PSCAD模型自動生成技術(shù)課件

PSCAD模型自動生成技術(shù)武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院樂健2012.06PSCAD模型自動生成技術(shù)武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院主要內(nèi)容一、PSCAD模型自動生成的目的二、PSCAD模型自動生成方案三、PSCAD模型自動生成技術(shù)四、應(yīng)用實例2主要內(nèi)容一、PSCAD模型自動生成的目的2一、PSCAD模型自動生成目的大型電力系統(tǒng)相關(guān)的仿真計算存在如下問題：1）模型規(guī)模大；參數(shù)眾多——易出錯、工作量大；2）網(wǎng)絡(luò)運行情況變化——需要仿真程序變化；3）運行人員往往關(guān)注結(jié)果——需要較高PSCAD技能。自動生成仿真計算模型：1）模型準確；建立速度大大提高；2）能自動隨網(wǎng)絡(luò)運行情況變化；提高模型生命力；3）屏蔽建模細節(jié)，讓運行人員集中于結(jié)果分析。3一、PSCAD模型自動生成目的大型電力系統(tǒng)相關(guān)的仿真計算存二、模型自動生成方案PSCAD仿真過程分析：PSCAD部分圖形化輸入界面解析工具.psc文件包含了拓撲結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)信息轉(zhuǎn)換工具EMTDC部分Fortran代碼編譯器等進行仿真計算方案1：直接編寫.psc文件方案2：直接編寫Fortran代碼4二、模型自動生成方案PSCAD仿真過程分析：PSCAD部分解方案1：可直接得到仿真計算的圖形化模型，跳過復(fù)雜的模型生成環(huán)節(jié)；完全滿足自動生成仿真計算模型的要求。但沒有相應(yīng)的生成方法介紹和圖形化建模的接口函數(shù)，是否能實現(xiàn)存在問題。方案2：利用EMTDC提供的script和Fortran語言自動生成源代碼，實現(xiàn)可能性較高。但無圖形化模型，調(diào)整模型不方便，技術(shù)要求較高。最終采用方案1進行研究方案比較5方案1：可直接得到仿真計算的圖形化模型，跳過復(fù)雜的模型生成環(huán)PSCADV4的.psc文件內(nèi)容6PSCADV4的.psc文件內(nèi)容6PSCADX4的.pscx文件內(nèi)容7PSCADX4的.pscx文件內(nèi)容7三、模型自動生成技術(shù)該文件可用常用文本編輯器打開編輯PSC文件結(jié)構(gòu)8三、模型自動生成技術(shù)該文件可用常用文本編輯器打開編輯PSC文起止標志起止標志關(guān)鍵字關(guān)鍵字3.1設(shè)置部分9起止標志起止標志關(guān)鍵字關(guān)鍵字3.1設(shè)置部分910101111321681232168122481611324816113124141241412415124151616171718183.2定義部分定義部分為PSC文件的核心，由多個Module并行組成，有兩類Module，一個是main；其它的是用戶自定義的PageModule。Module的典型結(jié)構(gòu)Module(“module_01"){Desc=“模塊1"Nodes={}Graphics={}Page(){元件1；元件2；…元件n；}}模塊名，主模塊名必為Main模塊外部引腳定義主模塊為空模塊顯示的圖形模塊內(nèi)的元件；可包括普通元件和PageModule193.2定義部分定義部分為PSC文件的核心，由多個ModulNodes={Electrical("HL1002a",-198,-54){}Electrical("HL1002b",-126,-54){}Electrical("HL1002c",-54,-54){}Electrical("HL1001a",54,-54){}Electrical("HL1001b",126,-54){}Electrical("HL1001c",198,-54){}}引腳類型，此為電氣引腳引腳名稱，也是變量名橫縱軸坐標模塊外部引腳定義20Nodes=引腳類型，此為電氣引腳引腳名稱，也是變量名橫Graphics={Font(,Large)Text(0,10,“XX熱電廠")Rectangle(-270,-36,270,36)Line(-198,-54,-198,-36)Line(-126,-54,-126,-36)Line(-54,-54,-54,-36)Text(-210,-22,"XX線10A")Text(-138,-22,"XX線10B")Text(-66,-22,"XX線10C")Line(54,-54,54,-36)Line(126,-54,126,-36)Line(198,-54,198,-36)Text(42,-22,"XX線10A")Text(114,-22,"XX線10B")Text(186,-22,"XX線10C")}模塊圖形定義21Graphics=模塊圖形定義21Page(D/A1,Landscape,16,[512,344],100){0.xnode([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=""}……}模塊內(nèi)部頁面設(shè)置模塊內(nèi)部定義22Page(D/A1,Landscape,16,[512,34.HL110tran([2862,1098],3,35560568,-1){}PageModule名稱在調(diào)用頁面內(nèi)位置元件的方向元件的編號出現(xiàn)在調(diào)用頁面內(nèi)元件調(diào)用——PageModule23.HL110tran([2862,1098],3,35560-Wire-[2142,1332],0,36276920,-1){P1=[0,0]P2=[18,0]}0.capacitor([126,1242],3,39933648,-1){C="76.39[uF]"}畫線參數(shù)電容參數(shù)元件調(diào)用——Component(1)24-Wire-[2142,1332],0,36276920,0.xfmr-3p2w([162,522],1,35519016,-1){Name="T_1"Tmva="50[MVA]"f="50.0[Hz]"YD1="1"YD2="1"Lead="1"Xl="0.1[p.u.]"Ideal="0"NLL="0.0[p.u.]"CuL="0.0[p.u.]"Tap="0"View="0"Dtls="0"V1="110.0[kV]"V2="10.5[kV]"Sat="1"……}三相雙繞組變壓器元件調(diào)用——Component(2)250.xfmr-3p2w([162,522],1,355190

其它任何類型的元件都可利用相應(yīng)方法生成；元件間的連接問題尚未完全解決；本方法已申請國家發(fā)明專利201010251518.4補充說明26其它任何類型的元件都可利用相應(yīng)方法補充說明264.應(yīng)用實例網(wǎng)絡(luò)規(guī)模：220kV變電站1座；110kV變電站6座；地區(qū)熱電廠1個；35kV出線20條；10kV出線超過150條；負荷眾多。目標：某配電系統(tǒng)電能質(zhì)量評估及治理效果分析需求：自動根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、元件參數(shù)、運行參數(shù)來自動生成PSCAD仿真計算模型。結(jié)合電能質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行模型校驗；分析評估網(wǎng)絡(luò)電能質(zhì)量狀況。274.應(yīng)用實例網(wǎng)絡(luò)規(guī)模：220kV變電站1座；110kV變電系統(tǒng)方案28系統(tǒng)方案28生成全網(wǎng)絡(luò)仿真模型29生成全網(wǎng)絡(luò)仿真模型29全網(wǎng)模型30全網(wǎng)模型30生成10kV饋線仿真模型31生成10kV饋線仿真模型3110kV饋線模型3210kV饋線模型32實測數(shù)據(jù)仿真結(jié)果利用實時監(jiān)測數(shù)據(jù)校驗?zāi)Ｐ?3實測數(shù)據(jù)仿真結(jié)果利用實時監(jiān)測數(shù)據(jù)校驗?zāi)Ｐ?3該故障下沿線各開關(guān)站母線電壓統(tǒng)計母線名稱A相電壓有效值(kV)跌落幅度(%)XX站/二段母線2.86756.56%XX站/路燈1負荷2.62860.19%XX站/路燈2負荷2.62960.19%XX站/XX負荷2.62960.19%XX站/XX負荷2.63160.14%XX站/二段母線2.48362.38%XX站/XX負荷2.11767.92%XX站/XX負荷2.33164.68%XX站/XX負荷2.33464.67%XX站/XX1負荷2.32864.73%利用校驗后模型評估電能質(zhì)量34該故障下沿線各開關(guān)站母線電壓統(tǒng)計母線名稱A相電壓有效值(kV故障影響區(qū)域分析35故障影響區(qū)域分析35謝謝！36謝謝！36PSCAD模型自動生成技術(shù)武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院樂健2012.06PSCAD模型自動生成技術(shù)武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院主要內(nèi)容一、PSCAD模型自動生成的目的二、PSCAD模型自動生成方案三、PSCAD模型自動生成技術(shù)四、應(yīng)用實例38主要內(nèi)容一、PSCAD模型自動生成的目的2一、PSCAD模型自動生成目的大型電力系統(tǒng)相關(guān)的仿真計算存在如下問題：1）模型規(guī)模大；參數(shù)眾多——易出錯、工作量大；2）網(wǎng)絡(luò)運行情況變化——需要仿真程序變化；3）運行人員往往關(guān)注結(jié)果——需要較高PSCAD技能。自動生成仿真計算模型：1）模型準確；建立速度大大提高；2）能自動隨網(wǎng)絡(luò)運行情況變化；提高模型生命力；3）屏蔽建模細節(jié)，讓運行人員集中于結(jié)果分析。39一、PSCAD模型自動生成目的大型電力系統(tǒng)相關(guān)的仿真計算存二、模型自動生成方案PSCAD仿真過程分析：PSCAD部分圖形化輸入界面解析工具.psc文件包含了拓撲結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)信息轉(zhuǎn)換工具EMTDC部分Fortran代碼編譯器等進行仿真計算方案1：直接編寫.psc文件方案2：直接編寫Fortran代碼40二、模型自動生成方案PSCAD仿真過程分析：PSCAD部分解方案1：可直接得到仿真計算的圖形化模型，跳過復(fù)雜的模型生成環(huán)節(jié)；完全滿足自動生成仿真計算模型的要求。但沒有相應(yīng)的生成方法介紹和圖形化建模的接口函數(shù)，是否能實現(xiàn)存在問題。方案2：利用EMTDC提供的script和Fortran語言自動生成源代碼，實現(xiàn)可能性較高。但無圖形化模型，調(diào)整模型不方便，技術(shù)要求較高。最終采用方案1進行研究方案比較41方案1：可直接得到仿真計算的圖形化模型，跳過復(fù)雜的模型生成環(huán)PSCADV4的.psc文件內(nèi)容42PSCADV4的.psc文件內(nèi)容6PSCADX4的.pscx文件內(nèi)容43PSCADX4的.pscx文件內(nèi)容7三、模型自動生成技術(shù)該文件可用常用文本編輯器打開編輯PSC文件結(jié)構(gòu)44三、模型自動生成技術(shù)該文件可用常用文本編輯器打開編輯PSC文起止標志起止標志關(guān)鍵字關(guān)鍵字3.1設(shè)置部分45起止標志起止標志關(guān)鍵字關(guān)鍵字3.1設(shè)置部分946104711321684832168122481614924816113124501241412451124155216531754183.2定義部分定義部分為PSC文件的核心，由多個Module并行組成，有兩類Module，一個是main；其它的是用戶自定義的PageModule。Module的典型結(jié)構(gòu)Module(“module_01"){Desc=“模塊1"Nodes={}Graphics={}Page(){元件1；元件2；…元件n；}}模塊名，主模塊名必為Main模塊外部引腳定義主模塊為空模塊顯示的圖形模塊內(nèi)的元件；可包括普通元件和PageModule553.2定義部分定義部分為PSC文件的核心，由多個ModulNodes={Electrical("HL1002a",-198,-54){}Electrical("HL1002b",-126,-54){}Electrical("HL1002c",-54,-54){}Electrical("HL1001a",54,-54){}Electrical("HL1001b",126,-54){}Electrical("HL1001c",198,-54){}}引腳類型，此為電氣引腳引腳名稱，也是變量名橫縱軸坐標模塊外部引腳定義56Nodes=引腳類型，此為電氣引腳引腳名稱，也是變量名橫Graphics={Font(,Large)Text(0,10,“XX熱電廠")Rectangle(-270,-36,270,36)Line(-198,-54,-198,-36)Line(-126,-54,-126,-36)Line(-54,-54,-54,-36)Text(-210,-22,"XX線10A")Text(-138,-22,"XX線10B")Text(-66,-22,"XX線10C")Line(54,-54,54,-36)Line(126,-54,126,-36)Line(198,-54,198,-36)Text(42,-22,"XX線10A")Text(114,-22,"XX線10B")Text(186,-22,"XX線10C")}模塊圖形定義57Graphics=模塊圖形定義21Page(D/A1,Landscape,16,[512,344],100){0.xnode([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=""}……}模塊內(nèi)部頁面設(shè)置模塊內(nèi)部定義58Page(D/A1,Landscape,16,[512,34.HL110tran([2862,1098],3,35560568,-1){}PageModule名稱在調(diào)用頁面內(nèi)位置元件的方向元件的編號出現(xiàn)在調(diào)用頁面內(nèi)元件調(diào)用——PageModule59.HL110tran([2862,1098],3,35560-Wire-[2142,1332],0,36276920,-1){P1=[0,0]P2=[18,0]}0.capacitor([126,1242],3,39933648,-1){C="76.39[uF]"}畫線參數(shù)電容參數(shù)元件調(diào)用——Component(1)60-Wire-[2142,1332],0,36276920,0.xfmr-3p2w([162,522],1,35519016,-1){Name="T_1"Tmva="50[MVA]"f="50.0[Hz]"YD1="1"YD2="1"Lead="1"Xl="0.1[p.u.]"Ideal="0"NLL="0.0[p.u.]"CuL="0.0[p.u.]"Tap="0"View="0"Dtls="0"V1="110.0[kV]"V2="10.5[kV]"Sat="1"……}三相雙繞組變壓器元件調(diào)用——Component(2)610.