PSCAD和MATLAB接口方法及改进建议.ppt

PSCADPSCAD和和MATLABMATLAB接口方法接口方法及改进建议及改进建议PSCAD接口方法研究主要内容l l 1. PSCAD的数据级接口的数据级接口l l 2. PSCAD的程序级接口的程序级接口l l 3. PSCAD方程程序的自动生成方法方程程序的自动生成方法l l 4. 结论与建议结论与建议2PSCAD接口方法研究1. PSCAD的数据级接口的数据级接口目的：目的：————利用外部数据资源；利用外部数据资源； —— ——生成数据被外部程序调用；生成数据被外部程序调用； —— ——查看仿真过程中的详细数据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包括数据输入接口和数据输出接口3PSCAD接口方法研究数据输入接口数据输入接口主要利用主要利用File Reader元件元件参数设置参数设置参数设置参数设置          从另一个从另一个从另一个从另一个PSCADPSCAD运行进程或外运行进程或外运行进程或外运行进程或外部波形获取数据，并可用作输入部波形获取数据，并可用作输入部波形获取数据，并可用作输入部波形获取数据，并可用作输入4PSCAD接口方法研究重要参数设置重要参数设置数据文件名称数据文件名称绝对或相对路径绝对或相对路径数据列数数据列数采样频率计数方法采样频率计数方法采样频率采样频率遇文件尾部的处理方法遇文件尾部的处理方法5PSCAD接口方法研究数据文件格式数据文件格式第一行必须为空或注释第一行必须为空或注释可由可由11列数据（采样频率指定）列数据（采样频率指定）或或10列数据列数据+第一列为采样时间点第一列为采样时间点数据使用数据使用数据使用数据使用6PSCAD接口方法研究数据输入示例数据输入示例电能质量电能质量电能质量电能质量监测数据库监测数据库监测数据库监测数据库PQDPQD格式格式格式格式监测数据专监测数据专监测数据专监测数据专业解析软件业解析软件业解析软件业解析软件TxtTxt格式格式格式格式自编写中自编写中自编写中自编写中间处理软件间处理软件间处理软件间处理软件TxtTxt格式格式格式格式PSCADPSCAD输出显示输出显示输出显示输出显示7PSCAD接口方法研究数据比对数据比对专业解析软件专业解析软件专业解析软件专业解析软件中的波形中的波形中的波形中的波形输入至输入至输入至输入至PSCADPSCAD中的波形中的波形中的波形中的波形8PSCAD接口方法研究数据输出接口数据输出接口选择进行数据存储选择进行数据存储输出文件名称输出文件名称9PSCAD接口方法研究输出文件格式输出文件格式（（1））生成一个生成一个生成一个生成一个.inf.inf文件文件文件文件波形名称波形名称波形名称波形名称数据编号数据编号数据编号数据编号所属页面所属页面所属页面所属页面最大最小值最大最小值最大最小值最大最小值单位单位单位单位10PSCAD接口方法研究输出文件格式输出文件格式（（2））生成若干生成若干生成若干生成若干.out.out文件文件文件文件每个文件最大每个文件最大每个文件最大每个文件最大1111列，第列，第列，第列，第1 1列为采样时间点，其余列为采样时间点，其余列为采样时间点，其余列为采样时间点，其余1010列为列为列为列为数据。

若仿真项目内的输出波形大于数据若仿真项目内的输出波形大于数据若仿真项目内的输出波形大于数据若仿真项目内的输出波形大于1010个，即会自动个，即会自动个，即会自动个，即会自动生成多个生成多个生成多个生成多个.out.out文件，并自动编号文件，并自动编号文件，并自动编号文件，并自动编号 采样时刻采样时刻PGB(1)PGB(2)11PSCAD接口方法研究2. PSCAD的程序级接口的程序级接口目的：目的：——与其它应用程序实时交互与其它应用程序实时交互            ——自动生成仿真计算程序自动生成仿真计算程序            ——作为后台支持程序作为后台支持程序基本没有开放式接口，如基本没有开放式接口，如API函数和函数和OLE可调用其它应用程序；可调用其它应用程序；12PSCAD接口方法研究调用外部子程序调用外部子程序(1)接受接受.f，，.for，，.f90和和.c的源代码文件的源代码文件       多个文件用多个文件用“,”分开，每个文件分开，每个文件可包含多个子程序可包含多个子程序各子程序均可在自定义元件的各子程序均可在自定义元件的各子程序均可在自定义元件的各子程序均可在自定义元件的代码部分进行调用代码部分进行调用代码部分进行调用代码部分进行调用13PSCAD接口方法研究调用外部子程序调用外部子程序(2)主要利用主要利用File Reference元件元件也可接受也可接受.f，，.c的源代码文件的源代码文件但在但在但在但在PSCADPSCAD最新版本中，该元件主要用于与最新版本中，该元件主要用于与最新版本中，该元件主要用于与最新版本中，该元件主要用于与associated filesassociated files一起在一起在一起在一起在PSCADPSCAD中调用其它应用中调用其它应用中调用其它应用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。

程序，故调用外部子程序时，推荐前一种方法程序，故调用外部子程序时，推荐前一种方法程序，故调用外部子程序时，推荐前一种方法 14PSCAD接口方法研究调用调用Fortran子程序示例子程序示例dd.fdd.f中的中的中的中的exapexap15PSCAD接口方法研究调用调用C子程序示例子程序示例16PSCAD接口方法研究加入用户自定义库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PSCAD接口方法研究调用其它外部程序调用其它外部程序+ + 设置需编辑的设置需编辑的文件文件在此页面设置在此页面设置设置文件后缀和相应打设置文件后缀和相应打开应用程序开应用程序18PSCAD接口方法研究调用外部程序示例调用外部程序示例(1)编辑文件编辑文件aa.xls在在在在PSCADPSCAD内双击图标，内双击图标，内双击图标，内双击图标，即可打开即可打开即可打开即可打开ExcelExcel对对对对aa.xlsaa.xls进行编辑进行编辑进行编辑进行编辑19PSCAD接口方法研究调用外部程序示例调用外部程序示例(2)20PSCAD接口方法研究与与MATLAB的接口的接口(1)步骤步骤步骤步骤1 1：：：：全局设置全局设置全局设置全局设置MATLABMATLAB接口信息接口信息接口信息接口信息步骤步骤步骤步骤2 2：：：：指明本仿真模型使用接口指明本仿真模型使用接口指明本仿真模型使用接口指明本仿真模型使用接口21PSCAD接口方法研究与与MATLAB的接口的接口(2)步骤步骤步骤步骤4 4：编写用户元件，但注意至少提供两个输入参数，：编写用户元件，但注意至少提供两个输入参数，：编写用户元件，但注意至少提供两个输入参数，：编写用户元件，但注意至少提供两个输入参数，          指明需使用的指明需使用的指明需使用的指明需使用的.m.m文件的名称和路径。

文件的名称和路径文件的名称和路径文件的名称和路径步骤步骤步骤步骤3 3：编写：编写：编写：编写.m.m文件，实现元件功能文件，实现元件功能文件，实现元件功能文件，实现元件功能22PSCAD接口方法研究与与MATLAB的接口的接口(3)步骤步骤步骤步骤5 5：在用户元件代码内调用：在用户元件代码内调用：在用户元件代码内调用：在用户元件代码内调用.m.m文件SUBROUTINE MLAB_INT(MPATH, MFILE, INPUTS, OUTPUTS) CALL MLAB_INT(“文件路径文件路径”, “文件名文件名", "R R", "R")步骤步骤步骤步骤6 6：在用户元件代码传递参数在用户元件代码传递参数在用户元件代码传递参数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压入第压入第压入第压入第1,21,2参数参数参数参数弹出输出参数弹出输出参数弹出输出参数弹出输出参数23PSCAD接口方法研究3. PSCAD方程程序的自动生成方法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：大型电力系统相关的仿真计算存在如下问题：大型电力系统相关的仿真计算存在如下问题：大型电力系统相关的仿真计算存在如下问题：1 1）模型规模大；参数众多）模型规模大；参数众多）模型规模大；参数众多）模型规模大；参数众多————易出错、工作量大；易出错、工作量大；易出错、工作量大；易出错、工作量大；2 2）网络运行情况变化）网络运行情况变化）网络运行情况变化）网络运行情况变化————需要仿真程序变化；需要仿真程序变化；需要仿真程序变化；需要仿真程序变化；3 3）运行人员往往关注结果）运行人员往往关注结果）运行人员往往关注结果）运行人员往往关注结果————需要较高需要较高需要较高需要较高PSCADPSCAD技能。

技能自动生成仿真计算模型：自动生成仿真计算模型：自动生成仿真计算模型：自动生成仿真计算模型：1 1）模型准确；建立速度大大提高；）模型准确；建立速度大大提高；）模型准确；建立速度大大提高；）模型准确；建立速度大大提高；2 2）能自动随网络运行情况变化；提高模型生命力；）能自动随网络运行情况变化；提高模型生命力；）能自动随网络运行情况变化；提高模型生命力；）能自动随网络运行情况变化；提高模型生命力；3 3）屏蔽建模细节，让运行人员集中于结果分析屏蔽建模细节，让运行人员集中于结果分析屏蔽建模细节，让运行人员集中于结果分析屏蔽建模细节，让运行人员集中于结果分析24PSCAD接口方法研究自动生成方案研究自动生成方案研究PSCADPSCAD仿真过程分析：仿真过程分析：仿真过程分析：仿真过程分析：PSPSCADCAD部分部分部分部分图形化输入界面图形化输入界面图形化输入界面图形化输入界面解析工具解析工具解析工具解析工具.psc.psc文件文件文件文件包含了拓扑结构包含了拓扑结构包含了拓扑结构包含了拓扑结构和元件参数信息和元件参数信息和元件参数信息和元件参数信息转换工具转换工具转换工具转换工具EMTDCEMTDC部分部分部分部分FortranFortran代码代码代码代码编译器等编译器等编译器等编译器等进行仿真计算进行仿真计算进行仿真计算进行仿真计算方案方案1：直接编写：直接编写.psc文件文件方案方案2：直接编写：直接编写Fortran代码代码25PSCAD接口方法研究方案比较方案比较l l方案方案方案方案1 1：：：：可直接得到仿真计算的图形化模型，跳可直接得到仿真计算的图形化模型，跳可直接得到仿真计算的图形化模型，跳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过复杂的模型生成环节；完全满足自动生成仿真过复杂的模型生成环节；完全满足自动生成仿真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计算模型的要求但没有相应的生成方法介绍和计算模型的要求但没有相应的生成方法介绍和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图形化建模的接口函数，是否能实现存在问题图形化建模的接口函数，是否能实现存在问题图形化建模的接口函数，是否能实现存在问题l l方案方案方案方案2 2：：：：利用利用利用利用EMTDCEMTDC提供的提供的提供的提供的scriptscript和和和和FortranFortran语语语语言自动生成源代码，实现可能性较高但无图形言自动生成源代码，实现可能性较高但无图形言自动生成源代码，实现可能性较高但无图形言自动生成源代码，实现可能性较高但无图形化模型，调整模型不方便，技术要求较高化模型，调整模型不方便，技术要求较高化模型，调整模型不方便，技术要求较高化模型，调整模型不方便，技术要求较高最终采用方案最终采用方案1进行研究进行研究26PSCAD接口方法研究PSC文件结构文件结构该文件可用常用文本编辑器打开编辑该文件可用常用文本编辑器打开编辑27PSCAD接口方法研究PSC文件的设置部分文件的设置部分(1)Settings {     Id = "1205000000.1215311957"    Author = "lejian.ltw"    Desc = "乐健乐健"    Arch = "windows "    Options = 0    Build = 6    Warn = 1    Check = 15    Libs = ""    Source = ""    …关键字关键字关键字关键字该文件该文件该文件该文件IDID号号号号文件创建者文件创建者文件创建者文件创建者创建者描述创建者描述创建者描述创建者描述操作系统类型操作系统类型操作系统类型操作系统类型该值决定了该值决定了该值决定了该值决定了project settings-fortranproject settings-fortran页内页内页内页内link optionslink options内内内内checkboxcheckbox的状态的状态的状态的状态该值决定了该值决定了该值决定了该值决定了project settings-fortranproject settings-fortran页内页内页内页内compile optionscompile options内内内内checkboxcheckbox的状态的状态的状态的状态该值决定了该值决定了该值决定了该值决定了project settings-fortranproject settings-fortran页内页内页内页内compile warningscompile warnings内内内内3 3个个个个checkboxcheckbox的状态组合的状态组合的状态组合的状态组合该值决定了该值决定了该值决定了该值决定了project settings-fortranproject settings-fortran页内页内页内页内compile errorscompile errors内内内内3 3个个个个checkboxcheckbox的状态组合的状态组合的状态组合的状态组合设置设置设置设置project settings-fortranproject settings-fortran页面页面页面页面内的内的内的内的additional source filesadditional source files设置设置设置设置project settings-fortranproject settings-fortran页面页面页面页面内的内的内的内的additional library(.lib) and objectsadditional library(.lib) and objects设置开始设置开始设置开始设置开始28PSCAD接口方法研究PSC文件的设置部分文件的设置部分(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"  } }该部分内容设置该部分内容设置该部分内容设置该部分内容设置project settingsproject settings-Runtime-Runtime页面内的相应内容。

页面内的相应内容页面内的相应内容页面内的相应内容设置结束设置结束设置结束设置结束RunInfoRunInfo起始起始起始起始例如：该行确定本仿真模型采用例如：该行确定本仿真模型采用例如：该行确定本仿真模型采用例如：该行确定本仿真模型采用的仿真步长的仿真步长的仿真步长的仿真步长29PSCAD接口方法研究PSC文件的定义部分文件的定义部分定义部分为定义部分为定义部分为定义部分为PSCPSC文件的核心，由多个文件的核心，由多个文件的核心，由多个文件的核心，由多个ModuleModule组成，组成，组成，组成，有两类有两类有两类有两类ModuleModule，一个是，一个是，一个是，一个是mainmain；其它的是用户自定义；其它的是用户自定义；其它的是用户自定义；其它的是用户自定义的的的的Page ModulePage ModuleModuleModule的的的的典型结构典型结构典型结构典型结构Module(Module(“module_01"“module_01") ){ {DescDesc= = “ “模块模块模块模块1"1"Nodes={  }Nodes={  }GraphicsGraphics={ }={ }PagePage() ()    {      {  元件元件元件元件1 1；；；；              元件元件元件元件2 2；；；；        …        …              元件元件元件元件n n；；；； }  }} }模块名，主模块名模块名，主模块名模块名，主模块名模块名，主模块名必为必为必为必为MainMain模块外部引脚定义模块外部引脚定义模块外部引脚定义模块外部引脚定义主模块为空主模块为空主模块为空主模块为空模块显示的图形模块显示的图形模块显示的图形模块显示的图形模块内的元件；模块内的元件；模块内的元件；模块内的元件；可包括普通元件和可包括普通元件和可包括普通元件和可包括普通元件和Page ModulePage Module30PSCAD接口方法研究模块外部引脚定义模块外部引脚定义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，此为电气引脚引脚类型，此为电气引脚引脚类型，此为电气引脚引脚类型，此为电气引脚引脚名称，也是变量名引脚名称，也是变量名引脚名称，也是变量名引脚名称，也是变量名横纵轴坐标横纵轴坐标横纵轴坐标横纵轴坐标31PSCAD接口方法研究模块图形定义模块图形定义Graphics =  {    Font(,Large)    Text(0,10,“XX热电厂热电厂")    Rectangle(-270,-36,270,36)    Line(-198,-54,-198,-36)    Line(-126,-54,-126,-36)    Line(-54,-54,-54,-36)    Text(-210,-22, "XX线线10A")    Text(-138,-22," XX线线10B")    Text(-66,-22," XX线线10C")    Line(54,-54,54,-36)    Line(126,-54,126,-36)    Line(198,-54,198,-36)    Text(42,-22," XX线线10A")    Text(114,-22," XX线线10B")    Text(186,-22," XX线线10C") }32PSCAD接口方法研究模块内部定义模块内部定义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相相"           AL2 = ""     }          …… }模块内部页面设置模块内部页面设置模块内部页面设置模块内部页面设置33PSCAD接口方法研究元件调用元件调用——Page Module.HL110tran([2862,1098],3,35560568,-1)   {   }Page ModulePage Module名称名称名称名称在调用页面内位置在调用页面内位置在调用页面内位置在调用页面内位置元件的方向元件的方向元件的方向元件的方向 元件的编号元件的编号元件的编号元件的编号出现在调用页面内出现在调用页面内出现在调用页面内出现在调用页面内34PSCAD接口方法研究元件调用元件调用——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]" }画线画线画线画线参数参数参数参数电容电容电容电容参数参数参数参数35PSCAD接口方法研究元件调用元件调用——Component(2)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"          ……    }三相双三相双三相双三相双绕组变绕组变绕组变绕组变压器压器压器压器36PSCAD接口方法研究补充说明补充说明l l 其它任何类型的元件都可利用相应方法其它任何类型的元件都可利用相应方法       生成；生成；l l 元件间的连接问题尚未完全解决；元件间的连接问题尚未完全解决；l l 本方法已申请国家发明专利本方法已申请国家发明专利      201010251518.437PSCAD接口方法研究应用示例应用示例网络规模：网络规模：网络规模：网络规模：220kV220kV变电站变电站变电站变电站1 1座；座；座；座；110kV110kV变电站变电站变电站变电站6 6座；地区热电座；地区热电座；地区热电座；地区热电厂厂厂厂1 1个；个；个；个；35kV35kV出线出线出线出线2020条；条；条；条；10kV10kV出线超过出线超过出线超过出线超过150150条；负荷众多。

条；负荷众多条；负荷众多条；负荷众多目标：目标：目标：目标：某配电系统电能质量评估及治理效果分析某配电系统电能质量评估及治理效果分析某配电系统电能质量评估及治理效果分析某配电系统电能质量评估及治理效果分析需求：需求：需求：需求：自动根据当前网络拓扑结构、元件参数、运行参数自动根据当前网络拓扑结构、元件参数、运行参数自动根据当前网络拓扑结构、元件参数、运行参数自动根据当前网络拓扑结构、元件参数、运行参数来来来来自动生成自动生成自动生成自动生成PSCADPSCAD仿真计算模型仿真计算模型仿真计算模型仿真计算模型结合电能质量监测数据，结合电能质量监测数据，结合电能质量监测数据，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进行模型校验；分析评估网络电能质量状况进行模型校验；分析评估网络电能质量状况进行模型校验；分析评估网络电能质量状况38PSCAD接口方法研究系统方案系统方案39PSCAD接口方法研究生成全网络仿真模型生成全网络仿真模型40PSCAD接口方法研究全网模型全网模型41PSCAD接口方法研究生成生成10kV馈线仿真模型馈线仿真模型42PSCAD接口方法研究10kV馈线模型馈线模型43PSCAD接口方法研究利用实时监测数据校验模型利用实时监测数据校验模型实测数据实测数据实测数据实测数据仿真结果仿真结果仿真结果仿真结果44PSCAD接口方法研究利用校验后模型评估电能质量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该故障下沿线各开关站母线电压统计母线名称母线名称A相电压有效值相电压有效值(kV)跌落幅度跌落幅度(%)XX站站/二段母线二段母线2.86756.56%XX站站/路灯路灯1负荷负荷2.62860.19%XX站站/路灯路灯2负荷负荷2.62960.19%XX站站/XX负荷负荷2.62960.19%XX站站/XX负荷负荷2.63160.14%XX站站/二段母线二段母线2.48362.38%XX站站/XX负荷负荷2.11767.92%XX站站/XX负荷负荷2.33164.68%XX站站/XX负荷负荷2.33464.67%XX站站/XX1负荷负荷2.32864.73%45PSCAD接口方法研究故障影响区域分析故障影响区域分析46PSCAD接口方法研究4. 结论与建议结论与建议l l 目前目前PSCAD程序级接口功能较有限；程序级接口功能较有限；l l 自动生成仿真计算模型存在需要；自动生成仿真计算模型存在需要；l l 提供编程接口，增强接口功能。

提供编程接口，增强接口功能47PSCAD接口方法研究谢谢！谢谢！48结束！结束！。