交直流互聯(lián)系統(tǒng)電磁暫態(tài)交互作用研究

我國電力系統(tǒng)正在形成交直流互聯(lián)的巨大網(wǎng)絡(luò)，交直流系統(tǒng)操作及故障、直流換流閥的動作、負(fù)荷變化產(chǎn)生的納秒、微秒、毫秒級的電磁暫態(tài)將在直流系統(tǒng)和交流系統(tǒng)中交互作用，交直流互聯(lián)系統(tǒng)的電磁暫態(tài)交互作用可對交流系統(tǒng)和直流系統(tǒng)構(gòu)成危害，特別是導(dǎo)致直流系統(tǒng)的換相失敗及閉鎖等嚴(yán)重事故，目前，國際上對時(shí)間從納秒到毫秒級別的電磁暫態(tài)交互問題沒有涉及。本課題擬采用理論分析及測試相結(jié)合的方法建立基于地上交直流互聯(lián)電網(wǎng)絡(luò)、控制系統(tǒng)和地下接地系統(tǒng)的全波過程的特高壓系統(tǒng)電磁暫態(tài)精確分析方法，建立能比較準(zhǔn)確反映交直流互聯(lián)系統(tǒng)的關(guān)鍵元件電磁暫態(tài)特征的寬頻特性模型，提出解決具有高階性、非線性、頻變性、時(shí)間跨度大等特性的電磁暫態(tài)模型的數(shù)值計(jì)算方法，揭示直流和交流系統(tǒng)電磁暫態(tài)交互傳遞機(jī)理及可能的交互影響規(guī)律，提出交直流互聯(lián)系統(tǒng)的交互傳遞的電磁暫態(tài)的特征，為防止交直流互聯(lián)系統(tǒng)的電磁暫態(tài)的交互影響提供電磁兼容設(shè)計(jì)及測試參數(shù)。 2100433B

電磁暫態(tài)程序簡介

電磁暫態(tài)程序（EMTP，Electro-Magnetic Transient Program）是用于電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)分析的仿真軟件。它包含通過現(xiàn)場測試證實(shí)的用于變壓器相傳輸線的模型、各種電機(jī)、二極管、晶閘管和開關(guān)、控制器等模型，是電力系統(tǒng)中高壓電力網(wǎng)絡(luò)和電力電子仿真應(yīng)用最廣泛的程序，側(cè)重于系統(tǒng)的運(yùn)行情況而不是個(gè)別開關(guān)的細(xì)節(jié)。

電磁暫態(tài)程序歷史

在1984年以前的十多年里，屬于美國能源部的邦維爾電管局(BPA)主導(dǎo)了EMTP程序的開發(fā)工作，它在人力和財(cái)力上對EMTP程序的開發(fā)工作給予了極大的支持。當(dāng)時(shí)的工作屬于公共域內(nèi)（public domain work），其成果可以免費(fèi)提供給任何一個(gè)感興趣的團(tuán)體。1984年以后，EMTP程序主要分為兩支，一支以DCG（EMTP Development Coordination Group,1982年由北美6個(gè)大型電力機(jī)構(gòu)組成）/EPRI（美國電力科學(xué)研究院）為代表，試圖將EMTP程序商業(yè)化(以下稱其為商業(yè)化的EMTP)；另一支即ATP-EMTP，它繼續(xù)保持EMTP程序的可免費(fèi)使用性，但為了防止其成果被商業(yè)化的EMTP所利用，ATP-EMTP不屬于公共域內(nèi)。 有幾種EMTP版本以用于個(gè)人計(jì)算機(jī)，如Micro Tran、ATP等。所有版本的程序都具有BPA（美國邦納維爾電力局，Bonneville Power Administration）的EMTP原版的大部分功能。

1984年初，DCG的工作已對免費(fèi)使用EMTP構(gòu)成威脅，原BPAEMTP的開發(fā)者之一Dr.W.Scott Meyer為了維護(hù)EMTP的可免費(fèi)使用性，于1984年2～3月份，終止了12年的EMTP開發(fā)合同，并將他所有的業(yè)余時(shí)間用來開發(fā)一個(gè)富有生命力的替代程序即ATP，ATP正式誕生于1984年秋。 ATP程序（The Alternative Transients Program）是世界上電磁暫態(tài)分析程序（EMTP)最廣泛使用的一個(gè)版本，ATP-EMTP程序幾乎可為世界上的每一個(gè)人所免費(fèi)使用，并可在大多數(shù)類型的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。

《電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真》準(zhǔn)確了解電磁暫態(tài)問題對于在不影響供電可靠性和供電質(zhì)量的情況下保持電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、高效和環(huán)保運(yùn)行至關(guān)重要。仿真已逐步成為電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)分析的普遍工具，盡管目前它很少深入涵蓋本科生課程，但在未來它很可能成為核心課程。

本書的主要目的是描述高效地應(yīng)用計(jì)算技術(shù)用于求解包含線性或非線性元件的任意規(guī)模和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電磁暫態(tài)問題。書中展示了如何采用不同的技術(shù)仿真含有各種元件的電力網(wǎng)絡(luò)電磁暫態(tài)過程、建立完善的數(shù)學(xué)模型，以及比較不同模型的準(zhǔn)確性和計(jì)算需求等內(nèi)容。

本書主要面向電氣工程的高年級本科生或碩士、博士研究生，文中包含了闡明較難理解的概念（或方法）的基本示例。鑒于目前缺乏該領(lǐng)域的相關(guān)培訓(xùn)，電力工業(yè)各領(lǐng)域與之相關(guān)的工程師也能夠在該書中找到有助于其專業(yè)工作的巨大價(jià)值所在。|

電磁暫態(tài)程序簡介

EMTP程序的基本功能是進(jìn)行電力系統(tǒng)仿真計(jì)算，典型應(yīng)用是預(yù)測電力系統(tǒng)在某個(gè)擾動(如開關(guān)投切或故障)之后感興趣的變量隨時(shí)間變化的規(guī)律；將EMTP的穩(wěn)態(tài)分析和電磁暫態(tài)分析相結(jié)合，可以作為電力系統(tǒng)諧波分析的有力工具。另外，EMTP程序也廣泛應(yīng)用于電力電子領(lǐng)域的仿真計(jì)算。

ATP-EMTP還配備有圖形輸入程序ATPDrawTM，最新版是1.4版。ATPDraw1.4是一個(gè)32位程序，可以在Windows95/NT下運(yùn)行。ATPDraw作為ATP-EMTP的一個(gè)前處理程序，最終生成一個(gè)格式正確的ATP-EMTP的數(shù)據(jù)輸入文件。ATPDraw支持70個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元件和28個(gè)TACS模塊，同時(shí)也支持MODELS,用戶可以根據(jù)自己的需要?jiǎng)?chuàng)建