图形化电磁暂态仿真软件EMTP-RV及其应用

为在电力行业中推广基于Windows平台的新一代图形化电磁暂态仿真工具EMTP-RV(Restructured Version),以便能高效研究电力系统及装置的动态行为,详细说明了该软件包的3个组成部分:EMTP-RV核心计算引擎、EMTP Works图形化编辑界面和ScopeView可视化数据处理程序;描述了其主要元器件模型的基本功能;通过对1台35kV、100MVA静止无功补偿器(SVC)三相阀组动态开关过程的建模和仿真,演示了EMTP-RV的友好界面和强大功能。结果表明,EMTP-RV有效简化了电力系统中暂态过程的研究工作,为复杂电力系统的仿真提供了有力支持。

采用面向对象方法开发用于电磁暂态及电力电子仿真程序的图形输出软件

电力系统电磁暂态及电力电子仿真程序 (ElectroMagnet Transients and Power Electronics Program ,EMTPE)是用于电力与电力电子装置的科研、设计和运行的电磁暂态分析工具。作为该工具的组成部分 ,要求与EMTPE计算程序配套的图形输出程序提供直观快捷的计算结果处理、显示和分析功能 ,以图形方式显示各种类型输出变量随时间或频率变化的波形和曲线 ,并具备数值分析及图形后处理等多项功能。为满足这些功能要求并结合实际工程需要 ,作者采用可视化面向对象技术 ,在 Windows9x/ NT操作系统平台上开发了基于 Microsoft Visual C++5 .0的EMTPE通用图形输出软件 (Plotting Transient Curve,PTC)。在此简述 PTC1.0软件的设计与实现要点 。

基于电磁暂态程序的发电厂的防雷保护仿真

发电厂是电能产生的中心,对于发电厂的保护关系到整个电力系统运行的稳定。本文基于电磁暂态仿真计算程序ATP-EMTP,选取了合适的电气设备及恰当的电气布局,对35kv的某发电厂进行仿真分析计算,从而对于日后的发电厂防雷保护工作提供参考。

基于用户自定义程序的VSC-HVDC机电电磁混合仿真研究

柔性直流输电(VSC-HVDC)输电容量不断提升,使其应用范围由配电网逐步延伸至输电网,分析交直流混联电网受扰后的稳定性及和设备运行安全,需要开发兼顾大电网计算效率和直流动态特性精细模拟的仿真计算工具。为此,建立了VSC-HVDC电磁暂态仿真模型,包括VSC交流侧换流变压器、直流输电系统和控制系统电磁暂态仿真模型,以及各模型的差分化方程,并提出VSC电磁量与机电量接口转换方法;基于电力系统分析综合程序的用户自定义程序接口(PSASP/UPI)功能,提出并开发实现了VSC-HVDC机电与电磁混合仿真算法。VSC-HVDC交直流并联输电系统混合仿真结果验证了仿真算法的有效性。

配电系统电磁暂态仿真算法分析

随着分布式发电技术的兴起,配电系统的建模与仿真越来越引起人们的重视。文中首先总结了应用于输电系统电磁暂态的主流仿真软件的发展,然后基于几种常用的电磁暂态仿真软件以IEEE4节点配电系统算例比较了在正常和故障情况下各软件算法的特点。通过对算例结果的比较分析表明,稳态时得到的各仿真结果是完全一致的,而在暂态情况下,各程序对开关过程产生的间断点的处理方法有所不同。最后,说明了造成结果差异的主要原因,为配电系统暂态过程的准确仿真奠定了基础。

电力电子化电力系统随机电磁暂态仿真算法

为了准确高效地反映电力电子化电力系统在参数随机迁移扰动下的运行特性,该文首先分析了基于随机微分方程的电力系统随机动态模型和数值计算方法的基本特点和限制性,并从基本电气元件出发,建立了适用于电磁暂态仿真的参数随机迁移元件动态伴随电路模型。然后,以电阻–电感串联支路为例,解析推导了动态伴随电路模型的数值稳定性特征,进而针对电力电子化电力系统的仿真需求,设计了随机电磁暂态仿真的算法主流程。最后,采用RLC简单电路和三相两电平VSC电路,通过对比EMTP(electromagnetic transients program)确定性仿真和蒙特卡罗多轨迹仿真结果,验证动态伴随电路模型和所提随机电磁暂态仿真算法的正确性与有效性,且对EMTP算法框架直接兼容。

双馈风机的电磁暂态平均化建模和快速仿真

为了精确、快速地模拟大量风电机组并网后的暂态响应,需要研究双馈风机的快速电磁暂态仿真模型和方法。在脉宽调制(pulse width modulation,PWM)变流器的分段平均化模型和改进电磁暂态仿真(electromagnetic transient simulation program,EMTP)算法的基础上,提出了双馈风机的电磁暂态平均化建模方法。利用平均化建模方法,将风机中的时变子系统转化为分段定常子系统,从而避免了频繁修正系统的导纳矩阵,并可采用较大的积分步长。测试结果表明,快速仿真模型和方法可以在保证仿真结果正确性的前提下,大幅提高仿真效率。

电力系统机电/电磁暂态仿真数据转换系统

针对目前电力系统机电暂态仿真与电磁暂态仿真各自相对独立的现状,从电力系统机电暂态/电磁暂态转换仿真的需求出发,提出并编程实现了一种基于PSS/E和EMTP软件的电力系统机电/电磁暂态仿真转换系统,该系统可以直接将机电暂态仿真数据转换为电磁暂态仿真数据,为机电暂态与电磁暂态两种原本相对独立的仿真搭起了桥梁。并以实际上海电网为例,结果表明该系统能准确地实现电力系统机电暂态仿真到电磁暂态仿真数据的成功转换。

基于时域有限元的特快速暂态过电压仿真新方法

提出了一种基于时域有限元(TDFEM)的特快速暂态过电压(VFTO)仿真计算方法。针对传输线电报方程,首先对其进行空间上的离散和插值,并采用点匹配有限元法构造有限元方程,然后采用时间步积分法对电报方程进行时间上的积分和离散,最终得到传输母线暂态响应的迭代公式。针对集中参数元件,将其看作一个单位有限元进行处理,根据相应的电压电流约束关系得到了对应的迭代公式。通过与国际上认可的电磁暂态计算软件EMTP的计算结果进行对比,验证了本文方法的正确性。与EMTP的计算方法相比,本文提出方法的优势是可以获得传输线沿线所有点的电压和电流离散值,并可以考虑母线残余电荷电压的分布特性。

复杂电力系统电磁暂态数字计算关键技术研究

对新型保护和故障测距算法进行测试时需要大量的不同位置、不同故障类型、不同故障起始角的暂态仿真数据 ,而常用的EMPT在建立这些数据时需要手工逐一完成 ,十分繁杂。因此有必要编制适合于新型保护和故障测距算法测试的电磁暂态计算程序。本文对故障起始角的设定、计算步长的选择、故障处理以及大量暂态仿真的实现等关键技术进行了探讨。使用本文方法编写的暂态计算程序可极其方便地对线路不同位置、不同故障引起的电磁暂态过程进行批处理式的数字仿真 ,亦可极其方便地仿真发展型故障和复故障 ,在线路保护仿真校验和过电压计算等方面极具意义。大量仿真表明 ,本方法精度高。

相间功率控制器的电磁暂态研究

利用电磁暂态程序（ＥＭＴＰ），建立了相间功率控制器（ＩＰＣ）的电磁暂态模型，并对ＩＰＣ在短 路故障。合闸及分闸过程中出现的过电压进行了仿真计算。结果表明，调谐型ＩＰＣ虽然具有 良好的短路电流限制特性，但在合闸及分闸情况下操作过电压非常高，从而限制了其实际应 用。相比较而言，非调谐型ＩＰＣ的过电压要低得多，且具有一定的短路电流限制特性。从过 电压的角度来看，后者较为可取。

EMTP在变压器励磁电流仿真计算中的应用

利用电磁暂态程序 ( EMTP)对变压器在稳态和暂态情况下的励磁电流进行了仿真计算与分析。结果表明 ,使用EMTP对变压器的励磁电流进行仿真 。

基于EMTP的复合开关投切仿真设计

分析了复合开关的结构和原理,讨论了其投切原则及投切时刻的选取,介绍了电磁暂态仿真程序EMTP的使用,依据常用电路和试验数据进行仿真计算,验证了复合开关投切的可靠性和准确性。

基于ATP-EMTP的线路避雷器仿真研究

安装线路避雷器后,传统的各防雷性能参数计算方法失效,对线路防雷的分析产生极大的影响。利用电力系统电磁暂态仿真软件(ATP-EMTP)对安装线路避雷器后的耐雷水平和分流系数进行仿真计算,可有效提高对线路的安全保护,其计算便捷,结果准确。重点介绍了计算方法和计算过程。

电力系统机电-电磁混合仿真新算法研究

传统的机电暂态仿真对电力电子装置例如HVDC和FACTS采用准稳态模型,因而不能仿真动态过程中电压、电流的变化.而电磁暂态仿真程序（例如EMTP,EMTDC）受计算规模的限制,一般要对研究对象的外部电力系统进行等值化简,因此,不能反映系统机电暂态过程对电磁暂态过程的影响.该文中的混合仿真算法为弥补上述两种方法的不足,对电力网络采用准稳态模型,而对待研究的电力电子装置使用电磁暂态模型,EMTP仿真中考虑了频率偏移对电磁暂态仿真的影响.混合仿真算法为研究各种FACTS电力电子装置及其控制系统的动态性能提供了一种实用的工具.

耦合于架空线的雷电波电磁场:理论,数字仿真及实验验证

由近距离雷电回击引起的电磁场暂态计算需要精确模型,以便于计算入射雷电电磁脉冲(LEMP)及其与线路耦合产生的影响。同时考虑到网络拓扑的复杂性及电力系统元件和保护设备的行为,将雷电电磁脉冲对传输线路耦合模型加入到软件工具中进行全网暂态仿真是至关重要的。本文回顾了作者得出的考虑到雷电感应电压计算的最重要的结论。首先,说明了架空线上雷电电磁脉冲初始暂态的高级计算模型的理论基础。接下来用以下两种方式给出了相关实验验证:1)应用缩减尺度雷电磁脉冲和核电磁脉冲仿真器2)应用全尺度人工雷电。最后,本文对比了意大利北部真实配电系统中自然雷电感应电压的实验数据及以闪电所在位置的系统数据进行仿真的仿真器数据。

EMTP程序在天津电力系统中的应用

本文阐述了EMTP程序在天津电力系统中已经和可能有的应用,通过实例说明了EMTP程序在天津乃至全国电力系统中进一步推广使用的必要性。

基于Matlab/Simulink的高压输电线路故障定位的仿真研究

简要介绍了电磁暂态程序(Electromagnetic Transients Program,EMTP)和Matlab的特点,建立了基于Matlab仿真技术的高压输电线路模型,根据该模型,利用Simulink数学模块实现了对双端电气量输电线路准确故障定位的数字仿真。结果表明,所建立模型简单、方便,与EMTP仿真相比,利用Matlab进行仿真同样具有较高精度,满足工程实际要求。

电流互感器剩磁影响因素和发生规律的仿真分析

采用计算机仿真模拟方法对电力系统中影响电流互感器剩磁的因素及其发生规律进行了系统的研究。应用电磁暂态仿真程序ATP建立电流互感器模型,对短路电流开断时间、一次短路电流及其非周期分量、一次回路时间常数以及二次负载的功率因数及阻抗值等不同影响因素作用下剩磁的变化进行了系统的计算分析,获得了剩磁的发生规律,为抑制剩磁的产生提供了基础理论依据。