Prowadzenie obliczeń z wykorzystaniem programu ATP-EMTP wymaga bardzo
często analizy powstałych błędów. W szczególności jest to bardzo
istotne przy opracowywaniu nowych, wdrażaniu już istniejących modeli
elementów bądź całych układów. Nie sposób ich uniknąć, dlatego konieczne
jest prowadzenie analizy procesu obliczeń w celu ich wykrycia i
usunięcia. W tej części kursu zostaną przedstawione najczęściej
spotykane błędy wynikające z przyjętej metody prowadzenia obliczeń w
EMTP, polegającej na dyskretyzacji sygnałów w dziedzienie czasu.
Proces obliczeniowy w EMTP jest prowadzony w kilku etapach. Na podstawie
znajomości wartości zmiennych w układzie w chwili t – Δt wyznacza się
ich wartości w chwili t. Przyjęty krok obliczeń (czasowy) Δt musi być na
tyle mały, aby równania różniczkowe mogły być aproksymowane równaniami
różnicowymi. Odpowiada to całkowaniu numerycznemu metodą trapezową z
krokiem Δt. Napięcia w niektórych węzłach są znane, ponieważ są
dołączone do źródeł lub uziemione. Po wyznaczeniu napięć w węzłach, w
następnym kroku czasowym tworzone są nowe macierze zmiennych historii
układu w chwili t – Δt i cały proces się powtarza. Symulacja może
rozpocząć się od warunków początkowych zerowych, określonych dla źródła
harmonicznego o zadanej częstotliwości lub dla wielu źródeł
harmonicznych o różnych częstotliwościach [1].
analiza błędów
Podczas wykonywania obliczeń nowo tworzonych układów bardzo często użytkownik może popełnić błędy powodujące wstrzymanie procesu obliczeniowego. EMTP w sposób bardzo uproszczony umożliwia użytkownikowi analizę przebiegu procesu obliczeniowego.
W EMTP możliwa jest jedynie ręczna analiza pojawiających się błędów. Dostępna jest ona za pośrednictwem plików z końcówką LIS znajdujących się w katalogu C:/EMTP/ATP. Pliki LIS tworzone są za każdym razem po udanym lub nieudanym procesie obliczeniowym. Jest w nich zawarty opis każdego błędu w języku angielskim. Każde kolejne uruchomienie obliczeń w EMTP zamazuje poprzedni plik z komunikatami o błędach.
Aby móc z niej w ogóle skorzystać, należy z menu głównego wybrać ATP Settings oraz zakładkę OUTPUT i zaznaczyć Auto-detect simulation errors. Poszczególne rodzaje komunikatów, o których będziemy informowani, wybieramy zaznaczając odpowiednio:
ERROR – błędy powodujące wstrzymanie procesu obliczeniowego,
KILL CODE – kod błędu powodującego wstrzymanie procesu obliczeniowego,
+++ – informacje o zmianie stanu układu podczas obliczeń np. załączenie się TACS Switch,
+++/// – jw. uzupełniona o opis zaistniałego zdarzenia,
%%% – ostrzeżenia i informacje niepowodujące wstrzymania procesu obliczeniowego, takie jak np. prawidłowy zapis plików wynikowych na dysku.
oscylacje numeryczne
Obecność elementów nieliniowych w obwodzie wymaga stosowania nieliniowych metod obliczeń dla całego obwodu (opisanych w skrócie na wstępie). Wychodząc z założenia, że podejście takie jest mało efektywne, w przypadku obecności tylko kilku elementów nieliniowych w programie ATP-EMTP zastosowano zmodyfikowane metody liniowe do analiz elementów nieliniowych. Elementy, które mogą być modelowane tymi metodami, to np. nieliniowe indukcyjności do reprezentacji zjawisk nasycania się transformatorów, nieliniowe rezystancje jako ograniczniki przepięć oraz rezystancje zmienne w czasie do reprezentacji np. łuku elektrycznego.
Przyjęta w ATP-EMTP metoda trapezowa całkowania może niekiedy prowadzić do powstania błędów objawiających się tzw. „oscylacjami numerycznymi”. Powstają one w sytuacji skokowej zmiany pochodnej prądu płynącego przez indukcyjność lub pochodnej napięcia na kondensatorze.
