计算的对象包括雷电过电压和各种内部过电压。

随着计算技术的发展进步，计算过电压的方法发生了很大的变化。在采用计算机进行过电压计算之前，主要是采用波过程计算方法，基本上是用作图、列表法求解；对于含有铁磁非线性元件的情况，则采用图解法、近似解析法等求得稳态解，因此只适用于过电压的原理分析和简单情况的计算。20世纪60年代以来，电力系统过电压的数值计算方法得到迅速发展，先后提出了不同的过电压数值计算方法，它们的主要差别在于对分布参数线路的处理方法不同。根据这些处理方法，可以建立起电力系统中各种元件的计算模型，借助于数值计算方法，编制计算软件，利用数字计算机，按照实际电力系统工程条件计算过电压，对过电压的一些影响因素进行敏感性分析，并引入概率统计理论，形成过电压概率统计计算方法。已经形成一些比较成熟的过电压计算软件，例如，由H.W.多梅尔等人所完成的电磁暂态计算程序（EMTP），可用于分析和计算大型复杂系统过电压，已得到广泛应用。

工程上比较实用的方法有彼得森法则、等值波法则和建立在行波基础上的网格法和特性线法。这些方法只适用于节点数比较少的简单网格，但却是用计算机数值求解波过程的基础。

行波计算中一种简化计算的集中参数等值电路法则，将沿长线传播而来的电流源等效为等于导线波阻抗的电阻与2倍于电流源电流的串联电路。

在过电压计算中，以等值单线路代替连接于一个节点的多条线路，以简化计算。它是行波计算中的另一个等值计算方法，又称广义彼得森法则。等值波法则的适用条件为：与节点相连的诸线路均为无穷长，且各线路间无耦合。如果线路为有限长，则只适用于波在最短的那条线路末端的反射波还没有到达节点的时间内。

一种用于计算无损线路网络波过程的计算方法。其原理是:根据线路各节点的折射、反射系数计算出各节点的各次折射波和反射波，按时间的先后次序表示在网格图上，然后用叠加的方法求出各节点在不同时刻的电压值。如果网络中含有集中参数电感和电容元件，则需将其用一定长度和波阻抗的无损线路近似等值。网格法原理比较简单，但对含有多个节点的复杂网络，其求解过程颇为复杂，计算工作量很大，因此该方法只适宜于计算比较简单网络的波过程。

同时用电压波和电流波对分布参数电路的波过程进行分析的一种方法，通常是通过作图进行的。该方法是L.贝杰隆提出的，故称为贝杰隆法。实际工程应用中，可能节点两侧线路的波阻抗不同，或者线路末端接有非线性阻抗，或者给出了线路两侧的边界条件等，均可根据给定的边界条件利用作图的方法进行计算。由于是采用作图法进行计算，因此该方法的准确度较低，而且只适用于仅有一条线路的简单网络的过电压计算。

根据电力系统中各种元件的物理特性建立数学模型，借助数值计算的方法，编制计算软件，利用计算机对电力系统的各种过电压进行计算。所用的数值计算方法有贝杰隆多梅尔法、相模变换法、傅里叶变换法等，它们的差别主要在于处理分布参数线路的方法不同。

以无损线上波动方程和物理概念为基础，将网络中集中参数电感、电容元件和分布参数线路均等效为集中参数有源电阻电路，用通用的集中参数电阻网络的数值解法计算整个网络的过渡过程。它是国际上比较成熟的一种电力系统过电压数值计算方法。

实际电力线路和大地回路的参数是频率的函数，冲击电晕使线路参数不但是频率的函数，而且也是电压的函数，要能比较精确地求出过电压的数值解，还必须在计算软件中加入相应的计算模型。

数值求解多相分布参数线路波过程的一种计算方法，在n根有耦合线路的波过程计算中，借助矩阵的对角化变换，使求解相互关联的相量系统（即实际系统）的电压和电流转变为求解n个独立的模量系统的电压和电流，从而简化计算。

求解分布参数线路波过程的一种数值计算方法。因为用于系统分析的独立变量是角频率ω，而不是时间t，所以也称频域分析法。其数学基础是傅里叶变换或拉普拉斯变换，其物理意义是：可以将任意周期或非周期信号分解为无穷多个不同频率的正弦信号，通常实际工程系统的信号是可以进行傅里叶变换的。由于对应时域的微分、积分运算，在频域中变成了乘、除因子jω的运算，求解微分方程变成求解代数方程，使运算简化。对于含有分布参数线路的网络，有时需要考虑线路参数的频率变化特性。但是如果被研究系统的其他部分元件的参数具有非线性或时变特性时，这个方法将不适用。

研究过电压幅值概率统计特性的模拟计算方法。主要有蒙特卡罗法（Monte Carlo）、区间组合法等。它们的基础思想是：在需要得到某随机事件（如过电压、绝缘故障）的概率时，可以通过某种随机抽样的试验来实现，当试验次数足够多时，就可以把试验得到的统计结果作为问题的近似解答。

在概率论中又叫统计模拟法或统计试验法。20世纪50年代以来，在科技领域中得到广泛应用；80年代以来，特别在操作过电压概率分布的数值计算方面，有了比较成熟的经验，已成为电力系统电磁暂态计算程序的一个有机组成部分。蒙特卡罗法有3个基本过程：①建立适当的概率模型。②对不同分布（如均匀分布、正态分布等）的随机变量用数学方法进行随机抽样。③根据抽样在计算机上进行大量的模拟计算（试验），并对结果进行统计分析，给出问题的近似统计估计值。蒙特卡罗法的主要特征是随机抽样，因此计算误差与随机变量维数无关；计算误差与抽样（试验）次数的平方根成反比。所以蒙特卡罗法适用于对求解随机变量较多的问题。

将所有遵从各自概率分布的独立随机变量在一定的范围内分别划分成许多子区间，各个随机变量在各自的子区间的概率是已知的，将所有变量区间构成许多复合事件，每个复合事件的概率就是该复合事件各变量概率的乘积，所有复合事件概率的总和应等于1。对每个复合事件逐一进行研究，所有能引起危险过电压的复合事件出现概率的总和就是引起绝缘故障危险的概率。区间组合法的特点：①不依赖随机抽样的结果进行模拟计算，所以每个复合事件都有平等的机会接受模拟试验。②从各个复合事件区间的概率直接统计结果，不需计算样本均值，其误差不受样本容量的影响。③用离散的区间概率代替连续分布是产生误差的主要原因，区间划分越细，精度越高，但是随机变量很多时，会增加计算工作量。所以区间组合法适用于随机变量较少的小概率事件。

以贝杰隆法为基础的研究电力系统电磁暂态过程的数值计算软件。最初由H.W.多梅尔创建，多年来经过许多人的共同努力而逐渐完善，已成为国际通用的一种电磁暂态计算程序。美国、加拿大、中国以及欧洲一些国家都还在为该程序的改进、提高和普及推广做了大量工作，国际上流行的EMTP版本有BPA EMTP、UBC MicroTran、DCG/EPRI EMTP、ATP、EMTDC、PSIM、SAPER等，其中有的版本适用于高压直流系统和电力电子系统过渡过程的研究。EMTP可以求解由电阻、电感、电容组成的单相或多相П形电路、分布参数输电线路或其他元件相互连接所组成的任意网络。

EMTP的基本计算过程为：①将网络中各元件等效为电阻元件，其中电感、电容、分布参数线路等储能元件在t时刻的初始状态，可由前一时刻t-Δt的相关解中计算得到一个历史项，以已知电流源的形式表示。②以节点电压周围状态变量，列出网络的节点方程组，从而得到网络的对称电导矩阵。③利用顺序消元和稀疏技术对电导矩阵做三角分解，求解线性代数方程组即得到网络中各个节点的电压。

EMTP的主要计算功能：①计算由电阻、电感、电容组成的单相或多相П形电路、单相或多相分布参数电路或其他元件所组成的任意网络的稳态解和电磁过渡过程解。②所计算网络中元件的参数可以是线性的，也可以是非线性的。程序中除了常用的恒定参数的集中和分布参数元件模型外，还有诸如模拟电抗器或变压器磁饱和特性的非线性电感元件、模拟避雷器的非线性电阻元件，以及考虑单相或多相输电线路的频率相关参数计算模型等。③程序中包括三相同步电机计算模型和可以模拟多种主要类型电机的通用电机计算模型，既可以模拟电机的电气特性，也可以模拟电机轴系机械特性，因此，在网络计算中，可以计及由于电机的机电过渡过程特性对网络的稳态相量解和机电过程的过渡过程解的影响。④所计算网络工作状态的变化，是由开关元件的分、合动作实现的，这些开关包括模拟断路器操作的时控开关模型、模拟间隙放电现象的压控开关模型、考虑概率特性的统计开关模型以及电力电子开关器件模型等。可以对电力系统过电压的概率统计特性进行研究，也可以研究包括电力电子元件网络的过渡过程。⑤程序中的电源元件有电流源和电压源两种类型，电源信号波形可以选择程序给定的诸如阶跃函数、斜角函数、双指数冲击函数、正弦函数，也可以由用户自行定义。⑥控制系统过渡过程分析（TACS）模型，该模型可以用于模拟高压直流输电（HVDC）换流站控制、同步发电机的励磁系统和调速系统控制系统、各种电力电子装置如灵活交流输电装置的控制等。⑦支持子程序包括频变参数模型、电晕模型、三相不换位架空线路参数子程序、电缆参数子程序、计算单相双绕组或三相多绕组的变压器参数的子程序。

数字计算不可能连续地模拟过渡过程现象，只能在离散的时间点（步长Δt）求解，因此会导致逐步计算中的累积误差，甚至偏离真实解。但是，在EMTP中所采用的基于梯形积分的数值计算方法在数值上是稳定的，可以避免这种误差的累积。该程序规模大，功能强，在通用性、灵活性、计算精度等方面有很大的优越性，成为国际上最通用的电磁暂态计算程序。该程序还在不断完善和发展，主要工作是建立不同元件的更为精确的模型。例如，绝缘子闪络的先导发展模型，考虑雷电流通过时产生的火花放电的接地导体的模型，杆塔的多波阻抗组合模型等。