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ATP-EMTP MODELS语言编程指南.pdf
版权申明
本手册的中文版是 EMTP-ATP 中国分委会根据 EMTP-ATP 软件包附带的
原版英文资料，组织北京交通大学电气工程学院电力系统及其自动化专业
2005 级和 2006 级的硕士和博士研究生共 64 人，历时三个月翻译、整理和
校对而生成的。其中，杨媛同学和吴燕同学校对了所有的初稿，付出了巨
大的劳动。在此，EMTP-ATP 中国分委会向所有参加本次翻译工作的老师和
同学表示崇高的敬意和诚挚的感谢。由于时间仓促，错误和不当之处在所
难免，欢迎大家提出宝贵的意见，以便我们在以后的版本升级中改进。
本手册的翻译工作，只是EMTP-ATP中国分委会推动本软件的本地化，
促进本软件在中国的普及与应用工作中的一部分。欢迎大家光顾我们的官
方网站www.ceug.org，并对我们的工作提出批评和建议。
本手册中文版的版权归属 EMTP-ATP 中国分委会所有，所有中国分委会
的会员必须遵守入会时签署的协议，未经许可不得拷贝、复制和传播本手
册的内容，或用于其他商业目的。
EMTP-ATP 中国分委会主席 吴俊勇 教授
2007 年 4 月 12 日
规则手册
电磁暂态仿真程序
RB－03F.PDF
Ⅲ－F 模型：比 TACS 更强大，更灵活，更新颖 P3＋56
CAUE-COMITE
ATP 模型
语言手册
1996 年 2 月
1
目录
引言…………………………………………………………………………………………………………1
1．1 模型语言…………………………………………………………………………………………….1
1．2 主要特性…………………………………………………………………………………………1
2. 模型描述……………………………………………………………………………………………….2
2.1 系统描述………………………………………………………………………………………..2
2.2 模型表述………………………………………………………………………………………..3
2.2.1 模型构成………………………………………………………………………………..3
2.2.2 模型定义………………………………………………………………………………..4
2.2.3 外来模型………………………………………………………………………………..5
2.2.4 外部模型………………………………………………………………………………..6
2.3 命令……………………………………………………………………………………………..7
2.3.1 分配语句………………………………………………………………………………..7
2.3.1.1 分配值…………………………………………………………………………………7
2.3.1.2 微分方程………………………………………………………………………………7
2.3.1.3 拉普拉斯转换方程…………………………………………………………………...9
2.3.1.3 Z 变换方程…………………………………………………………………………...10
2.3.2 算法控制语句………………………………………………………………………..11
2.3.2.1 IF…………………………………………………………………………………….11
2.3.2.2 WHILE………………………………………………………………………………12
2.3.2.3 FOR………………………………………………………………………………….12
2.3.2.4 DO…………………………………………………………………………………...13
2.3.2.5 REDO………………………………………………………………………………..13
2.3.2.6 COMBINE…………………………………………………………………………..14
2.3.2.7 SEQUENCE…………………………………………………………………………15
2.3.2.8 USE………………………………………………………………………………….15
2.3.3 仿真命令……………………………………………………………………………….16
2.3.3.1 WRITE………………………………………………………………………………16
2.3.3.2 ERROR……………………………………………………………………………...17
2.3.3.3 DEPOSIT……………………………………………………………………………17
2.4 不变值元素…………………………………………………………………………………….17
2.4.1 数组…………………………………………………………………………………….17
2.4.2 常数................................................................ 18
2.4.3 常常量.............................................................. 18
2.4.4 数据................................................................ 19
2.4.5 变量................................................................ 26
2.4.6 长变量.............................................................. 26
2.5 模型界面.................................................................. 27
2.5.1 输入................................................................ 27
2.5.2 输出................................................................ 28
2.6 函数...................................................................... 28
2.6.1 在一个模型中的函数................................................. 28
2.6.2 语句函数........................................................... 29
2.6.3 点单函数........................................................... 29
2
2.6.4 外来函数............................................................ 30
2.6.5 常用函数........................................................... 25
2.6.6 常用仿真函数....................................................... 26
2.7 名称 ...................................................................... 28
2.7.1 名称定义 ............................................................ 28
2.7.2 使用路径名 .......................................................... 28
2.8 数据 ...................................................................... 28
2.8.1 数据类型 ............................................................ 28
2.8.2 数据参考 ............................................................ 29
2.8.3 值的限定............................................................ 29
2.9 公式...................................................................... 30
2.9.1 模型中的公式........................................................ 30
2.9.2 一般表达式.......................................................... 31
2.9.3 加法表达式......................................................... 33
2.9.4 导出表达式......................................................... 34
2.9.5 积分............................................................... 35
2.9.5.1 积分表达式………………………………………………………………………...35
2.9.5.2 重置积分值………………………………………………………………………...36
2.10 格式..................................................................... 36
2.10.1 描述格式........................................................... 36
2.10.2 分隔符............................................................. 36
2.10.3 行缩排............................................................. 37
2.10.4 注释............................................................... 37
3.模型仿真........................................................................ 38
3.1 仿真指导.................................................................. 38
3.1.1 时间步长 ............................................................ 38
3.1.2 补充 ................................................................ 38
3.1.3 延迟................................................................ 39
3.2 仿真过程 .................................................................. 40
3.2.1 设定初始化 .......................................................... 40
3.2.2 历史方程............................................................ 41
3.2.3 INIT程序............................................................ 42
3.2.4 EXEC程序............................................................ 43
3.2.5 联立变量 ............................................................ 43
3.2.6 使用线性组合的联立线性变量 .......................................... 43
3.2.7 使用线性组合的联立非线性变量 ........................................ 44
4. ATP的模型...................................................................... 47
4.1 数据的模型 ................................................................ 47
4.1.1 从电路到模型的输入 .................................................. 48
4.1.2 从模型到电路的输出 .................................................. 49
4.1.3 模型部分的高级变量 .................................................. 50
4.1.4 模型中记录数值 ...................................................... 50
4.2 电路中的 94 型元件 ......................................... 错误！未定义书签。
4.2.1 三种类型：戴维南，迭代法，诺顿 ...................... 错误！未定义书签。
3
4.2.2 ATP的 94 型格式...................................................... 52
4.2.3 94 型模型模版 ....................................................... 53
4.2.3.1 戴维南模板……………………………………………………………………..53
4.2.3.2 迭代法模板……………………………………………………………………..54
4.2.3.3 无传输线诺顿模板………………………………………………………………54
4.2.3.4 传输线诺顿模板………………………………………………………………..55
4
引言
1．1 模型语言
MODELS 是由表达和研究时变系统的一组仿真工具支持的多方面的描述语言。
MODELS 语言提供一种描述模型结构和元件基本功能的格式。
模型的描述可以自文档化，而且可以用作描述系统的文档,也可以用于实际仿真中的数据。
系统在 MODELS 中可以被描述成为内部联系的子模型的排列，在它们的内部描述（例如，选择
变量名称）和仿真（例如，选择他们单独仿真时间步长的大小）中彼此相互独立。
在 MODELS 中模型的描述和用途上有明显的区别。单独的模型可以单独应用，一个或更多的模
型的库组成一组，同时在其他模型中作为系统构建中独立的模块。
最后，每个模型的描述使用一种自由格式、局部上下文关键词驱动的语法，以及在它的表示法
中不要求的固定格式。
当前的文档被分成两部分，第一部分描述模型，第二部分描述仿真中模型的应用。
模型描述方法的一般性概括在下一页中，标题为主要特征，系统描述，模型分解和模型定义。
1．2 主要特征
MODELS 语言的主要描述特性如下：
－MODELS 的语法允许系统的描述与系统的功能结构相符合，支持对组成，顺序，一致，选择，循
环和复制的清晰描述；
－模型的描述也可用作模型的文件；
－清楚的指定了模型的内部和外部；
－模型的部分给予具有表达它们功能意义的名称；
－系统可以被划分为独立的子系统，每个子系统都有局部名称的空间；
－用来描述系统运行的模型和方程是在程序设计语言中创建，而不是在 MODELS 语言中创建。
5
MODELS 语言支持的主要仿真特性如下：
－模型描述和用法之间的区分，允许单独仿真模型的多种独立的复制（时间步长，维数，初始运行
条件等）；
－三种最初方法的分级结合（故障，独立使用，嵌入），每种方法通过对先前仿真结果的输入值和
时间函数的变量的直接描述，来为模型之前仿真历史的描述提供帮助。
－输入值和仿真过程中的模型变量的动态控制修正；
－仿真过程中的模型结构的动态控制修正（拓扑组成和算法）
2. 模型描述
2.1 系统描述
MODEL 语言的描述模块是模型定义的。主要包括模型的四个方面：
——模型中呈现了什么元件
——模型是如何与它运行的环境互相作用的
——模型是如何仿真的
一个模型由两种元件构成：
——确定元件的值（常量，数据参数，输入，变量）
——子模型（固定值元件的局部组合）
模型的元件之间的内部相互作用通过指定元件在哪个结构中组合来描述，使用：
——组成，参加操作的语句组组合成子模型
——复制，一个模型的少数独立使用指定在一个系统的描述中（见 USE 语句）
——选择，不同的语句组是激活取决与特定状态（IF 语句）
——联系，一些语句明确的指定作为常见组（DO 语句）
——重复，按照这组语句的说明的内在指令重复一组语句组的运行（REDO 语句）
——条件重复，按照特定的外在条件，重复一组语句组的动作（WHILE 语句）
——索引的重复，使用一个或多个特定参数值的列表，重复一组语句组的运行（FOR 语句）
6
——一致，一组语句组彼此同时运行（COMBINE 语句）
——顺序，按照他们所设定的顺序使得一组语句组连续运行（SEQUENCE 语句）
与周围环境有关的模型的外在联系通过指定信息是如何从开始到结束来描述的
——输入关系（见 INPUT）
——输出关系（见 OUTPUT）
对一个模型独立使用的特殊运行指令在每个 USE 声明中指定，以 DATA 和 HISTORY 分配的形式以及
以仿真指令的形式（见 USE）
2.2 模型表述
2.2.1 模型构成
虽然一般可能在不定义任何子模型的情况下来表达模型的运行，还有很多优点将一个大的模型分为
各个元件组，每一个都运行了一个简单的功能。
在一个系统的所有描述中，每个合成组都描述为一个独立的模型，描述了组中元件之间的互相的交
互作用，以及组本身它所运行的环境下的交互作用，并伴有以下优点：
——清楚详尽的界面：模型和它的环境的交互作用通过其指定界面进行
——局部操作：模型自身运行的环境与模型中包含的元件的运行是相互独立的
——局部命名：所有用来作为模型相互区分的名称不用考虑是否与模型外部的名称重复
——复制： 一旦被定义，一个模型就能用于单独的应用中，每个这样的应用是与同一模型的其他
应用相互独立的。
——仿真控制：控制模型仿真的指令可以为同一模型的不同用法单独的指定。
——状态历史：状态信息是保留模型的每个独立使用，以分配给变量的现在值和过去值的形式保留
信息。
——局部发展：作为一个自包含的描述，模型能够从一个最终使用的较大的内容中得到发展和测试。
——局部维护：模型的内在的实施可以在不影响系统描述的其他部分下修改，假设原先模型界面初
始的具体说明保持不变
——模型库： 多种的模型集合到模型库中，根据需要独立利用
——粗略模型：当进行一个大型系统的描述时，整个系统的模型能早被原型化，通过暂时大致估计
未完成的子模型的内部操作，利用简化等价描述，使用相同的模型界面作为最后结果
2.2.2 模型定义
7
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