PSCAD使用詳細(xì)介紹

PSCAD中高級(jí)操作武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院樂(lè)健2011.07第2頁(yè)主要內(nèi)容PSCAD分頁(yè)面式建模

PSCAD自定義元件及元件庫(kù)

PSCAD的數(shù)據(jù)級(jí)接口

PSCAD的程序級(jí)接口

PSCAD的其它操作第3頁(yè)一、PSCAD分頁(yè)面式建模典型的PSCAD仿真模型可分為三個(gè)部分：主回路部分；控制部分；顯示輸出部分。因此，較復(fù)雜的仿真模型宜采用分頁(yè)面式建模方法。主回路部分控制部分顯示輸出部分PSCAD模型第4頁(yè)1.1頁(yè)面模塊的建立第5頁(yè)必須選中名稱用于顯示的模塊說(shuō)明模塊的連接端子第6頁(yè)該模塊的內(nèi)部頁(yè)面設(shè)置第7頁(yè)所建立的頁(yè)面模塊將出現(xiàn)在所屬頁(yè)面內(nèi)，雙擊后進(jìn)入該頁(yè)面即可進(jìn)行建模工作。頁(yè)面模型間的信號(hào)傳遞可采用wirelessconnection元件，硬連接線等方式。1.2頁(yè)面模型間的信號(hào)傳遞第8頁(yè)控制頁(yè)面內(nèi)主頁(yè)面內(nèi)由主頁(yè)面發(fā)送至控制頁(yè)面內(nèi)無(wú)線連接第9頁(yè)無(wú)需頁(yè)面模塊定義連接端子主模塊發(fā)送用戶模塊外觀用戶模塊內(nèi)部接收第10頁(yè)用戶模塊外觀硬連接線連接與主模塊的連接用戶模塊內(nèi)部連接與連接端子的變量名稱要一致第11頁(yè)采用Import和Export標(biāo)簽進(jìn)行信號(hào)傳遞。Import和Export標(biāo)簽不可放置于Main模塊內(nèi)對(duì)同一個(gè)端子連接而言，在同一頁(yè)面內(nèi)只能有一個(gè)Import或Export標(biāo)簽的實(shí)例。如果希望在同一頁(yè)面內(nèi)多次引用該端子，可將Import或Export連接至DataLabel，然后利用該Datalabel。第12頁(yè)電氣信號(hào)連接電氣信號(hào)連接只能采用硬線連接的方式。主模塊連接用戶模塊外觀需申明為電氣連接端子用戶模塊內(nèi)部采用XNode端子連接名稱要一致第13頁(yè)XNode不可放置于Main模塊內(nèi)對(duì)同一個(gè)端子連接而言，在同一頁(yè)面內(nèi)只能有一個(gè)XNode的實(shí)例。XNode不可直接連接至GND。但可以在相應(yīng)的模塊連接端子上連接GND.第14頁(yè)二、PSCAD自定義元件及元件庫(kù)自定義元件有兩種：一種是常規(guī)component(元件)，一種是pagemodule(模塊)；區(qū)別在于前者內(nèi)部不再包含任何元件；后者可以是元件的組合。創(chuàng)建時(shí)的區(qū)別在于是否選中pagemodule選項(xiàng)。第15頁(yè)2.1Component的創(chuàng)建元件引腳分布第16頁(yè)依次輸入各引腳的名稱和描述！名稱必須遵守Fortran的規(guī)則引腳類型：數(shù)據(jù)輸入；數(shù)據(jù)輸出；電氣引腳。第17頁(yè)引腳數(shù)據(jù)類型：邏輯變量；整型；實(shí)數(shù)型。！僅對(duì)引腳為數(shù)據(jù)類型時(shí)有效電氣引腳的類型：固定型；可移除型；開(kāi)關(guān)型；接地型。該引腳的維數(shù)第18頁(yè)固定型(缺省)：最常用的電氣引腳類型。代表簡(jiǎn)單的電氣節(jié)點(diǎn)。如存在疑問(wèn)時(shí)盡量選擇該類型?？梢瞥停嚎捎蒔SCAD移除的電氣節(jié)點(diǎn)。例如RLC串聯(lián)電路可由PSCAD等效為單一阻抗元件，從而移除2個(gè)電氣節(jié)點(diǎn)。主要是從提高仿真計(jì)算效率出發(fā)。開(kāi)關(guān)型：若該節(jié)點(diǎn)為某個(gè)開(kāi)關(guān)支路的一部分應(yīng)選擇該類型。選擇該類型后可提高PSCAD仿真過(guò)程中的矩陣解耦效率，進(jìn)而提高仿真速度。接地型：該電氣節(jié)點(diǎn)接地時(shí)選用。第19頁(yè)創(chuàng)建完成后的外觀相應(yīng)的該元件出現(xiàn)在所屬仿真模型的定義部分內(nèi)。第20頁(yè)右鍵菜單編輯元件的屬性：名稱和描述加入描述第21頁(yè)修改元件定義第22頁(yè)元件外觀編輯頁(yè)面元件參數(shù)輸入編輯頁(yè)面元件代碼編輯頁(yè)面第23頁(yè)Graphic頁(yè)面：對(duì)元件外觀，引腳，變量等進(jìn)行各種編輯。例如：外觀大小，輸入輸出引腳，輸入輸入變量名重定義等。也可新增引腳。新增引腳新增文字第24頁(yè)P(yáng)arameters頁(yè)面：可給元件添加參數(shù)輸入界面。這些參數(shù)將作為元件代碼部分中使用的常量。相應(yīng)工具欄添加的界面！PSCAD對(duì)中文支持有限，盡量不使用正文第25頁(yè)Script頁(yè)面：用Fortran語(yǔ)言編寫元件代碼，注意需遵守

PSCAD的一些語(yǔ)法規(guī)定和相應(yīng)編譯器的語(yǔ)法。系統(tǒng)常量：仿真時(shí)間第26頁(yè)2.2PageModule的創(chuàng)建元件引腳分布第27頁(yè)！PageModule的內(nèi)部搭建與常規(guī)模型建立方法一致，也可包括自定義元件和頁(yè)面模塊。！在用戶Case內(nèi)定義的元件和模塊無(wú)法使用CreateInstancepaste的方法在其它Case的工作區(qū)內(nèi)調(diào)用?？稍谠瑿ase內(nèi)采用輸出元件(模塊)定義的方法，存儲(chǔ)為.cmp文件，再在新Case內(nèi)采用輸入元件(模塊)的方法。也可在原Case內(nèi)采用CopyDefinition操作，再在新Case內(nèi)采用PasteDefinition操作。第28頁(yè)2.3用戶元件庫(kù)的創(chuàng)建創(chuàng)建用戶元件庫(kù)可方便在任何Case內(nèi)使用用戶自定義元件。但在加載包含了用戶自定義元件的Case之前，必須先加載包含該元件的元件庫(kù)，即使是后加載也會(huì)出錯(cuò)。其后可逐步添加用戶自定義元件，并可按照masterlib的方式進(jìn)行分組，方便調(diào)用。第29頁(yè)三、PSCAD的數(shù)據(jù)級(jí)接口目的：——利用外部數(shù)據(jù)資源；

——生成數(shù)據(jù)供外部程序調(diào)用；

——查看仿真過(guò)程中的詳細(xì)數(shù)據(jù)。包括數(shù)據(jù)輸入接口和數(shù)據(jù)輸出接口。第30頁(yè)3.1數(shù)據(jù)輸出接口選擇進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)輸出文件名稱第31頁(yè)生成一個(gè).inf文件波形名稱數(shù)據(jù)編號(hào)所屬頁(yè)面最大最小值單位輸出文件格式（1）第32頁(yè)生成若干.out文件每個(gè)文件最大11列，第1列為采樣時(shí)間點(diǎn)，其余10列為數(shù)據(jù)。若仿真項(xiàng)目?jī)?nèi)的輸出波形大于10個(gè)，即會(huì)自動(dòng)生成多個(gè).out文件，并自動(dòng)編號(hào)。

采樣時(shí)刻PGB(1)PGB(2)輸出文件格式（2）第33頁(yè)3.2數(shù)據(jù)輸入接口主要利用FileReader元件參數(shù)設(shè)置

從另一個(gè)PSCAD運(yùn)行進(jìn)程或外部波形獲取數(shù)據(jù)，并可用作輸入第34頁(yè)數(shù)據(jù)文件名稱絕對(duì)或相對(duì)路徑數(shù)據(jù)列數(shù)采樣頻率計(jì)數(shù)方法采樣頻率遇文件尾部的處理方法重要參數(shù)設(shè)置第35頁(yè)第一行必須為空或注釋可由11列數(shù)據(jù)（采樣頻率指定）或10列數(shù)據(jù)+第一列為采樣時(shí)間點(diǎn)數(shù)據(jù)使用數(shù)據(jù)文件格式第36頁(yè)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)PQD格式監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)專業(yè)解析軟件Txt格式自編寫中間處理軟件Txt格式PSCAD輸出顯示數(shù)據(jù)輸入示例第37頁(yè)專業(yè)解析軟件中的波形輸入至PSCAD中的波形數(shù)據(jù)比對(duì)第38頁(yè)四、PSCAD的程序級(jí)接口目的：——與其它應(yīng)用程序?qū)崟r(shí)交互

——自動(dòng)生成仿真計(jì)算程序

——作為后臺(tái)支持程序基本沒(méi)有開(kāi)放式接口，如API函數(shù)和OLE可調(diào)用其它應(yīng)用程序；第39頁(yè)接受.f，.for，.f90和.c的源代碼文件

多個(gè)文件用“,”分開(kāi)，每個(gè)文件可包含多個(gè)子程序各子程序均可在自定義元件的代碼部分進(jìn)行調(diào)用4.1調(diào)用外部子程序DigitalFortran5.0CompaqVisualFortran6.xIntelVisualFortran9.0.x第40頁(yè)主要利用FileReference元件也可接受.f，.c的源代碼文件但在PSCAD最新版本中，該元件主要用于與associatedfiles一起在PSCAD中調(diào)用其它應(yīng)用程序，故調(diào)用外部子程序時(shí)，推薦前一種方法。

第41頁(yè)dd.f中的exap調(diào)用Fortran子程序示例第42頁(yè)調(diào)用C子程序示例第43頁(yè)將多個(gè)用戶子函數(shù)形成庫(kù)文件，避免針對(duì)各個(gè)仿真程序加入多個(gè)源代碼文件。在無(wú)需修改源代碼的情況下充分利用其它人員開(kāi)發(fā)的函數(shù)。加入用戶自定義庫(kù)第44頁(yè)+

設(shè)置需編輯的文件設(shè)置文件后綴和相應(yīng)打開(kāi)應(yīng)用程序4.2調(diào)用外部應(yīng)用程序第45頁(yè)編輯文件aa.xls在PSCAD內(nèi)雙擊圖標(biāo)，即可打開(kāi)Excel對(duì)aa.xls進(jìn)行編輯調(diào)用外部程序示例(1)第46頁(yè)調(diào)用外部程序示例(2)第47頁(yè)步驟1：全局設(shè)置MATLAB接口信息步驟2：指明本仿真模型使用接口4.3與MATLAB的接口第48頁(yè)步驟4：編寫用戶元件，但注意至少提供兩個(gè)輸入?yún)?shù)，指明需使用的.m文件的名稱和路徑。步驟3：編寫.m文件，實(shí)現(xiàn)元件功能。第49頁(yè)步驟5：在用戶元件代碼內(nèi)調(diào)用.m文件。SUBROUTINEMLAB_INT(MPATH,MFILE,INPUTS,OUTPUTS)

CALLMLAB_INT(“文件路徑”,“文件名","RR","R")步驟6：在用戶元件代碼傳遞參數(shù)。#STORAGEREAL:3STORF(NSTORF)=$ASTORF(NSTORF+1)=$BCALLMLAB_INT()

$C=STORF(NSTORF+2)NSTORF=NSTORF+3壓入第1,2參數(shù)彈出輸出參數(shù)第50頁(yè)五、PSCAD的其它操作5.1PSCAD的快照啟動(dòng)方式5.2PSCAD的多重運(yùn)行5.3PSCAD的外部調(diào)試器調(diào)試第51頁(yè)5.1PSCAD的快照啟動(dòng)相當(dāng)于以某個(gè)給定狀態(tài)啟動(dòng)仿真過(guò)程，可節(jié)省仿真時(shí)間，分段觀察仿真過(guò)程。Step1：在需拍照時(shí)刻點(diǎn)存儲(chǔ)仿真過(guò)程的快照。第52頁(yè)磁盤上相應(yīng)的快照文件Step2：重新啟動(dòng)仿真過(guò)程，并指定快照文件。以0.3s處狀態(tài)啟動(dòng)仿真！實(shí)際仿真時(shí)長(zhǎng)不變。！可將圖像顯示起始點(diǎn)設(shè)置至0時(shí)刻。第53頁(yè)多重運(yùn)行常用于：改變故障發(fā)生時(shí)間以找出最嚴(yán)重的過(guò)電壓情況；改變控制器增益以找出對(duì)某個(gè)干擾的最佳響應(yīng)；在系統(tǒng)參數(shù)的某個(gè)范圍內(nèi)步進(jìn)，以確定最優(yōu)值；改變故障類型或位置。相當(dāng)于一個(gè)離散的優(yōu)化過(guò)程。5.2PSCAD的多重運(yùn)行第54頁(yè)方法1：允許多重運(yùn)行多重運(yùn)行的個(gè)數(shù)第55頁(yè)在仿真模型中配合Totalnumberofmultipleruns元件和Currentrunnumber元件使用。主要是通過(guò)這兩個(gè)元件在不同的運(yùn)行中設(shè)置不同的參數(shù)。自定義元件。將當(dāng)前運(yùn)行的序號(hào)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼。例如1#—00；2#—01；3#—10；4#—11第56頁(yè)多路開(kāi)關(guān)，設(shè)置信號(hào)cc在不同運(yùn)行中的值。利用cc使得在不同的運(yùn)行中波形具有不同幅值。點(diǎn)擊仿真后，系統(tǒng)開(kāi)始重復(fù)4次運(yùn)行，每次輸出的正弦波和余弦波的幅值不同。第57頁(yè)每次運(yùn)行的數(shù)據(jù)可進(jìn)行存儲(chǔ)，便于比對(duì)。該通道設(shè)置為記錄所有運(yùn)行的數(shù)據(jù)；第58頁(yè)利用數(shù)據(jù)輸出方法，選擇將通道數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到磁盤文件，但對(duì)多重運(yùn)行，數(shù)據(jù)文件稍有不同。1#運(yùn)行的數(shù)據(jù)4#運(yùn)行的數(shù)據(jù)第59頁(yè)將這些數(shù)據(jù)利用數(shù)據(jù)輸入接口輸入，可進(jìn)行比對(duì)。第60頁(yè)方法2：使用MultipleRun元件。！兩種多重運(yùn)行方法不能同時(shí)使用。第61頁(yè)利用外部調(diào)試器對(duì)用戶代碼進(jìn)行調(diào)試，由于PSCAD對(duì)用戶代碼部分無(wú)法給出錯(cuò)誤信息，可利用此方法對(duì)整個(gè)仿真過(guò)程進(jìn)行調(diào)試。非常有用的工具！5.3PSCAD的外部調(diào)試器調(diào)試第62頁(yè)第63頁(yè)第64頁(yè)以CompaqVis