暫態(tài)穩(wěn)定計算簡介

暫態(tài)穩(wěn)定計算在電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行分析中占有重要位置。它不僅為規(guī)劃系統(tǒng)的電源布局、網(wǎng)絡(luò)接線、無功補(bǔ)償和保護(hù)配置的合理性提供電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的校核，為制定電力系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)程提供可靠的依據(jù)，而且可用于研究各種提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施并為繼電保護(hù)和自動裝置參數(shù)整定提供依據(jù) 。

電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性，指的是正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)承受一定大小的、瞬時出現(xiàn)但又立即消失的擾動后恢復(fù)到近似它原有的運(yùn)行狀況的能力；或者，這種擾動雖不消失，但系統(tǒng)可以從原有的運(yùn)行狀況安全地過渡到新的運(yùn)行狀況的可能性。

一般對暫態(tài)穩(wěn)定計算都做出了一些假定和規(guī)定：

①假定短路故障為金屬性；

②不考慮短路電流中直流分量的作用并假定發(fā)電機(jī)定子電阻為零；

③按給定要求選擇發(fā)電機(jī)組的等價模型，并認(rèn)為發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速在額定值附近；

④給定繼電保護(hù)的動作時間，重合閘和安全自動裝置的時間可以給定或者經(jīng)過穩(wěn)定計算選定 。

暫態(tài)穩(wěn)定計算的主要工具是計算機(jī)。大型電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析計算機(jī)軟件包，可用于計算具有幾千條母線和幾百臺機(jī)組的大型電力系統(tǒng)，有多種數(shù)學(xué)模型和計算方法可供用戶選擇，有的程序還可由用戶自己定義所需要的新模型，為暫態(tài)穩(wěn)定計算提供了有力的手段 。

電力系統(tǒng)的電磁暫態(tài)過程取決于電力系統(tǒng)中的各元件——發(fā)電機(jī)、變壓器、線路、電動機(jī)等電磁暫態(tài)過程。我們可以認(rèn)為發(fā)電機(jī)的電磁暫態(tài)過程左右了電力系統(tǒng)的電磁暫態(tài)過程，由有源元件決定。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，它在人力和財力上對EMTP程序的開發(fā)工作給予了極大的支持。當(dāng)時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版本以用于個人計算機(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)余時間用來開發(fā)一個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)最廣泛使用的一個版本，ATP-EMTP程序幾乎可為世界上的每一個人所免費(fèi)使用，并可在大多數(shù)類型的計算機(jī)上運(yùn)行。

集總的線性時不變電路和系統(tǒng)的激勵與響應(yīng)的關(guān)系都由常系數(shù)線性微分方程來描述。如果施加以正弦形激勵，如Asin(ωt 嫓)，或指數(shù)形激勵，如，則其穩(wěn)態(tài)響應(yīng)一般亦呈同頻率的正弦或指數(shù)形式。采用復(fù)數(shù)相量法，只需求解由電路方程所得復(fù)數(shù)方程組，就可以求得所需的響應(yīng)。

暫態(tài)分析的目的是要研究在電路中施加激勵后所出現(xiàn)的響應(yīng)。對于線性時不變電路和系統(tǒng),暫態(tài)的頻域分析的基本思想是將激勵展開為許多存在于 －∞tK倍(K是整數(shù))的諧波之和，即為激勵的傅里葉級數(shù)展開式,所得的響應(yīng)亦表示為類似的級數(shù)形式。在激勵是非周期時間函數(shù)的情況下,激勵的展開式是頻率連續(xù)分布在-∞ωg(t)=g(t T0)　T0≠0性質(zhì)的信號。滿足上式的最小的T0值稱為此信號的周期，其頻率為f0。