ATP-EMTP在“电力系统分析”教学中的应用

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。……