PSCAD和MATLAB接口方法及改进建议.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,PSCAD,接口方法研究,第,*,页,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,PSCAD,的接口方法研究,武汉大学电气工程学院,乐健,2011.04,主要内容,1.PSCAD,的数据级接口,2.PSCAD,的程序级接口,3.PSCAD,方程程序的自动生成方法,4.,结论与建议,2,1.PSCAD,的数据级接口,目的：,利用外部数据资源；,生成数据被外部程序调用；,查看仿真过程中的详细数据。,包括数据输入接口和数据输出接口。,3,数据输入接口,主要利用,File Reader,元件,参数设置,从另一个,PSCAD,运行进程或外部波形获取数据，并可用作输入,4,重要参数设置,数据文件名称,绝对或相对路径,数据列数,采样频率计数方法,采样频率,遇文件尾部的处理方法,5,数据文件格式,第一行必须为空或注释,可由,11,列数据（采样频率指定）,或,10,列数据,+,第一列为采样时间点,数据使用,6,数据输入示例,电能质量,监测数据库,PQD,格式,监测数据专,业解析软件,Txt,格式,自编写中,间处理软件,Txt,格式,PSCAD,输出显示,7,数据比对,专业解析软件中的波形,输入至,PSCAD,中的波形,8,数据输出接口,选择进行数据存储,输出文件名称,9,输出文件格式,（,1,）,生成一个,.,inf,文件,波形名称,数据编号,所属页面,最大最小值,单位,10,输出文件格式,（,2,）,生成若干,.out,文件,每个文件最大,11,列，第,1,列为采样时间点，其余,10,列为,数据。若仿真项目内的输出波形大于,10,个，即会自动,生成多个,.out,文件，并自动编号。,采样时刻,PGB(1),PGB(2),11,2.PSCAD,的程序级接口,目的：,与其它应用程序实时交互,自动生成仿真计算程序,作为后台支持程序,基本没有开放式接口，如,API,函数和OLE,可调用其它应用程序；,12,调用外部子程序,(1),接受,.f,，,.for,，,.f90,和,.c,的源代码文件,多个文件用“,”,分开，每个文件可包含多个子程序,各子程序均可在自定义元件的,代码部分进行调用,13,调用外部子程序,(2),主要利用,File Reference,元件,也可接受,.f,，,.c,的源代码文件,但在,PSCAD,最新版本中，该元件主要用于与,associated files,一起在,PSCAD,中调用其它应用,程序，故调用外部子程序时，推荐前一种方法。,14,调用,Fortran,子程序示例,dd.f,中的,exap,15,调用,C,子程序示例,16,加入用户自定义库,将多个用户子函数形成库文件，避免针对各个仿真程序加入多个源代码文,件。在无需修改源代码的情况下充分利用其它人员开发的函数。,17,调用其它外部程序,+,设置需编辑的文件,在此页面设置,设置文件后缀和相应打开应用程序,18,调用外部程序示例,(1),编辑文件,aa.xls,在,PSCAD,内双击图标，,即可打开,Excel,对,aa.xls,进行编辑,19,调用外部程序示例,(2),20,与,MATLAB,的接口,(1),步骤,1,：,全局设置,MATLAB,接口信息,步骤,2,：,指明本仿真模型使用接口,21,与,MATLAB,的接口,(2),步骤,4,：编写用户元件，但注意至少提供两个输入参数，,指明需使用的,.m,文件的名称和路径。,步骤,3,：编写,.m,文件，实现元件功能。,22,与,MATLAB,的接口,(3),步骤,5,：在用户元件代码内调用,.m,文件。,SUBROUTINE MLAB_INT(MPATH,MFILE,INPUTS,OUTPUTS),CALL MLAB_INT(“,文件路径,”,“,文件名,R R,R),步骤,6,：在用户元件代码传递参数。,#STORAGE REAL:3,STORF(NSTORF)=$A,STORF(NSTORF+1)=$B,CALL MLAB_INT(),$C=STORF(NSTORF+2),NSTORF=,NSTORF,+3,压入第,1,2,参数,弹出输出参数,23,3.PSCAD,方程程序的自动生成方法,大型电力系统相关的仿真计算存在如下问题：,1,）模型规模大；参数众多,易出错、工作量大；,2,）网络运行情况变化,需要仿真程序变化；,3,）运行人员往往关注结果,需要较高,PSCAD,技能。,自动生成仿真计算模型：,1,）模型准确；建立速度大大提高；,2,）能自动随网络运行情况变化；提高模型生命力；,3,）屏蔽建模细节，让运行人员集中于结果分析。,24,自动生成方案研究,PSCAD,仿真过程分析：,PS,CAD,部分,图形化输入界面,解析工具,.,psc,文件,包含了拓扑结构,和元件参数信息,转换工具,EMTDC,部分,Fortran,代码,编译器等,进行仿真计算,方案,1,：直接编写,.,psc,文件,方案,2,：直接编写,Fortran,代码,25,方案比较,方案,1,：,可直接得到仿真计算的图形化模型，跳过复杂的模型生成环节；完全满足自动生成仿真计算模型的要求。但没有相应的生成方法介绍和图形化建模的接口函数，是否能实现存在问题。,方案,2,：,利用,EMTDC,提供的,script,和,Fortran,语言自动生成源代码，实现可能性较高。但无图形化模型，调整模型不方便，技术要求较高。,最终采用方案,1,进行研究,26,PSC,文件结构,该文件可用常用文本编辑器打开编辑,27,PSC文件的设置部分,(1),Settings,Id=1205000000.1215311957,Author=,lejian.ltw,Desc,=,乐健,Arch=windows,Options=0,Build=6,Warn=1,Check=15,Libs,=,Source=,关键字,该文件,ID,号,文件创建者,创建者描述,操作系统类型,该值决定了,project settings-,fortran,页内,link options,内,checkbox,的状态,该值决定了,project settings-,fortran,页内,compile options,内,checkbox,的状态,该值决定了,project settings-,fortran,页内,compile warnings,内,3,个,checkbox,的状态组合,该值决定了,project settings-,fortran,页内,compile errors,内,3,个,checkbox,的状态组合,设置,project settings-,fortran,页面,内的,additional source files,设置,project settings-,fortran,页面,内的,additional,library(.lib,)and objects,设置开始,28,PSC,文件的设置部分,(2),RunInfo,=,Fin=0.5,Step=5e-005,Plot=0.001,Chat=0.001,Brch,=0.0005,Lat=100,Options=0,Advanced=239,Debug=0,StartFile,=,OFile,=,noname.out,SFile,=,noname.snp,SnapTime,=0.3,Mruns,=10,Mrunfile,=0,StartType,=0,PlotType,=0,SnapType,=0,MrunType,=,mrun,该部分内容设置,project settings,-Runtime,页面内的相应内容。,设置结束,RunInfo,起始例如：该行确定本仿真模型采用,的仿真步长。,29,PSC,文件的定义部分,定义部分为,PSC,文件的核心，由多个,Module,组成，,有两类,Module,，一个是,main,；其它的是用户自定义,的,Page Module,。,Module,的,典型结构,Module(,“module_01,),Desc,=,“,模块,1,Nodes=,Graphics,=,Page,(),元件,1,；,元件,2,；,元件,n,；,模块名，主模块名,必为,Main,模块外部引脚定义,主模块为空,模块显示的图形,模块内的元件；,可包括普通元件和,Page Module,30,模块外部引脚定义,Nodes=Electrical(HL1002a,-198,-54),Electrical(HL1002b,-126,-54),Electrical(HL1002c,-54,-54),Electrical(HL1001a,54,-54),Electrical(HL1001b,126,-54),Electrical(HL1001c,198,-54),引脚类型，此为电气引脚,引脚名称，也是变量名,横纵轴坐标,31,模块图形定义,Graphics=,Font(,Large,),Text(0,10,“XX,热电厂,),Rectangle(-270,-36,270,36),Line(-198,-54,-198,-36),Line(-126,-54,-126,-36),Line(-54,-54,-54,-36),Text(-210,-22,XX,线,10A),Text(-138,-22,XX,线,10B),Text(-66,-22,XX,线,10C),Line(54,-54,54,-36),Line(126,-54,126,-36),Line(198,-54,198,-36),Text(42,-22,XX,线,10A),Text(114,-22,XX,线,10B),Text(186,-22,XX,线,10C),32,模块内部定义,Page(D/A1,Landscape,16,512,344,100),0xnode(54,90,2,39446520,-1),Name=HL1002a,0.xnode(54,126,2,35512080,-1),Name=HL1002b,0.xnode(54,162,2,35512584,-1),Name=HL1002c,0.annotation(234,72,0,36572240,-1),AL1=110A,相,AL2=,模块内部页面设置,33,元件调用,Page Module,.HL110tran(2862,1098,3,35560568,-1),Page Module,名称,在调用页面内位置,元件的方向,元件的编号,出现在调用页面内,34,元件调用,Component(1),-Wire-2142,1332,0,36276920,-1),P1=0,0,P2=18,0,0.capacitor(126,1242,3,39933648,-1),C=76.39uF,画线,参数,电容,参数,35,元件调用,Component(2),0.xfmr-3p2w(162,522,1,35519016,-1),Name=T_1,Tmva,=50MVA,f=50.0Hz,YD1=1,YD2=1,Lead=1,Xl=0.1p.u.,Ideal=0,NLL=0.0p.u.,CuL,=0.0p.u.,Tap=0,View=0,Dtls,=0,V1=110.0kV,V2=10.5kV,Sat=1,三相双,绕组变,压器,36,补充说明,其它任何类型的元件都可利用相应方法,生成；,元件间的连接问题尚未完全解决；,本方法已申请国家发明专利,201010251518.4,37,应用示例,网络规模：,220kV,变电站,1,座；,110kV,变电站,6,座；地区热电,厂,1,个；,35kV,出线,20,条；,10kV,出线超过,150,条；负荷众多。,目标：,某配电系统电能质量评估及治理效果分析,需求：,自动根据当前网络拓扑结构、元件参数、运行参数,来,自动生成,PSCAD,仿真计算模型,。结合电能质量监测数据，,进行模型校验；分析评估网络电能质量状况。,38,系统方案,39生成全网络仿真模型,40,全网模型,41,生成,10kV,馈线仿真模型,42,10kV,馈线模型,43,利用实时监测数据校验模型,实测数据,仿真结果,44,利用校验后模型评估电能质量,该故障下沿线各开关站母线电压统计,母线名称,A,相电压有效值,(kV),跌落幅度,(%),XX,站,/,二段母线,2.867,56.56%,XX,站,/,路灯,1,负荷,2.628,60.19%,XX,站,/,路灯,2,负荷,2.629,60.19%,XX,站,/XX,负荷,2.629,60.19%,XX,站,/XX,负荷,2.631,60.14%,XX,站,/,二段母线,2.483,62.38%,XX,站,/XX,负荷,2.117,67.92%,XX,站,/XX,负荷,2.331,64.68%,XX,站,/XX,负荷,2.334,64.67%,XX,站,/XX1,负荷,2.328,64.73%,45,故障影响区域分析,46,4.,结论与建议,目前,PSCAD,程序级接口功能较有限；,自动生成仿真计算模型存在需要；,提供编程接口，增强接口功能。,47,谢谢！,48,