專(zhuān)利名稱(chēng)：實(shí)現(xiàn)pscad電力系統(tǒng)仿真計(jì)算模型自動(dòng)生成的軟件接口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)仿真計(jì)算的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)PSCAD電力系統(tǒng)仿 真計(jì)算模型自動(dòng)生成的軟件接口。
背景技術(shù)：
仿真計(jì)算是進(jìn)行電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃、運(yùn)行調(diào)度和事故分析所必需的重要技術(shù)手 段，準(zhǔn)確適用的仿真計(jì)算模型是進(jìn)行有效仿真計(jì)算的前提和基礎(chǔ)。PSCAD軟件是一個(gè)用于各 種電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)及校核的快速、精確和易于使用的電力系統(tǒng)模擬器，可廣泛應(yīng)用于電源質(zhì) 量研究、電力電子設(shè)計(jì)、分布式發(fā)電和傳輸計(jì)劃等方面的研究，是目前暫態(tài)仿真領(lǐng)域通用的 分析工具。電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，系統(tǒng)元件數(shù)量的不斷增加，仿真計(jì)算需解決問(wèn)題難度的不 斷加大，都增加了仿真計(jì)算模型編制的復(fù)雜程度，也對(duì)模型編制人員的專(zhuān)業(yè)技術(shù)提出了更 高的要求。目前仿真計(jì)算模型的手工編制方式已不能適應(yīng)這種新的形勢(shì)，甚至無(wú)法完成模 型編制任務(wù)。目前絕大部分仿真計(jì)算模型仍是由運(yùn)行人員手工編制，由于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大，元件數(shù) 量多，導(dǎo)致模型編制工作量大，重復(fù)工作多，出錯(cuò)幾率高且不易查找。同時(shí)手工編制屬于離 線編制方式，不能反映實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，所得模型時(shí)效性差、可信度不高。電力系統(tǒng)仿 真計(jì)算還新增了包括電能質(zhì)量分析評(píng)估、故障分析等多個(gè)任務(wù)，依靠電力部門(mén)運(yùn)行人員完 成這種模型編制是非常困難且不現(xiàn)實(shí)的。對(duì)上述現(xiàn)象，雖有類(lèi)似根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜驮?shù)來(lái)自動(dòng)完成仿真計(jì)算的設(shè)計(jì)方 法，但或由于仿真計(jì)算過(guò)程中使用的算法為自主開(kāi)發(fā)，功能極其有限，且其可信度明顯低于 PSCAD此類(lèi)廣為應(yīng)用的仿真計(jì)算軟件；或在生成仿真計(jì)算模型時(shí)，仍需要編制人員人工收 集必需的數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換為特定的格式，同樣存在工作量大和出錯(cuò)幾率高的問(wèn)題。因此，若能直接從電力系統(tǒng)各種原始數(shù)據(jù)出發(fā)，自動(dòng)生成仿真計(jì)算軟件能調(diào)用的 仿真計(jì)算模型，可極大簡(jiǎn)化模型編制過(guò)程，降低模型編制難度，提高模型準(zhǔn)確性?？墒构ぷ?人員專(zhuān)注于后續(xù)計(jì)算過(guò)程，提高仿真計(jì)算的效率。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)現(xiàn)PSCAD電力系統(tǒng)仿真計(jì) 算模型自動(dòng)生成的軟件接口，根據(jù)電力系統(tǒng)各種原始數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成相應(yīng)PSCAD仿真計(jì)算 模型的軟件接口，從而簡(jiǎn)化仿真計(jì)算中的模型編制過(guò)程，減小模型編制的難度，提高仿真計(jì)
算的效率。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
電力系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊，用于解析地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，提取其中的元件連接信 息，形成網(wǎng)絡(luò)連接信息數(shù)據(jù)庫(kù)，提取電力系統(tǒng)元件的參數(shù)，按照仿真模型中元件模塊參數(shù)的 設(shè)置要求進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)換計(jì)算，形成元件參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)；電力系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊，用于解析能量管理數(shù)據(jù)庫(kù)，提取其中的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù) 據(jù)，按照仿真模型中元件模塊參數(shù)的設(shè)置要求進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)換計(jì)算，形成運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)；
仿真模型自動(dòng)生成模塊，根據(jù)所述電力系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊獲得的網(wǎng)絡(luò)連接信 息、元件參數(shù)，以及所述電力系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊獲得的運(yùn)行參數(shù)，編寫(xiě)PSCAD仿真 計(jì)算模型的圖形化仿真文件，自動(dòng)生成仿真計(jì)算模型。電力系統(tǒng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊，用于解析暫態(tài)電能監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，提取相應(yīng) 的暫態(tài)電壓、電流數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為PSCAD可識(shí)別的格式；
電力系統(tǒng)故障記錄轉(zhuǎn)換模塊，用于解析故障記錄數(shù)據(jù)庫(kù)，提取相應(yīng)的故障信息，轉(zhuǎn)換為 PSCAD可識(shí)別的格式。接口配置模塊，用于為生成仿真計(jì)算模型提供附加的信息，包括生成的仿真計(jì)算 模型的規(guī)模和范圍、仿真計(jì)算模型的名稱(chēng)和描述。所述電力系統(tǒng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊和電力系統(tǒng)故障記錄轉(zhuǎn)換模塊，為仿真 計(jì)算提供附加的信息，用以進(jìn)行仿真計(jì)算模型的校準(zhǔn)，并用于完成電能質(zhì)量評(píng)估、故障分 析。所述仿真模型自動(dòng)生成模塊按照.psc文件的格式，編寫(xiě)PSCAD仿真計(jì)算模型的圖 形化仿真文件。所述接口配置模塊所提供的附加信息，通過(guò)人工輸入的方式輸入，并通過(guò)該接口 配置模塊傳輸?shù)剿龇抡婺Ｐ妥詣?dòng)生成模塊，生成指定范圍的仿真計(jì)算模型。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果
1)本發(fā)明可充分利用電力部門(mén)現(xiàn)有的各種數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)PSCAD仿真計(jì)算模型編制的 自動(dòng)化，極大簡(jiǎn)化仿真計(jì)算模型編制過(guò)程，降低模型編制難度，極大提高模型編制效率，增 加模型準(zhǔn)確度，所得模型能夠滿足多種仿真需要；
2)所生成的仿真計(jì)算模型除可用于傳統(tǒng)的潮流計(jì)算、穩(wěn)態(tài)分析外，還可用于電能質(zhì)量 評(píng)估、故障分析等多個(gè)領(lǐng)域，適用于任何需要進(jìn)行電力系統(tǒng)仿真計(jì)算的應(yīng)用場(chǎng)合，尤其在電 力系統(tǒng)復(fù)雜、仿真計(jì)算軟件接口功能較弱時(shí)更能體現(xiàn)本發(fā)明解決方案的優(yōu)越性。


圖1是本發(fā)明提供的軟件接口在仿真過(guò)程中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明提供的軟件接口的功能模塊結(jié)構(gòu)圖。圖3是PSCAD仿真計(jì)算模型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面以具體實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明
如圖1所示，軟件系統(tǒng)分為原始數(shù)據(jù)層1、軟件接口層2和軟件應(yīng)用層3。原始數(shù)據(jù)層 1包括電力系統(tǒng)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)31、電力系統(tǒng)能量管理數(shù)據(jù)庫(kù)32、電力系統(tǒng)電能質(zhì)量數(shù)據(jù) 庫(kù)33、電力系統(tǒng)故障信息數(shù)據(jù)庫(kù)34 ；軟件應(yīng)用層3包括了 PSCAD仿真計(jì)算模型41和PSCAD 仿真計(jì)算軟件42。本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)PSCAD電力系統(tǒng)仿真計(jì)算模型自動(dòng)生成的軟件接口位于圖1所 示的軟件接口層2，該軟件接口層2完成三部分功能，分別為1)從各種電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中提取仿真計(jì)算所需要的數(shù)據(jù)；2)根據(jù)解析得到的數(shù)據(jù)庫(kù)，編寫(xiě)PSCAD仿真計(jì)算模型的相應(yīng) 文件；3)設(shè)置仿真計(jì)算模型所必需的其它附加信息。如圖2所示，電力系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)轉(zhuǎn)換單元11提供仿真計(jì)算模型生成時(shí)需要的 基本拓?fù)湫畔⒑驮?shù)信息，電力系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)轉(zhuǎn)換單元12提供仿真計(jì)算模型生 成時(shí)需要的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)信息；仿真模型自動(dòng)生成單元19生成仿真計(jì)算模型；電力系統(tǒng)電 能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換單元13提供仿真計(jì)算中需要的附加暫態(tài)電能信息；電力系統(tǒng)故障記 錄轉(zhuǎn)換單元14提供仿真計(jì)算中需要的附加故障信息；接口配置單元10用于對(duì)生成的仿真 計(jì)算模型進(jìn)行基本的參數(shù)設(shè)置。下面結(jié)合附圖分別對(duì)本發(fā)明提出的軟件接口的具體功能的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行詳細(xì)描 述
圖1中軟件接口層2完成的第一部分功能是從各種電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中提取仿真計(jì)算所 需要的數(shù)據(jù)。這些常用的數(shù)據(jù)庫(kù)有電力系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)31，其中含有網(wǎng)絡(luò)的拓 撲結(jié)構(gòu)信息和元件參數(shù)信息。相應(yīng)的數(shù)據(jù)提取和轉(zhuǎn)換工作由電力系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)轉(zhuǎn)換單 元11完成，該單元對(duì)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行解析，獲取電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息和電網(wǎng)組成元件的 參數(shù)，這些參數(shù)可能與仿真計(jì)算模型中元件的參數(shù)設(shè)置要求不一致，因而該單元還能將提 取的參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和相應(yīng)計(jì)算，得到仿真計(jì)算模型中元件所需的參數(shù)。所得到的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?信息和元件參數(shù)信息保存在軟件接口內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)連接信息及元件參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)15中。其實(shí) 現(xiàn)原理如下
電力系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)31通常以XML文件形式提供。XML (extensible Markup Language)是由萬(wàn)維網(wǎng)聯(lián)盟(W3E)設(shè)計(jì)，是通用標(biāo)記語(yǔ)言SGML (Standard General Markup Language)的一個(gè)子集。它提供了一種獨(dú)立于運(yùn)行程序的方法來(lái)共享數(shù)據(jù)，是用來(lái)自動(dòng)描述 信息的一種新的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言，通過(guò)計(jì)算機(jī)通信把Internet的功能由信息傳遞擴(kuò)大到人類(lèi)其 他多種多樣的活動(dòng)中去。利用Matlab軟件提供的XML接口對(duì)電力系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行解析 h_xml=xmlread (file_name)；—讀取指定的 XML 文件 h_doc=h_xml. getDocumentElement ； —取得文件句柄
h_child_l=h_doc. getElementsByTagName (tag_name) ； ~ 按照指定的標(biāo)簽提取所有
元件
for k=0: (h_child_l. getLength-1)-對(duì)所有具有指定標(biāo)簽的元件進(jìn)行分析
h_child_2=h_child_l. item(k)； —取得其中一個(gè)元件 if (h_child_2.hasAttributes)—判斷該元件是否有附加屬性
h_child_3=h_child_2. getAttributes ； —如果有，獲取所有屬性 h_child_4=h_child_3. item(0)；—取得屬性句柄
h_child_5=h_child_4. getNodeValue；—獲取該屬性的值
end
end
通過(guò)對(duì)所有滿足條件的元件解析，即可得到連接到某節(jié)點(diǎn)的所有元件及其參數(shù)，以此 類(lèi)推，即可順序得到目標(biāo)區(qū)域內(nèi)所有元件的連接信息和參數(shù)信息。
電力系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)32，其中含有網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行參數(shù)。相應(yīng)的數(shù)據(jù)提取 和轉(zhuǎn)換工作由電力系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)轉(zhuǎn)換單元12完成，該單元對(duì)能量管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn) 行解析，獲取電網(wǎng)的實(shí)時(shí)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行參數(shù)，而這些參數(shù)可能與仿真計(jì)算模型中元件的參數(shù)設(shè) 置不一致，因而該單元還能將提取的參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和相應(yīng)計(jì)算，得到仿真計(jì)算模型中元件 (主要是電源和負(fù)荷)所需的參數(shù)。所得到的實(shí)時(shí)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行參數(shù)保存在軟件接口內(nèi)部的實(shí)時(shí) 運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)16中，上述兩部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)是生成仿真計(jì)算模型所必需的，其實(shí)現(xiàn)原 理如下
電力系統(tǒng)能量管理數(shù)據(jù)庫(kù)通常以PI (Plant Information)數(shù)據(jù)庫(kù)形式提供。它是由美 國(guó)0SI公司開(kāi)發(fā)的實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，能將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)存放在一個(gè)統(tǒng)一的數(shù) 據(jù)庫(kù)中，基于其特有的數(shù)據(jù)壓縮和存儲(chǔ)方式，在海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)訪問(wèn)以及管 理方面表現(xiàn)出關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。PI數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)使其在電力系統(tǒng)中得到 了廣泛應(yīng)用。針對(duì)Matlab編程接口與PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的二次開(kāi)發(fā)接口的特點(diǎn)。在此選取API方 式訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)Matlab調(diào)用piapi32. dll動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)來(lái)訪問(wèn)PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。Matlab 提供了 loadlibrary接口函數(shù)來(lái)加載動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)、calllib接口函數(shù)來(lái)引用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中 的函數(shù)、unloadlibrary接口函數(shù)來(lái)卸載動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù).
loadlibrary('D:\LIBRARY\piapi32. dll，, ‘ D: \LIBRARY\piapi. h')；—數(shù)據(jù)庫(kù)的加
載；
libfunctionsview('piapi32')；—查看加載數(shù)據(jù)庫(kù)的函數(shù)； calllib (，piapi32，，，piut_setservernode，，，地址，)；一服務(wù)器的連接； calllib (‘ piapi32'，’ piut_login'，’ 用戶名’，’密碼’，權(quán)限)一用戶登錄； calllib ('piapi32','piut_login','用戶名’，’密碼’，權(quán)限)=0) — 歸檔值的提
?。?br> calllib (‘ piapi32'，‘ pitm_parsetime'，‘ startt' , 0, &timesta)； —設(shè)置開(kāi)始時(shí)
間；
calllib (‘ piapi32'，‘ pitm_parsetime', ‘ endt'，0，&timeend)； —設(shè)置結(jié)束時(shí)
間；
num= ((timeend-timesta)/sec) +1 ；—sec 為相隔取點(diǎn)的時(shí)間間隔； calllib (，piapi32，，‘ pipt_findpoint',，* tagname，，*pt )；—根據(jù)測(cè)點(diǎn)名獲 得測(cè)點(diǎn)索引號(hào)；
calllib (’piapi32’，’ piar_timedvalues’，pt，*count，times[], rvals[], istats []，prev )；
calllib (’ piapi32’，
??；
calllib (’ piapi32’， calllib (’ piapi32’， ；弓 I )
calllib (’ piapi32'， -獲得某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的快照
6
’ piut_login'，’用戶名’，’密碼’，權(quán)限)=0)-快照值的提
’ pitm—parsetime’，’ strtime’，0，&datatime)；—設(shè)置時(shí)間； ，pipt—findpoint，，，* tagname，，*pt )；根據(jù)測(cè)點(diǎn)名獲得測(cè)
’ pisn—getsnapshot’， pt,氺 rval,氺 istat,氺 timedate )；unloadlibrary('piapi32')；—卸載數(shù)據(jù)庫(kù)
另外，越來(lái)越多的電力企業(yè)開(kāi)始重視電能質(zhì)量問(wèn)題，并多數(shù)已建立起相應(yīng)的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)， 所得到的電力系統(tǒng)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)33包含有電壓和電流的暫態(tài)波形數(shù)據(jù)，對(duì)于分析電壓 跌落、諧波和電壓閃變等具有重要作用。相應(yīng)的數(shù)據(jù)提取和轉(zhuǎn)換工作由電力系統(tǒng)電能質(zhì)量 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換單元13完成，該單元對(duì)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行解析，獲取記錄到的暫態(tài)電 壓電流事件及相應(yīng)的波形數(shù)據(jù)，并按照PSCAD仿真計(jì)算軟件42能識(shí)別的數(shù)據(jù)格式形成可識(shí) 別格式的暫態(tài)電壓電流數(shù)據(jù)文件17，供仿真計(jì)算時(shí)調(diào)用。其實(shí)現(xiàn)原理如下
電力系統(tǒng)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)33通常以PQDIF格式提供。它是IEEE1159標(biāo)準(zhǔn)新規(guī)定的一 種通用電能質(zhì)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換格式。PQDIF使多數(shù)據(jù)具有良好兼容性，便于實(shí)現(xiàn)不同監(jiān)測(cè)系統(tǒng)間 數(shù)據(jù)共享。從PQD文件提取信息的方法通常都是設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)人員容易實(shí)現(xiàn)的。以下詳述將提取 到信息轉(zhuǎn)換到PSCAD中的具體方法。利用PSCAD提供的數(shù)據(jù)文件讀入模型file read即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀入。所能讀入 的文件格式為.TXT格式，要求該文件中具有兩列第一列為時(shí)間坐標(biāo)，第二列為對(duì)應(yīng)該時(shí) 間的參數(shù)值，下面以某電壓監(jiān)測(cè)波形給出了典型的文件結(jié)構(gòu)
0-0.990664005
0.0001562497 -1. 23833001 0.0003124999 -1. 23833001 0.0004687499 -1. 23833001 0.0006249999 -0. 990664005 0.0007812499 -1. 23833001
類(lèi)似的，電力系統(tǒng)故障信息數(shù)據(jù)庫(kù)34中包含有故障時(shí)間、故障時(shí)跳閘的開(kāi)關(guān)位置、故 障地點(diǎn)等信息，對(duì)于分析電力系統(tǒng)故障來(lái)源，采取相應(yīng)解決措施等具有很大作用。相應(yīng)的 數(shù)據(jù)提取和轉(zhuǎn)換工作由電力系統(tǒng)故障記錄轉(zhuǎn)換單元14完成，該單元對(duì)故障信息數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn) 行解析，獲取記錄到的故障信息，并按照PSCAD仿真計(jì)算軟件42能識(shí)別的輸入數(shù)據(jù)格式形 成可識(shí)別格式的故障信息記錄數(shù)據(jù)文件18，供仿真計(jì)算時(shí)調(diào)用。該部分信息通常也是以 PQDIF的形式提供，其具體實(shí)現(xiàn)方法可參考上述對(duì)電力系統(tǒng)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的提取方法。電 能質(zhì)量數(shù)據(jù)和故障信息數(shù)據(jù)不是生成仿真計(jì)算模型所必需的，但對(duì)進(jìn)行仿真計(jì)算模型的校 準(zhǔn)、完成高級(jí)的仿真計(jì)算任務(wù)等是非常重要的。軟件接口層2的第二部分功能是由仿真模型自動(dòng)生成單元19根據(jù)解析所得到的 數(shù)據(jù)庫(kù)，編寫(xiě)PSCAD仿真計(jì)算模型41的相應(yīng)文件，所得模型可被PSCAD仿真計(jì)算軟件42直 接調(diào)用。該功能的具體實(shí)施如下
PSCAD仿真計(jì)算軟件僅有少量的數(shù)據(jù)接口，未提供編寫(xiě)仿真計(jì)算模型的接口。經(jīng)過(guò)研 究發(fā)現(xiàn)，PSCAD進(jìn)行仿真計(jì)算時(shí)分為兩個(gè)步驟1)開(kāi)發(fā)人員在由PSCAD仿真計(jì)算軟件提供 的圖形化界面中完成仿真計(jì)算模型的編制，編制所得到的仿真計(jì)算模型保存于后綴為.psc 的文件中。2)解析.psc文件，利用EMTDC進(jìn)行仿真計(jì)算。本軟件接口即是按照.psc文件 的格式，利用所得到的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)，直接編寫(xiě).psc文件，自動(dòng)生成PSCAD電力系統(tǒng)仿 真計(jì)算模型。具體原理如下如圖3所示，典型的.psc文件由以下幾個(gè)部分構(gòu)成
1)設(shè)置部分，給出了該仿真計(jì)算模型進(jìn)行仿真計(jì)算時(shí)使用的環(huán)境設(shè)置，包括仿真計(jì)算 模塊名稱(chēng)，顯示頁(yè)面大小，仿真計(jì)算步長(zhǎng)、仿真計(jì)算的時(shí)間等。以下給出了典型的設(shè)置部分 的編寫(xiě)實(shí)現(xiàn)
fprintf (fp, ’ %s\n\n'，’ PSCAD 4. 0. 2')； fprintf(fp, ‘ %s\n', ‘ Settings')； fprintf (fp, '%s\n', ‘ {')； fprintf(fp,' %s\n',' Arch = "windows"')
fprintf (fp, fprintf(fp,
%s\n', 'Fin = 0. 5'); %s\n'，，Step = 5e-005')
fprintf(fp,'%s\n','}')
—指明仿真計(jì)算軟件版本； —指明編寫(xiě)設(shè)置模塊； —設(shè)置模塊開(kāi)始標(biāo)志； —指明仿真軟件運(yùn)行系統(tǒng)；
—設(shè)置仿真軟件運(yùn)行時(shí)間 —設(shè)置仿真軟件仿真步長(zhǎng)
—設(shè)置模塊結(jié)束標(biāo)志；
2)定義部分，該部分為仿真計(jì)算模型的核心部分，由多個(gè)模塊構(gòu)成。每個(gè)模塊包括了節(jié) 點(diǎn)部分，定義了該繪圖頁(yè)的外部電氣接口 ；包括了圖形部分，定義了該繪圖頁(yè)的圖形表示形 式；包括了頁(yè)面部分，定義了該繪圖頁(yè)的內(nèi)部繪圖信息。以下給出了典型的模塊部分的編寫(xiě) 實(shí)現(xiàn)
fprintf(fp, ‘ %s\n' fprintf(fp,' %s\n'
Module("Main")，) {，)；
fprintf (fp,，％s\n，，，Nodes =，)
—指明編寫(xiě)定義中的主模塊； —指明主模塊定義開(kāi)始；
—設(shè)置主模塊外部連接點(diǎn)
fprintf (fp, fprintf (fp, 模塊圖形大小；
fprintf(fp, 元件定義1 ；
%s\n'，’ Graphics =’)；—設(shè)置主模塊圖形顯示；
%s\n'，，Page (D/Al, Landscape, 16，[640, 360]，100)，)；一設(shè)置主
%s\n'，，{，)
—主模塊頁(yè)面編寫(xiě)開(kāi)始
—主模塊內(nèi)元件1 ；
元件定義n ；—主模塊內(nèi)元件n ；
fprintf (fp, ’ %s\n','{');—主模塊頁(yè)面編寫(xiě)結(jié)束；
3)元件定義部分，該部分指明了每個(gè)模塊頁(yè)面內(nèi)調(diào)用的元件的設(shè)置，包括元件類(lèi)型、在 頁(yè)面內(nèi)的位置、元件參數(shù)等。以下給出了典型的元件定義的編寫(xiě)實(shí)現(xiàn)
case ’ inductor’---編寫(xiě)電感兀件； fprintf (fp, ’ %s\
n，strcat (，0. inductor ([，，char (buildinfo {2，1})，，，，，char (buildinfo {3，1})，，]，，，
char (buildinfo{4, 1})，，，，，char (buildinfo {5，1})，，，-1)，))； 調(diào)用 PSCAD 中電 感元件模型；并根據(jù)buildinfo參數(shù)設(shè)置在頁(yè)面內(nèi)位置。
fprintf (fp,，％s\n，，，{，)；一元件參數(shù)設(shè)置幵始；
if char (compinfo {1，1})
fprintf (fp,，％s\n，，strcat (，L=//，，char (compinfo {1，1})，，[H]"，))； else
fprintf (fp,，％s\n，，，L="l [H]“，)；end—元件參數(shù)可用指定值，也可用缺省值；
fprintf (fp,，%s\n'，，}，)；—元件參數(shù)設(shè)置結(jié)束；
編寫(xiě)完成后的.psc文件即可由PSCAD調(diào)用進(jìn)行仿真計(jì)算，并與本軟件接口獨(dú)立。如上所述的仿真計(jì)算模型編制過(guò)程中，在元件定義過(guò)程中元件參數(shù)設(shè)置和元件位 置設(shè)置將使用到電力系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)和電力系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。電力系統(tǒng)電能質(zhì) 量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和電力系統(tǒng)故障信息數(shù)據(jù)不是必需的，這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)解析后所得到的可識(shí)別格 式的暫態(tài)電壓電流數(shù)據(jù)文件和可識(shí)別格式的故障信息數(shù)據(jù)文件可通過(guò)PSCAD的文件讀入 模塊導(dǎo)入PSCAD仿真計(jì)算模型中，用于電能質(zhì)量分析評(píng)估、故障分析及治理等領(lǐng)域。軟件接口層2的第三部分功能是設(shè)置仿真計(jì)算模型所必需的其它附加信息，包 括仿真計(jì)算模型的范圍和規(guī)模，仿真計(jì)算模型的名稱(chēng)和描述等，這些信息由人工輸入至接 口配置單元10，并通過(guò)其傳輸至仿真模型自動(dòng)生成單元19，以生成指定范圍的仿真計(jì)算模 型。綜上可知，在生成仿真計(jì)算模型時(shí)，只需要人工指定需要進(jìn)行仿真計(jì)算的電力系 統(tǒng)某個(gè)區(qū)域等簡(jiǎn)單的信息，即可應(yīng)用本軟件接口自動(dòng)生成所需要的仿真計(jì)算模型，整個(gè)生 成過(guò)程再無(wú)需人工干預(yù)，降低了模型編制的難度；模型編制的數(shù)據(jù)源自對(duì)原始數(shù)據(jù)庫(kù)的解 析，提高了模型編制的準(zhǔn)確性；利用計(jì)算機(jī)可完成模型編制任務(wù)，提高了模型編制的效率。以上實(shí)施例僅供說(shuō)明本發(fā)明之用，而非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的 技術(shù)方案，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)PSCAD電力系統(tǒng)仿真計(jì)算模型自動(dòng)生成的軟件接口，其特征在于，包括電力系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊，用于解析地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，提取其中的元件連接信息，形成網(wǎng)絡(luò)連接信息數(shù)據(jù)庫(kù)，提取電力系統(tǒng)元件的參數(shù)，按照仿真模型中元件模塊參數(shù)的 設(shè)置要求進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)換計(jì)算，形成元件參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)；電力系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊，用于解析能量管理數(shù)據(jù)庫(kù)，提取其中的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù) 據(jù)，按照仿真模型中元件模塊參數(shù)的設(shè)置要求進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)換計(jì)算，形成運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)；仿真模型自動(dòng)生成模塊，根據(jù)所述電力系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊獲得的網(wǎng)絡(luò)連接信 息、元件參數(shù)，以及所述電力系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊獲得的運(yùn)行參數(shù)，編寫(xiě)PSCAD仿真 計(jì)算模型的圖形化仿真文件，自動(dòng)生成仿真計(jì)算模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)PSCAD電力系統(tǒng)仿真計(jì)算模型自動(dòng)生成的軟件接口，其 特征在于還包括電力系統(tǒng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊，用于解析暫態(tài)電能監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，提取相應(yīng)的暫 態(tài)電壓、電流數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為PSCAD可識(shí)別的格式；電力系統(tǒng)故障記錄轉(zhuǎn)換模塊，用于解析故障記錄數(shù)據(jù)庫(kù)，提取相應(yīng)的故障信息，轉(zhuǎn)換為 PSCAD可識(shí)別的格式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的實(shí)現(xiàn)PSCAD電力系統(tǒng)仿真計(jì)算模型自動(dòng)生成的軟件接 口，其特征在于還包括接口配置模塊，用于為生成仿真計(jì)算模型提供附加的信息，包括生成的仿真計(jì)算模型 的規(guī)模和范圍、仿真計(jì)算模型的名稱(chēng)和描述。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)PSCAD電力系統(tǒng)仿真計(jì)算模型自動(dòng)生成的軟件接口，其 特征在于所述電力系統(tǒng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊和電力系統(tǒng)故障記錄轉(zhuǎn)換模塊，為仿真計(jì)算 提供附加的信息，用以進(jìn)行仿真計(jì)算模型的校準(zhǔn)，并用于完成電能質(zhì)量評(píng)估、故障分析。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)PSCAD電力系統(tǒng)仿真計(jì)算模型自動(dòng)生成的軟件接口，其 特征在于所述仿真模型自動(dòng)生成模塊按照.psc文件的格式，編寫(xiě)PSCAD仿真計(jì)算模型的圖形化 仿真文件。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的實(shí)現(xiàn)PSCAD電力系統(tǒng)仿真計(jì)算模型自動(dòng)生成的軟件接口，其 特征在于所述接口配置模塊所提供的附加信息，通過(guò)人工輸入的方式輸入，并通過(guò)該接口配置 模塊傳輸?shù)剿龇抡婺Ｐ妥詣?dòng)生成模塊，生成指定范圍的仿真計(jì)算模型。
全文摘要
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)仿真計(jì)算的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)PSCAD電力系統(tǒng)仿真計(jì)算模型自動(dòng)生成的軟件接口。本發(fā)明包括用于解析地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的電力系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊，用于解析能量管理數(shù)據(jù)庫(kù)電力系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊，用于編寫(xiě)PSCAD仿真計(jì)算模型的圖形化仿真文件，自動(dòng)生成仿真計(jì)算模型的仿真模型自動(dòng)生成模塊。本發(fā)明可充分利用電力部門(mén)現(xiàn)有的各種數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)PSCAD仿真計(jì)算模型編制的自動(dòng)化，極大簡(jiǎn)化仿真計(jì)算模型編制過(guò)程，降低模型編制難度，極大提高模型編制效率，增加模型準(zhǔn)確度，所生成的仿真計(jì)算模型除可用于傳統(tǒng)的潮流計(jì)算、穩(wěn)態(tài)分析外，還可用于電能質(zhì)量評(píng)估、故障分析等多個(gè)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G06F17/50GK101996271SQ201010251518
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者樂(lè)健, 劉開(kāi)培 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)