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關于暫態論文范文資料 與電磁暫態計算程序ATP輸入和輸出格式有關論文參考文獻

版權:原創標記原創 主題:暫態范文 科目:論文目錄 2020-02-21

《電磁暫態計算程序ATP輸入和輸出格式》:本文關于暫態論文范文,可以做為相關論文參考文獻,與寫作提綱思路參考。

摘 要:ATP(Alternative Transient Program)是電磁暫態計算程序(Electro-Megnetic Transient Program, EMTP)的免費分支,目前在電力系統暫態計算中受到普遍應用.在一些情況下,需要自己手工編寫或处理ATP的輸入和輸出文件,或是進行批量相似仿真任務,由于人工操作過于費時費力,此时可能需要用外部程序控制調用ATP.這都要求了解輸入、輸出文件的格式.文章簡要介紹了ATP的文件系統、輸入文件和輸出文件的格式,希望能夠給ATP用戶一些啟發.

關鍵詞:EMTP;ATP;文件系統;輸入文件;輸出文件

中圖分類號:TM726 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2016)29-0069-02

1 概 述

電磁暫態計算程序(Electro-Megnetic Transient Program, EMTP)最初由美國幫納維爾電力局(BPA)的Dommel博士和Mayer博士開發,在電磁暫態計算領域获得了很大成功.爾后,在最初的EMTP程序的基礎上,又衍生出了一些不同的分支,常見的有PSCAD,EMTP-RV,EMTP-ATP等.其中,EMTP-ATP是免費的分支,國內常簡稱為ATP.

和EMTP一樣,ATP算法的基礎是貝杰龍(Bergeron)模型.其基本思想是把復雜的設備、元器件(例如變壓器、線路等)等效為最基本的電源、電阻、電容、電感、傳輸線和開關元件,而該模型的核心就是把電容、電感和傳輸線等效成電阻和歷史電流源的網絡,歷史電流源的取值由上一個仿真步長中的電流決定.由此可以把電路化成電源、開關和電阻的網絡,方便求解.最終電阻網絡的求解是用節點電壓法.

除了以上基本元件類型以外,ATP還提供了功能更為強大的TACs模塊和MODELs模塊,能夠實現高級用戶對元器件自定義的需求,因此ATP對復雜問題的处理能力是很強大的.除此以外,對于電力系統中的一些設備,如電機、變壓器、線路等,都有現成的模型,還往往提供多個模型供不同需求的用戶選擇,因此對普通用戶而言,ATP也具有使用簡單,容易上手的優點.

有時候用戶需要自行編寫或是修改ATP的輸入文件,更常見的是讀、处理輸出文件.因此本文簡要介紹了ATP輸入文件的格式,詳細介紹了輸出文件的格式.希望對ATP用戶能夠有一些幫助.

2 ATP的文件系統

ATP用戶常見的ATPDraw操作界面,如圖1所示.

實際上,ATPDraw只是挪威的H?idalen博士所開發的用戶界面,用于電路圖的繪制并生成標準的ATP輸入文件,并不包含ATP程序本身.ATP主程序一般是一個名為TpbigG(W/S).exe的可執行文件,其語法為:

RUNTPG

其中,RUNTPG可以為用戶自行定義的環境變量,指向Tpbig文件,也可以是Tpbig文件本身.

可以為BOTH或DISK,指明輸出結果是同時輸出于硬盤文件和對話窗口,或者僅輸出于硬盤文件.是輸入文件的文件名,一般擴展名為.atp.

是輸出文件的文件名,如果為S,則和輸入文件的文件名相同,輸出文件的擴展名為.pl4,如沒有指定目錄,則和Tpbig文件目錄相同.

TpbigG.exe BOTH DC4_1.S-R

意為在硬盤上寫輸出文件,并在屏幕上顯示輸出結果,輸入文件為DC4_1.atp,輸出文件為DC4_1.pl4,如果存在同名輸出文件,則直接覆蓋而不提示.

除了Tpbig文件以外,ATP目錄下還有兩個較重要的文件STARTUP和LISTSIZE,前者保存一些仿真所用到的常數變量如迭代精度等,后者保存了一些節點、支路數量上限等程序限制.

3 輸入文件格式

輸入文件是一個純文本文件.文件中的每一行稱為一個卡片,卡片這名稱源于老式計算機的輸入方式,一個卡片最多可以填寫80個字符.其中,類似BEGIN NEW DATA CASE的大寫字母語句的卡片是一些指令,其格式和內容都是固定的.大寫字母C打頭的為注釋./打頭的是標識符,一些未用到的可以不寫,但是其前后順序是固定的.其他卡片都是仿真參數和電路參數.

紧接着BEGIN NEW DATA CASE卡片的是仿真參數,其中dT是時間步長,Tmax是仿真時長,其下面一行第一個是Print Freq.,其作用下面會有說明./BRANCH部分是支路卡片,n1、n2是兩端節點名稱,R、L、C是電阻、電容、電感值,A、B是傳輸線的兩個參數,leng是傳輸線的長度./SWITCH部分是開關卡片,n1、n2同樣是兩端節點名稱,Tclose和Top是開關的合、分時刻,Ie是截止電流./SWITCH部分是電源卡片,由于ATP里面任何電源都是接地的,因此沒有n2參數,Ferq是電源頻率,Phase是初相角./SWITCH部分是輸出量.

ATP用戶可能會遇到一情況,即需要對電路中一個參數進行反復的調整,如果次數較大,人工操作就比較費力.此时可以用外部程序修改該.atp文件,并調用Tpbig文件求解,然后讀取輸出文件.由于ATP使用FORTRAN編寫,當修改該參數時,如是整數需要在后面加小數點,如是科學計數法,小數位不能超過2位,用大寫E,比如1.5E5.

4 輸出文件格式

ATP的輸出文件,即.pl4文件的格式,如圖2所示.

開頭的部分以文本形式存儲了仿真的的時間,紧接着的4個字節是電路的節點數,再緊接的三個四字節分別存儲了輸出電壓的數量、輸出電流的數量、以及TACs數.緊接的四個字節沒有用處,再緊接的四個字節非常重要,它指出了數據區的開始位置.以上內容的字節長度都是固定不变的,除了文本格式的時間外,都是以32位整數的格式存儲.

在下面是一些說明文字和輸出電壓、電流的命名信息.

首先是各個節點的名稱,然后是每個輸出電壓對應的兩個節點的編號,最后是每個輸出電流對應的兩個節點的編號.例如圖中電流的編號為04、03,表示該電流是從上面所記錄節點的第4個節點流出,流入第3個節點.

接下来是數據區,所有數據都是采用32位浮點數存儲.從0時刻起,順序為時間、各個輸出電壓、各個輸出電流,然后是下一個時刻的各個值.即是说,如果輸出電壓為m個,輸出電流為n個,那么最前面的1+m+n個數據即為0時刻對應的時間、各電壓數據、各電流數據,紧接着的1+m+n個數據為第一個時間步長的數據,以此類推.

值得指出的是,ATP的輸出中,除了數據文件.pl4文件以外,比較重要的還有日志文件即.lis文件,和輸出文件名相同.該文件包含的信息可能對用戶有用.文件內容包括LISTSIZE文件中的各個變量上限、.atp文件主要內容和其解析、各個節點間的連接情況、計算結果的概要(即每隔Print Freq.個時間步長記錄一組數據)、節點流過的功率數據、輸出數據的最大值和最小值等信息.如果運行出錯,還會給出出錯信息.不同版本的ATP,因為默認設置不同,該文件的內容可能不盡相同.

5 結 語

本文簡要介紹了ATP的文件系統、輸入文件和輸出文件的格式,希望能夠給ATP用戶一些啟發.

參考文獻:

[1] 解廣潤.電力系統過電壓[M].北京:水利電力出版社,1985.

[2] Dommel H.W. EMTP Theory Book[M].1986.

[3] CEUG. Alternative Transients Program (ATP) Rule book[M]. 1995.

暫態論文參考資料:

結論:電磁暫態計算程序ATP輸入和輸出格式為關于本文可作為相關專業暫態論文寫作研究的大學碩士與本科畢業論文電力系統暫態論文開題報告范文和職稱論文參考文獻資料。

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