歷史
在1984年以前的十多年裡,屬於美國能源部的邦維爾電管局(BPA)主導了EMTP程式的開發工作,它在人力和財力上對EMTP程式的開發工作給予了極大的支持。當時的工作屬於公共域內(publicdomainwork),其成果可以免費提供給任何一個感興趣的團體。1984年以後,EMTP程式主要分為兩支,一支以DCG(EMTPDevelopmentCoordinationGroup,1982年由北美6個大型電力機構組成)/EPRI(美國電力科學研究院)為代表,試圖將EMTP程式商業化(以下稱其為商業化的EMTP);另一支即ATP-EMTP,它繼續保持EMTP程式的可免費使用性,但為了防止其成果被商業化的EMTP所利用,ATP-EMTP不屬於公共域內。
1984年初,DCG的工作已對免費使用EMTP構成威脅,原BPAEMTP的開發者之一Dr.W.ScottMeyer為了維護EMTP的可免費使用性,於1984年2~3月份,終止了12年的EMTP開發契約,並將他所有的業餘時間用來開發一個富有生命力的替代程式,ATP程式正式誕生於1984年秋。
到目前為止,在世界上已形成了多個ATP-EMTP程式的用戶協會,這些用戶協會通常按地域劃分,包括加拿大/美國EMTP用戶協會(Canadian/AmericanEMTPUserGroup)、拉丁美洲EMTP用戶協會(LatinAmericanEMTPUserGroup)、歐洲EMTP用戶協會(EEUG,EuropeanEMTP-ATPUserGroup)、澳大利亞EMTP用戶協會、南非EMTP用戶協會、日本EMTP用戶協會(JAUG,JapaneseATPUserGroup)、韓國EMTP委員會(KoreanEMTPCommittee)以及中國台灣EMTP用戶協會(包括香港和新加坡)。
功能
EMTP程式的基本功能是進行電力系統仿真計算,典型套用是預測電力系統在某個擾動(如開關投切或故障)之後感興趣的變數隨時間變化的規律;將EMTP的穩態分析和電磁暫態分析相結合,可以作為電力系統諧波分析的有力工具。另外,EMTP程式也廣泛套用於電力電子領域的仿真計算。
目前,ATP-EMTP的數學模型包括如下幾種:
· 集總參數電阻R、電感L和電容C;
· 多相PI等值電路;
· 多相分布參數輸電線路;
· 非線性電阻,這裡v-i特性曲線是單值的;
· 非線性電感器,既可模擬常規的單值特性曲線,也可包括剩磁和磁滯;
· 時變電阻;
· 開關,用來模擬斷路器、火花間隙及其它網路聯接的改變,二極體和晶閘管也包括在內;
· 電壓和電流源,除了標準的數學函式波形外,用戶還可用FORTRAN或TACS來定義波形;
· 動態鏇轉電機,除了模擬最常用的三相同步電機外,還可模擬單相、二相和三相感應電機和直流電機。它與TACS控制系統模型相聯接,從而可模擬電壓調節器和調速器等的動態特性。
· 控制系統可以用TACS(TransientAnalysisofControlSystems)來實現,允許不同種類的非線性和邏輯運算。控制系統的輸入和輸出可以和EMTP的電網路相接口。
ATP-EMTP還配備有比TACS更靈活、功能更強的通用描述語言MODELS。MODELS在ATP-EMTP中的作用主要可歸納為如下幾個方面:
· 提供一種用來開發電路和控制元件模型的工具,這種電路和控制元件模型難以用ATP和TACS中現有元件模型來實現;
· 具有完整程式語言的靈活性而不需要在編程級(programminglevel)上與ATP程式相互作用;
· 不但可以描述元件是如何運行的,而且可以描述元件的初始狀態是如何建立的;
· 在模擬級(modelinglevel)上,通過電壓、電流和控制信號建立與ATP的標準程式接口,而不需要在編程級上通過變數、公用數據區和子程式與ATP相接口,這使得將ATP與外部程式相連線時不必知道ATP內部是如何運行的,也不必改變ATP的源程式。
ATP-EMTP還配備有圖形輸入程式ATPDrawTM,目前最新版是1.4版。ATPDraw1.4是一個32位程式,可以在Windows95/NT下運行。ATPDraw作為ATP-EMTP的一個前處理程式,最終生成一個格式正確的ATP-EMTP的數據輸入檔案。目前ATPDraw支持70個標準元件和28個TACS模組,同時也支持MODELS,用戶可以根據自己的需要創建所需要的電路模組。
使用許可證
儘管ATP-EMTP是一個可免費使用的軟體,但它不是公共域內的軟體。ATP的工作屬於ATP程式開發人員的個人財產,ATP的著作權屬於加拿大/美國EMTP用戶協會,獲取和使用ATP程式必須通過授權,即取得許可證。原則上說,取得ATP程式的使用許可證要通過加拿大/美國EMTP用戶協會的批准,但目前加拿大/美國EMTP用戶協會已授權世界上多個EMTP用戶協會代理此事。下面介紹北美、歐洲和日本EMTP用戶協會的網址,用戶可在這些網址上下載許可證表格及相關信息。
· Canadian/AmericanEMTPUserGroup的網址為:
World-WideWeb:http://www.ee.mtu.edu/atp
FTPservers:ftp://ftp.ee.mtu.edu/pub/atp和ftp://[email protected]/pub/atp
· EuropeanEMTP-ATPUserGroup的網址為:
World-WideWeb:http://www.vmt.bme.hu/eeug
FTPservers:ftp://ftp.rrzn.uni-hannover.de/pub/mirror/atp(IP:130.75.2.2)
· JapaneseATPUserGroup的網址為:
World-WideWeb:http://www02.so-net.ne.jp/~m_kan/index-e.htm
FTPservers:ftp://atp.pwr.eng.osaka-u.ac.jp/pub/atp和
ftp://atp.pwr.eng.osaka-u.ac.jp/~support
歐洲EMTP用戶協會申請過EMTP使用許可證。具體做法為:首先下載許可證表格,表格共2頁,表格的題目是“確認不參與EMTP商業化和同意不泄露ATP-EMTP材料”(affirmationofnonparticipationinEMTPcommerce,andagreementnottodiscloseATP-EMTPmaterials)。表格填好後,雙面複印在一張紙上,然後用普通郵件寄往歐洲EMTP用戶協會。注意:用Email或FAX傳送表格無效。待申請被批准後,此表格上將蓋有歐洲EMTP用戶協會的章並注有批准日期,然後再寄回。歐洲EMTP用戶協會還提供全套ATP-EMTP程式的資料,包括EMTP使用手冊,ATPDraw使用手冊,MODELS使用手冊,關於EMTP理論基礎的書以及ATP-EMTP和ATPDraw的程式碟片。不過這些資料不是免費的,具體價格可在歐洲EMTP用戶協會的網址上查到。目前PC機上最流行的ATP版本有兩種,一種是SalfordATP-EMTP,另一種是WatcomATP-EMTP。兩種版本的特點如下:
SalfordATP-EMTP可以在MS-DOS,Windows3.x和Win95下運行,但需要一個叫做DBOS的DOS擴展器,該DOS擴展器被包含在程式盤中。SalfordATP-EMTP在Win95下運行時不是很平穩
的,特別是當數據量非常大時,因為該程式執行時占用了計算機的所有資源。該版本的一個優點是可以使用TPPLOT(也需要DBOS)作為圖形輸出工具(用來看圖、畫圖和存圖)。
WatcomATP-EMTP是一個真正的32位Windows應用程式,可以在Win95/NT下運行,不能在Windows3.x下運行。它的圖形輸出工具是PCPLOT和PLOTXY。PCPLOT在Win95/NT下運行,它是由EEUG開發的,並被包含在WatcomATP-EMTP的程式盤中。
技術支撐系統
有關ATP-EMTP的技術資料大多可以通過Internet獲得。有多個ATP-EMTP用戶協會出版有自己的雜誌,這些雜誌記載了使用ATP-EMTP的經驗及有關ATP-EMTP的最新信息。另外,各EMTP用戶協會都鼓勵和支持取得使用許可證的用戶之間交流使用經驗和交換最新資料。下面介紹一下通過Email獲得EMTP技術支持的方法。
1991年在美國NorthDakotaStateUniversity由BruceMork教授建立了一個ATP-EMTP的MAILLIST。Maillist的功能是將收到的Email再轉送給所有參加該Maillist的用戶。目前參加ATP-EMTPMaillist的用戶已超過600個,該Maillist已成為全球ATP-EMTP用戶請教問題、交流經驗、發布信息和與程式開發者聯繫的最好場所。任何取得ATP使用許可證的用戶都可以加入Maillist。申請加入Maillist的方法如下:向如下地址:[email protected]發一個Email,該Email的主題(subject)可以空白,Email的正文需在一行內寫完,並且不能超過39個字元。正文內容為:SUBATP-EMTPYourFullName,Institution,Country。注意必須全用英文。幾分鐘之後將返回一個確認信息,回答OK即表示已加入該Maillist。加入該Maillist以後,你發往[email protected]的任何Email將被轉發給所有參加該Maillist的用戶。如果要退出該Maillist,只要向如下地址:[email protected]發一個Email,內容為:SIGNOFFATP-EMTP。