08_自动模型生成技术

PSCAD模型自动生成技术武汉大学电气工程学院乐健2011.07PSCAD模型自动生成技术第2页主要内容PSCAD模型自动生成的目的PSCAD模型自动生成方案PSCAD模型自动生成技术应用实例PSCAD模型自动生成技术第3页1.PSCAD模型自动生成目的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。PSCAD模型自动生成技术第4页2.模型自动生成方案PSCAD仿真过程分析：PSCAD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PSCAD模型自动生成技术第5页方案比较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PSCAD模型自动生成技术第6页3.模型自动生成技术该文件可用常用文本编辑器打开编辑设置定义.PSC文件模块1节点图形页面模块n元件1位置参数元件nPSC文件结构PSCAD模型自动生成技术第7页PSC文件的设置部分(1)Settings{Id=1205000000.1215311957Author=lejian.ltwDesc=乐健Arch=windowsOptions=0Build=6Warn=1Check=15Libs=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projectsettings-fortran页内linkoptions内checkbox的状态该值决定了projectsettings-fortran页内compileoptions内checkbox的状态该值决定了projectsettings-fortran页内compilewarnings内3个checkbox的状态组合该值决定了projectsettings-fortran页内compileerrors内3个checkbox的状态组合设置projectsettings-fortran页面内的additionalsourcefiles设置projectsettings-fortran页面内的additionallibrary(.lib)andobjects设置开始PSCAD模型自动生成技术第8页PSC文件的设置部分(2)RunInfo={Fin=0.5Step=5e-005Plot=0.001Chat=0.001Brch=0.0005Lat=100Options=0Advanced=239Debug=0StartFile=OFile=noname.outSFile=noname.snpSnapTime=0.3Mruns=10Mrunfile=0StartType=0PlotType=0SnapType=0MrunType=mrun}}该部分内容设置projectsettings-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。PSCAD模型自动生成技术第9页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PageModule。Module的典型结构Module(“module_01){Desc=“模块1Nodes={}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PageModulePSCAD模型自动生成技术第10页模块外部引脚定义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PSCAD模型自动生成技术第11页模块图形定义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)}PSCAD模型自动生成技术第12页模块内部定义Page(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=}……}模块内部页面设置PSCAD模型自动生成技术第13页元件调用——PageModule.HL110tran([2862,1098],3,35560568,-1){}PageModule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PSCAD模型自动生成技术第14页元件调用——Component(1)-Wire-[2142,1332],0,36276920,-1){P1=[0,0]P2=[18,0]}0.capacitor([126,1242],3,39933648,-1){C=76.39[uF]}画线参数电容参数PSCAD模型自动生成技术第15页元件调用——Component(2)0.xfmr-3p2w([162,522],1,35519016,-1){Name=T_1Tmva=50[MVA]f=50.0[Hz]YD1=1YD2=1Lead=1Xl=0.1[p.u.]Ideal=0NLL=0.0[p.u.]CuL=0.0[p.u.]Tap=0View=0Dtls=0V1=110.0[kV]V2=10.5[kV]Sat=1……}三相双绕组变压器PSCAD模型自动生成技术第16页补充说明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201010251518.4PSCAD模型自动生成技术第17页4.应用实例网络规模：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。PSCAD模型自动生成技术第18页系统方案GIS数据库PI数据库提取接口提取接口拓扑及元件参数数据实时运行参数仿真模型自动生成程序PSCAD模型PQD数据库提取接口电能质量实测数据PSCAD模型自动生成技术第19页生成全网络仿真模型PSCAD模型自动生成技术第20页全网模型PSCAD模型自动生成技术第21页生成10kV馈线仿真模型PSCAD模型自动生成技术第22页10kV馈线模型PSCAD模型自动生成技术第23页利用实时监测数据校验模型实测数据仿真结果PSCAD模型自动生成技术第24页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2.86756.56%XX站/路灯1负荷2.62860.19%XX站/路灯2负荷2.62960.19%XX站/XX负荷2.62960.19%XX站/XX负荷2.63160.14%XX站/二段母线2.48362.38%XX站/XX负荷2.11767.92%XX站/XX负荷2.33164.68%XX站/XX负荷2.33464.67%XX站/XX1负荷2.32864.73%PSCAD模型自动生成技术第25页故障影响区域分析