PSCAD概述与基本设置 PSCAD中高级操作课件

PSCAD概述及基本设置第2

页主要内容

PSCAD概述

PSCAD的环境参数设置

PSCAD的仿真参数设置

EMTDC概述第3

页一、PSCAD概述1.1仿真流程1.2主界面概述1.3仿真规模限制第4

页1.1PSCAD的仿真流程解析工具PSCAD图形化输入界面PSC文件含拓扑和元件信息EMTDC转换为Fortran代码转换工具计算结果送回至Pscad进行显示编译器等第5

页1.2PSCAD主界面概述Workspace窗口Output窗口工作窗口第6

页Workspace窗口查看已加载模型和元件库查看激活模型内的元件第7

页查看激活模型内的输电线路查看激活模型相关文件第8

页编译链接等过程信息仿真过程信息执行搜索命令的结果Output窗口第9

页Circuit窗口：模型或模块的内部结构Graphic窗口：元件的封装图像Parameters窗口：元件的输入参数界面Script窗口：元件的代码Fortran窗口：模型或模块的代码Data窗口：节点电压、支路阻抗等参数工作窗口第10

页每走廊的最大输电线或电缆数目20页面模块数1,024元件数65,536输出通道数(PGB)1,0241.3PSCAD仿真规模限制——对所有版本和编译器第11

页二、PSCAD的环境参数设置第12

页选择是否就输出通道的异常进行告警无输出告警；过多输出通道告警；采样密度过高告警；仿真步长过高且仿真时间较长时数据存储空间设置Runtime页面设置第13

页选择编译器DigitalFortran5.0CompaqVisualFortran6.xIntelVisualFortran9.0.x指定EMTDC库路径用户库路径Fortran页面设置第14

页三、PSCAD的仿真参数设置第15

页Runtime设置仿真时长仿真步长显示输出画图步长第16

页设置启动方式Standard方式：正常启动方式；模型从0.0秒开始仿真。Fromsnapshotfile：快照文件启动方式；让模型从预设指定状态开始仿真。快照文件启动时必须指定快照文件名称！快照文件获取时的模型与当前仿真模型要一致第17

页是否存储显示通道数据Yes：将所有输出通道数据存储于文件中。数据存储文件名称第18

页快照拍摄方式Single：仅在指定时刻拍摄一次快照，并存储于指定文件。快照存储文件名或基准名快照拍摄时刻或间隔Incremental(单一文件)：以指定间隔拍照，并将最后一次快照存储于指定文件。Incremental(多个文件)：以指定间隔拍照，并将所有快照存储于指定文件，最多99个。！快照文件与快照文件启动方式配合使用第19

页是否进行多重运行多重运行时的输出多重运行的数目该处选项和设置与Totalnumberofmultipleruns以及

currentrunnumber一起配合使用实现多重运行第20

页是否在快照启动方式时设置初始时刻为0.0s选中：忽略快照的启动时刻，从0.0s开始显示。不选：从快照指定的时刻开始显示。！与快照文件启动方式配合使用！仅影响显示，其它设置仍采用以快照启动时刻为参考的时间。第21

页是否仅将显示在图形或仪表中的通道进行输出。选中：在仿真计算过程中未显示的通道将不会开辟内存进行存储；可大大节省内存需求，提高仿真速度。！不影响存储到输出文件中的通道(若选择了将通道数据存储于磁盘文件)第22

页是否使用集成的编译器进行手动调试。选中：允许在相应编译器的界面下对项目进行手动调试。第23

页四、EMTDC概述EMTDC是通过在时域内求解微分方程的方法来解决电磁和机电系统的仿真问题。主要特点包括：多数串并联元件将数值等效处理以减小节点和支路数量；采用序号优化算法来提高LDU矩阵的解耦速度；在执行开关操作时采用插值算法，即使在仿真步长较大时也能精确描述实际开关发生时刻；通过提供到所有主程序变量的接口和存储方法，用户可方便地编写任意复杂程度的元件；提供了快照启动方法，提高大型非线性系统的仿真速度。。。。第24

页EMTDC提供了主程序来协调数据输入、数据输出、网络求解，以及用户自定义元件之间的动作，结构如下：主动态子程序网络求解输出定义子程序仿真时间仿真步长第25

页用户代码（Fortran语句或PSCAD代码）可直接添加到DSDYN和DSOUT模块中，或通过用户元件中的子程序调用实现插入。在网络求解中不能直接添加用户代码。采用这种三模块结构，可大大提高仿真模型的灵活性。可充分而灵活地利用网络求解前后的参数值。总体而言，DSDYN和DSOUT没有本质差异，但DSDYN一般用于插入动态控制代码；而DSOUT一般用于在进行网络求解后输出变量值。用户需仔细根据需要使用网络求解前还是求解后的变量值来选择代码的插入位置。第26

页正确放置代码和使用变量值以避免延时造成的误差。通常该延时为一个仿真步长。若比较器动态代码部分在DSDYN内，而Ea定义在DSOUT内，则进行比较时使用的是上一网络求解后的Ea值，输出存在一个步长的延时。将代码部分从DSDYN中移至DSOUT部分中，则可强制比较器使用最新网络求解后的Ea值，消除了延时。第27

页在编译后，系统动态部分代码将自动转换为Fortran代码，所需要的信息来自于仿真模型中每个元件定义中的DSDYN和DSOUT部分。第28

页网络求解部分定义为EMTDC主程序的一部分，用户不能直接向其中添加代码。电气网络的参数由PSCAD根据图形化的模型所创建，并编译汇总在一些EMTDC使用的文件中。数据文件：包含了支路元件相互间连接的节点号；支路元件的类型；支路元件的参数；也包括了分布参数输电线路和变压器矩阵信息。模型中每个页面模块具有自己的局部数据文件。映射文件：用于将各个页面模块的局部数据文件连接在一起，主要完成局部节点编号转换为全局唯一编号。包括全局维数信息；运行过程参数；节点映射信息等。第29

页谢谢！PSCAD中高级操作第31

页主要内容

PSCAD分页面式建模

PSCAD自定义元件及元件库

PSCAD的数据级接口

PSCAD的程序级接口

PSCAD的其它操作第32

页一、PSCAD分页面式建模典型的PSCAD仿真模型可分为三个部分：主回路部分；控制部分；显示输出部分。因此，较复杂的仿真模型宜采用分页面式建模方法。主回路部分控制部分显示输出部分PSCAD模型第33

页1.1页面模块的建立第34

页必须选中名称用于显示的模块说明模块的连接端子第35

页该模块的内部页面设置第36

页所建立的页面模块将出现在所属页面内，双击后进入该页面即可进行建模工作。页面模型间的信号传递可采用wirelessconnection元件，硬连接线等方式。1.2页面模型间的信号传递第37

页控制页面内主页面内由主页面发送至控制页面内无线连接第38

页无需页面模块定义连接端子主模块发送用户模块外观用户模块内部接收第39

页用户模块外观硬连接线连接与主模块的连接用户模块内部连接与连接端子的变量名称要一致第40

页采用Import和Export标签进行信号传递。Import和Export标签不可放置于Main模块内对同一个端子连接而言，在同一页面内只能有一个Import或Export标签的实例。如果希望在同一页面内多次引用该端子，可将Import或Export连接至DataLabel，然后利用该Datalabel。第41

页电气信号连接电气信号连接只能采用硬线连接的方式。主模块连接用户模块外观需申明为电气连接端子用户模块内部采用XNode端子连接名称要一致第42

页XNode不可放置于Main模块内对同一个端子连接而言，在同一页面内只能有一个XNode的实例。XNode不可直接连接至GND。但可以在相应的模块连接端子上连接GND.第43

页二、PSCAD自定义元件及元件库自定义元件有两种：一种是常规component(元件)，一种是pagemodule(模块)；区别在于前者内部不再包含任何元件；后者可以是元件的组合。创建时的区别在于是否选中pagemodule选项。第44

页2.1Component的创建元件引脚分布第45

页依次输入各引脚的名称和描述！名称必须遵守Fortran的规则引脚类型：数据输入；数据输出；电气引脚。第46

页引脚数据类型：逻辑变量；整型；实数型。！仅对引脚为数据类型时有效电气引脚的类型：固定型；可移除型；开关型；接地型。该引脚的维数第47

页固定型(缺省)：最常用的电气引脚类型。代表简单的电气节点。如存在疑问时尽量选择该类型。可移除型：可由PSCAD移除的电气节点。例如RLC串联

电路可由PSCAD等效为单一阻抗元件，从而移除2个电气节点。主要是从提高仿真计算效率出发。开关型：若该节点为某个开关支路的一部分应选择该类型。选择该类型后可提高PSCAD仿真过程中的矩阵解耦效率，进而提高仿真速度。接地型：该电气节点接地时选用。第48

页创建完成后的外观相应的该元件出现在所属仿真模型的定义部分内。第49

页右键菜单编辑元件的属性：名称和描述加入描述第50

页修改元件定义第51

页元件外观编辑页面元件参数输入编辑页面元件代码编辑页面第52

页Graphic页面：对元件外观，引脚，变量等进行各种编辑。例如：外观大小，输入输出引脚，输入输入变量名重定义等。也可新增引脚。新增引脚新增文字第53

页Parameters页面：可给元件添加参数输入界面。这些参数

将作为元件代码部分中使用的常量。相应工具栏添加的界面！PSCAD对中文支持有限，尽量不使用正文第54

页Script页面：用Fortran语言编写元件代码，注意需遵守

PSCAD的一些语法规定和相应编译器的语法。系统常量：仿真时间第55

页2.2PageModule的创建元件引脚分布第56

页！PageModule的内部搭建与常规模型建立方法一致，也可包括自定义元件和页面模块。！在用户Case内定义的元件和模块无法使用CreateInstancepaste的方法在其它Case的工作区内调用。可在原Case内采用输出元件(模块)定义的方法，存储为.cmp文件，再在新Case内采用输入元件(模块)的方法。也可在原Case内采用CopyDefinition操作，再在新Case内采用PasteDefinition操作。第57

页2.3用户元件库的创建创建用户元件库可方便在任何Case内使用用户自定义元件。但在加载包含了用户自定义元件的Case之前，必须先加载包含该元件的元件库，即使是后加载也会出错。其后可逐步添加用户自定义元件，并可按照masterlib的方式进行分组，方便调用。第58

页三、PSCAD的数据级接口目的：——利用外部数据资源；

——生成数据供外部程序调用；

——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。第59

页3.1数据输出接口选择进行数据存储输出文件名称第60

页生成一个.inf文件波形名称数据编号所属页面最大最小值单位输出文件格式（1）第61

页生成若干.out文件每个文件最大11列，第1列为采样时间点，其余10列为数据。若仿真项目内的输出波形大于10个，即会自动生成多个.out文件，并自动编号。

采样时刻PGB(1)PGB(2)输出文件格式（2）第62

页3.2数据输入接口主要利用FileReader元件参数设置

从另一个PSCAD运行进程或外部波形获取数据，并可用作输入第63

页数据文件名称绝对或相对路径数据列数采样频率计数方法采样频率遇文件尾部的处理方法重要参数设置第64

页第一行必须为空或注释可由11列数据（采样频率指定）或10列数据+第一列为采样时间点数据使用数据文件格式第65

页电能质量监测数据库PQD格式监测数据专业解析软件Txt格式自编写中间处理软件Txt格式PSCAD输出显示数据输入示例第66

页专业解析软件中的波形输入至PSCAD中的波形数据比对第67

页四、PSCAD的程序级接口目的：——与其它应用程序实时交互

——自动生成仿真计算程序

——作为后台支持程序基本没有开放式接口，如API函数和OLE可调用其它应用程序；第68

页接受.f，.for，.f90和.c的源代码文件

多个文件用“,”分开，每个文件可包含多个子程序各子程序均可在自定义元件的代码部分进行调用4.1调用外部子程序第69

页主要利用FileReference元件也可接受.f，.c的源代码文件但在PSCAD最新版本中，该元件主要用于与associatedfiles一起在PSCAD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。

第70

页dd.f中的exap调用Fortran子程序示例第71

页调用C子程序示例第72

页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。加入用户自定义库第73

页+

设置需编辑的文件设置文件后缀和相应打开应用程序4.2调用外部应用程序第74

页编辑文件aa.xls在PSCAD内双击图标，即可打开Excel对aa.xls进行编辑调用外部程序示例(1)第75

页调用外部程序示例(2)第76

页步骤1：全局设置MATLAB接口信息步骤2：指明本仿真模型使用接口4.3与MATLAB的接口第77

页步骤4：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.m文件的名称和路径。步骤3：编写.m文件，实现元件功能。第78

页步骤5：在用户元件代码内调用.m文件。SUBROUTINEMLAB_INT(MPATH,MFILE,INPUTS,OUTPUTS)

CALLMLAB_INT(“文件路径”,“文件名","RR","R")步骤6：在用户元件代码传递参数。#STORAGEREAL:3STORF(NSTORF)=$ASTORF(NSTORF+1)=$BCALLMLAB_INT()

$C=STORF(NSTORF+2)NSTORF=NSTORF+3压入第1,2参数弹出输出参数第79

页五、PSCAD的其它操作5.1PSCAD的快照启动方式5.2PSCAD的多重运行5.3PSCAD的外部调试器调试第80

页5.1PSCAD的快照启动相当于以某个给定状态启动仿真过程，可节省仿真时间，分段观察仿真过程。Step1：在需拍照时刻点存储仿真过程的快照。第81

页磁盘上相应的快照文件Step2：重新启动仿真过程，并指定快照文件。以0.3s处状态启动仿真！实际仿真时长不变。！可将图像显示起始点设置至0时刻。第82

页多重运行常用于：改变故障发生时间以找出最严重的过电压情况；改变控制器增益以找出对某个干扰的最佳响应；在系统参数的某个范围内步进，以确定最优值；改变故障类型或位置。相当于一个离散的优化过程。5.2PSCAD的多重运行第83

页方法1：允许多重运行多重运行的个数第84

页在仿真模型中配合Totalnu