ATP简介

系统介绍
ATP 是一个模拟电力系统电磁暂态和机电暂态特性的数字仿真软件包。

ATP 可模拟任意结构的复杂电力网络及其控制系统。

ATP 具有很强的扩展能力，除暂态计算之外，还有其它一些重要的特性。

在加拿大/美国EMTP 中国分委会的联合主席（W. Scott Meyer 博士和Tsu-huei Liu 博士）的推动下，通过国际间的合作，ATP 处在不断发展之中。

早在1984年，ATP 就诞生了。

当时Meyer 博士和刘博士不赞成由DCG （EMTP 发展合作组织）和EPRI （美国电科院）提出的使BPA （Bonneville 水电管理局）的EMTP 程序商业化的行为。

刘博士辞去了DCG 主席的职务， Meyer 博士利用业余时间，从BPA 的EMTP 拷贝中创建了一个新的程序—ATP 。

ATP 发展的需求包括诚信公开和不参与任何EMTP 的商业活动。

ATP 不是一个公开程序，获得ATP 资料之前要得到相应许可（参看许可协议）。

系统原理
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利用梯形积分法在时域内求解系统元件的微分方程。

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非零初始状态的确定通过以下两种方式：由稳态相量解法自动确定或者由用户通过简单元件输入。

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与TACS 程序模块（控制系统的暂态分析模块）和MODELS （一种仿真语言）的接口能力可以模仿控制系统和非线性元件，如电弧等。

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可分析对称与不对称故障和扰动，如雷击浪涌、开关操作和包括阀换流等。

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运用频率扫描方法计算相量网络的频率响应特性。

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运用谐波频率扫描方法（谐波电流注入法）进行频域的谐波分析。

▪ 无电网络的动态系统也可使用TACS 控制系统和MODELS 语言来进行模拟。

系统元件
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耦合与非耦合的线性的、集中的R 、L 、C 元件。

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频率相关的分布参数传输线和电缆模型。

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非线性电阻和电感、考虑磁滞回线的电抗器、时变电阻、TACS/MODELS 控制电阻。

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非线性元件：考虑磁滞和饱和的变压器、避雷器（无间隙和有间隙）、电弧等。

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普通开关、时控和压控开关、统计特性开关（蒙特卡洛过程）。

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阀（二极管、闸闸管、三极管），TACS/MODELS 控制开关。

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电源：阶跃、斜坡、正弦、指数、TACS/MODELS 自定义电源等。

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旋转电机：三相同步电机和通用电机模型。

▪ 用户自定义元件模型（包括与MODELS 的交互）。

集成仿真模块
ATP 的MODELS 是一种研究时域系统特性的通用描述语言，也被许多其它仿真工具所支持。

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每个模型的描述能使用自由格式、无主题词的句法限制上下文，也即主要由自我引证。

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ATP 的MODELS 可描述任何用户自定义的控制系统和电路结构，并为其它程序或模块连接到ATP 提供了一个简单的接口。

▪ 作为一个通用的可编程工具，MODELS 可用于在频域和时域内处理仿真结果。

TACS 为进行控制系统时域分析的模块。

最初开发TACS 是为了模拟HVDC 换流器的控制系统。

TACS 采用控制系统的结构图表示法。

TACS 可用于模拟： ▪
HVDC 换流器的控制系统 ▪
同步发电机的励磁系统 ▪
电力电子及其驱动 ▪ 电弧（断路器和故障电弧）
电网与TACS 之间的接口是通过信号量的交互：如节点电压、支路电流、开关状态、时变电阻、电压源和电流源等。

外围程序模块
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LINE CONSTANTS 、CABLE CONSTANTS 和CABLE PARAMETERS 程序：架空线路和电缆的参数计算。

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频率相关线路模型数据的生成（Semlyen 、J.Marti 和Noda 的线路模型）。

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变压器模型数据的计算(XFORMER 、BCTRAN 程序)。

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饱和与磁滞曲线的转换。

▪ 数据模块化。

硬件要求 多数用户，包括软件开发商，使用Windows 操作系统和基于Intel CPU 的个
人计算机。

如果计算机有16MB 以上内存、20MB 硬盘剩余空间和VGA 显示器，就可在MS-DOS/MS-Windows 下运行ATP 程序。

ATP 同样适用于其它类型的计算机和操作系统。

目前，ATP 包括下面的版本：
- MS-DOS, MS-Windows 3.x/95/98/NT/2000™
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32位GNU-Mingw32和Watcom ATP ，在Windows 95/98/NT 下运行 ▪ 32位，Salford ATP ，在MS-DOS ，MS-Windows 3.x/95/98下运行（此版本要求Salford
的DOS 扩展部分—DBOS/486）。

- Linux
▪ ATP 的GNU 版本
系统性能 ATP-EMTP 程序在运行时采用动态分配方法，以降低对系统硬件的要求（如内存）。

尚无仿真规模的绝对限制。

目前最大规模的仿真计算是在基于英特尔CPU 的PC 上进行的。

下表列出了标准EEUG 程序仿真规模的限制情况。

系统应用 ATP-EMTP 广泛应用于开关和雷电冲击分析、绝缘配合和轴系扭振研究、继电保护模拟、谐波和电能质量研究以及HVDC 和FACTS 装置的模拟。

典型的EMTP 研究应用如下：
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雷击过电压研究 ▪
开关暂态与故障 ▪ 统计和系统过电压研究
▪GIS和接地系统的甚高速暂态过程
▪电机模拟
▪暂态稳定、电机起动
▪轴系扭转
▪变压器和并联电抗器/电容器开关
▪铁磁谐振
▪电力电子应用
▪断路器拉弧
▪FACTS设备：STATCOM、SVC、UPFC、TCSC等装置模拟▪谐波分析、网络谐振
▪继电保护装置测试
示例：12脉冲HVDC换流站模拟。