在电力系统建模中，EMTP作为主流的电磁暂态仿真工具，经常被用于开关操作、电弧建模、雷击浪涌、电压暂降等复杂工况分析。但不少工程师在使用中发现，仿真运行不稳定、报错中断甚至数值发散的情况并不罕见。究其根源，往往是暂态求解过程中参数设置不合理所致。理解这些异常背后的计算机制，并合理调整关键参数，才能保障仿真模型的稳定性与工程结果的可靠性。

　　一、EMTP暂态仿真为什么不稳定

　　仿真不稳定的现象，通常表现为收敛失败、波形抖动、时间步骤剧烈变动等，其成因多为参数不匹配与建模不规范

　　1、时间步长设置过大

　　若固定时间步设置过长，将错过关键的高频响应过程，导致数值误差积累，引起仿真跳变或不收敛。

　　2、系统接地配置有误

　　不规范的接地模型（如悬空节点、接地电阻为零）容易形成电位漂移，使解矩阵奇异，从而导致仿真中断。

　　3、非线性器件未收敛

　　如避雷器、断路器、电弧模型等高度非线性元件若初始值不合理，会导致牛顿迭代失败，难以求解出稳定状态。

　　4、拓扑中存在隐性孤岛

　　部分电气元件未形成闭合回路，会引发浮点异常，导致节点电压无法求解，仿真运行直接终止。

　　5、频率相关参数配置冲突

　　如存在变压器、线路的频率特性与设定的求解频带冲突，会造成频率域建模不一致，从而失稳。

　　二、EMTP暂态求解参数应怎样修正

　　提高仿真稳定性，必须从步长、模型、初始值等多个参数维度进行系统修正

　　1、设置合适的最大时间步长

　　推荐初始设置为系统最低时延相关设备时常的十分之一，例如有高频分量存在时，步长应控制在1μs以内。设置路径为：点击【Simulation Options】→在【Time Step】中手动输入建议值。

　　2、启用自适应步长策略

　　在突变事件频繁区域（如断路器合闸瞬间）建议勾选【Use adaptive time step】选项，自动降低步长以保持精度。

　　3、优化初始条件求解

　　在【Initialize from steady state】中启用预稳态解算器，自动评估非线性器件的初始电压、电流，避免启动阶段不稳定。

　　4、调整收敛容差与迭代次数

　　进入【Solver Parameters】界面，将【Maximum Iteration】设为25以上，收敛容差适当放宽至1e-3，可避免高非线性模型频繁报错。

　　5、规范接地电阻配置

　　所有接地节点应设定合理电阻值（建议不小于0.1Ω），在【Ground Options】中检查并统一修改，避免系统接地不闭合。

　　6、对非线性设备使用预设模型

　　如避雷器、电弧等器件建议使用EMTP官方提供的库函数模型，路径为【Devices】→【Surge Arrester】或【Arc Model】，避免自行编写造成误差。

　　三、EMTP仿真模型结构是否合理

　　除参数设置外，模型结构是否符合真实电网运行特性也是影响仿真稳定性的根本因素

　　1、是否存在孤立节点

　　使用【Check Network Connectivity】功能自动检测无连接支路或悬浮节点，及时补充电气闭合路径。

　　2、是否叠加不必要元件

　　某些过渡时期留下的空电阻、电容单元应及时清理，避免引入零阻抗通路或电容耦合异常。

　　3、是否统一建模粒度

　　部分子系统建模为高频细粒度，部分为低频粗建模，会造成接口匹配问题，建议统一在建模初期设定全局建模策略。

　　4、是否重复定义控制量

　　在多重控制系统中（如AVR、PSS并用），可能存在调节器重复对同一参数调节的情形，应在【Control System】中设定控制器优先级或互锁逻辑。

　　5、是否导入了兼容性差的外部模型

　　第三方库导入模型如未经过仿真验证，建议使用EMTP提供的【Model Validation】工具进行静态与动态一致性检查。

　　总结

　　EMTP暂态仿真中的不稳定问题，既有求解器参数设置不当的表面因素，也涉及模型结构不规范的深层原因。通过合理设定时间步、自适应策略、收敛条件与接地配置，并结合模型结构自检与精简优化，可以有效提升仿真的稳定性与准确性，为电力系统分析提供坚实的工具保障。