用数值解法时,程序将整个暂态过程分成Δt为单位的若干个时间段。在一个计算时段Δt内,将各文件的微分方程转化为相应的差分方程,并将此差分方程等效为已知电流源和等效电阻并联单元。根据电路的实际接线,将这些单元进行连接,实际电路便成为只有电流和纯电阻的网络。对这个网络进行求解,即可得出此时刻各元件的电压电流;以此为初始条件,再依次对下一步长进行递推求解,便可求得整个暂态过程的数值解。……
