PSCAD概述与基本设置

PSCAD概述及基本设置主要内容l一、PSCAD概述l二、PSCAD的基本设置l三、EMTDC概述l

四、X4新特性概述

PSCAD概述与基本设置第

2

页一、PSCAD概述1.1

仿真流程1.2

主界面1.3基本术语1.4仿真规模限制

PSCAD概述与基本设置第

3

页1.1

仿真流程PSCAD/EMTDC：PSCAD代表电力系统计算机辅助设计，并且是EMTDC的图形用户接口。PSCAD的开发成功，使得用户能更方便地使用EMTDC进行电力系统分析，使电力系统复杂部分可视化成为可能。最初EMTDC代表直流暂态（ElectromagneticTransientsinDC），至今已被广泛地应用在电力系统许多类型的模拟研究（ElectromagneticTransientsincludingDC）。

PSCAD概述与基本设置第

4

页解析工具

PSC文件

元件信息

EMTDC

转换为Fortran代码PSCAD

PSCAD概述与基本设置送回至Pscad进

行显示图形化输入界面

计算结果含拓扑和转换工具编译器等第

5

页

PSCAD概述与基本设置1.2

主界面Workspace窗口Output窗口常用元件栏工作窗口第

6

页

已加载Case和元件库

主窗口某个Case的数据文件、信号、控制、输电线/电缆、显示设

备等。某个case或元件库中的定义Workspace窗口PSCAD概述与基本设置第二窗口第

7

页文件分支：用于组织在项目临时文件夹中找到的全部文件。文件树的组织是按照项目组件的层次来安排的。即每个

组件均具有自己的文件夹。还有一个输出文件夹，用于

无特定关联地组织输出文件。此外还有map文件和mak主窗口

：加载的库项目和案例项目具有不同的图标。PSCAD概述与基本设置文件。第

8

页组件文件夹（包括main和其它组件）中包含了其独有的Fortran文件（.f）和数据文件（.dta）。若模块中存在输电线路和电缆，RTP/COMTRADE元件，则还包括了相应的

子文件夹。

PSCAD概述与基本设置第

9

页全部定义组件层次第二窗口

：查看某个选定项目的详细数据。PSCAD概述与基本设置第

10

页编译过程中的信息：可包括由PSCAD提供的标准的编译过程中出现的任何

警告和错误信息。也包括了用户元件

的check段内定义的警告和错误信息。运行过程中的信息：指出了仿真运行

过程中出现的警告和错误信息。

PSCAD概述与基本设置消息内容消息种类：信息；错误；警告等过程信息命令的结果Output窗口执行搜索编译链接第

11

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PSCAD概述与基本设置第

12

页1.3基本术语Component

：元件，通常也简称为模块；它是一个设备模型的图形化表示。是PSCAD中创建的所有电路的基本构建

模块。元件通常设计用于执行特定的功能。可以以电气、

控制、修饰或文档等类型存在。元件通常具有输出输入连接端口，并与其他元件连接以构成大型系统模型。用户一般通过输入参数直接访问元件。Module

：组件，通常也称为子页面或页面元件；它是一个特殊的元件，其功能是由使用其他元件的组合来创建电

路来实现。与常规元件使用代码实现功能不同，组件具

有其独立的画布。组件也可包含其他的组件。元件和组件具有唯一的定义，并由该定义创建相应的实例。

PSCAD概述与基本设置第

13

页Definition：定义；它是元件或组件创建的基本目的。并且是元件相关的所有设计要素进行定义的位置，包括图形化

表示、连接端子、输入参数、模型代码和/或电路布置。

对每一个唯一的元件或组件只能有一个定义。

定义一般

存储于元件库中。Instance：实例；实例是定义图形化的拷贝，通常为用户可见和进行操作。但实例具有其独有的实体，具有不同的输入

参数设置，甚至是不同与其他实例的图形外观。所有的实例均基于同一定义，因此对定义的修改将影响到所有的实例。

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页Project：项目；一个特定的仿真所涉及到的全部对象（除输出文件）均包含在一个单一文件中，即项目。

项目可

包含定义、在线绘图和控制，以及图形化创建的系统本身。PSCAD包含两类项目：case和library。Case：案例；PSCAD中最常执行的工作即完成于案例中。除了可实现元件库项目的功能外，案例还可进行complie、build和run

。可在案例中通过在线仪表和绘图来直接查看仿真结果。案例文件存储文件后缀名为.pscx。Library：库；主要用于存储定义。且其中存储的实例可用于其它任何案例项目中。库文件存储文件后缀名为.pslx。

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页1.4仿真规模限制

——对所有版本和编译器

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页二、

PSCAD的基本设置2.1WorkspaceOptions2.2System

Settings2.3Project

Settings2.4Canvas

Settings

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页2.1WorkspaceOptions提供了用户可配置的对所有项目均起作用

的一些选项PSCAD概述与基本设置第

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页用于调整编译器检查设置

以及与系统内存相关的消

息和运行相关事件。案例仿真内存需求超过该值时将在运行前告警。PSCAD仅显示同样信息的第一条而忽略后续消息。也可设置

为输出同样消息的条数。无输出通道告警设置。输出通道数过多告警设置。

采样密度过高告警设置。波形数据文件被覆盖时告警。

快照文件被覆盖时告警。Runtime页面设置PSCAD概述与基本设置第

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页指明仿真过程依赖性的文

件和文件夹。仿真过程使用的外部编译器。仿真过程使用的MATLAB版本。仿真过程使用的MATLAB库文件。指出了所使用的外部lib文件或obj文件的路径。外部文件的名

称将在其他地方输入。Dependencies页面设置PSCAD概述与基本设置第

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页2.2System

SettingsPSCAD概述与基本设置第

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页1文件类型（后缀名）进行文件类型及打开应用程序的关联性设置。可在PSCAD中，结合使用Filereference元件，打开相应应用程序对文件进行操作。操作该文件的应用程序路径及名称。PSCAD概述与基本设置第

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页2.3Project

SettingsPSCAD概述与基本设置第

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页该处的设置涉及到对多个增强PSCAD仿真执行速度、精度

和效率的高级特性的控制。该处设置仅对一个项目有效(

触发此菜单的项目）。

Library项目的该处设置仅有常规页

面。

案例项目的该处设置包括：General：版本信息及文件相关信息。Runtime：项目相关的仿真控制。Simulation：EMTDC相关的仿真控制。Dynamics：PSCAD信号控制及其它特性。Mapping：电网络相关特性。Fortran：Fortran编译器及调试设置。Link：Fortran和MATLAB链接选项。

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页仿真总时间（s）仿真步长（us）EMTDC向PSCAD发送数据用于绘图以及向输出文件写

数据的时间间隔（us）绘图步长通常为仿真步长的整数

倍。过小的绘图步长将大大降低

仿真速度，同时不会明显增加绘

图精度。推荐将绘图步长与仿真

步长设置为相同。绘图步长不能小于仿真步长，即

使设置为小于仿真步长，

PSCAD

也会自动改为与仿真步长相同。PSCAD概述与基本设置第

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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。>From

snapshot

file：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PSCAD概述与基本设置第

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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。数据文件以标准ASCII格式存

储。文件缺省存储于项目

临时文件夹中。PSCAD概述与基本设置第

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页快照拍摄方式快照存储文件名或基准名快照拍摄时刻或间隔>

Single：仅在指定时刻拍摄一次

快照，并存储于指定文件。>

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10个。否则文件将覆盖。（与V4不同）!

快照文件与快照文件启动方式配合使用PSCAD概述与基本设置第

28

页>该处选项和设置与Totalnumberofmultipleruns

以及currentrunnumber

元件一起

配合使用实现多重运行是否进行多重运行多重运行的数目多重运行的数目PSCAD概述与基本设置第

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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，其它设置均不受影响（如仿真的时间）。!

注意：其它的时间必须按绝对时间进行设置。PSCAD概述与基本设置第

30

页>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)。是否仅将显示在图形或仪表中的通道进行输出。PSCAD概述与基本设置第

31

页>选中：允许在相应编译器的界面下对项目进行手动调试。是否使用集成的编译器进行手动调试。PSCAD概述与基本设置第

32

页输入附加的fortran或c源文件名称。这些文件中可含有1个

或多个子程序，由使用这些

子程序的元件调用。>选中：允许在build过程中舔

加某些附加信息，以更有效

使用fortran编译器。当某个

程序崩溃时，操作系统将提

示询问是否调试该案例。选

择“yes

”且选中该选项，fortran调试器将装载源代码

文件并指向引起崩溃的代码

行。配合check内的检查项使用PSCAD概述与基本设置第

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页输入附加的lib或obj文件名称。也可使用其中的子程序。该方法比使用多个源代码文件

的集合更有效。避免在多个案例中使用相同的子程序而引起的重新编译。也适用于仅需使用子函数而无需分享源代码。

例如EMTDC提供的lib。>选中：本项目将使用MATLABSIMULINK接口。必须事先在

workspaceoptions中设置相应

的MATLAB参数。否则报错。PSCAD概述与基本设置第

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页2.4Canvas

Settings画布设置：每个组件均有独立的画布设置PSCAD概述与基本设置第

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页>选择show

voltage：动态显

示bus元件仿真过程中电压

有效值。>选择show

signal

grid：

显示网格。>选择show

line

connections：

显示相关信号间的虚拟连线。>组件页面大小设置。PSCAD概述与基本设置第

36

页三、

EMTDC概述EMTDC（ElectromagneticTransientsincludingDC）对电磁和机电系统采用时域内微分方程进行描述并求解，方程

求解中采用固定步长。EMTDC的程序结构也适用于无电磁

或机电系统时控制系统的描述。EMTDC由DennisWoodford博士于1975年在ManitobaHydro编制初版，

目的是为当时研究NelsonRiverHVDC电力系统

提供一种功能强大和更为灵活的仿真工具。EMTDC现在被作为PSCAD产品系列的电磁暂态求解引擎。

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37

页EMTDC与进行潮流分析和暂态稳定性分析等所采用的相量域求解引擎不同。后者采用稳态方程来表示电路，实际

也会求解电机的机械动态微分方程。EMTCD的结果被作为时域瞬时值被求解，也可通过PSCAD内置的转换器和测量功能（如有效值表计、快速傅里叶

变换等）转换为矢量幅值和相角。由于潮流分析和稳定分析程序采用了稳态方程来表示电力系统，它们仅能得到工频幅值和相位信息。而EMTDC

可得到系统所有频率的响应，仅会受到用户设置的仿真

步长的限制。

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页EMTDC(连同PSCAD)可用于电力系统的规划、运行、设计、投运、投标准备、培训等。使用EMTDC可执行的常规性研

究工作包括：>包含旋转机械、励磁机、调速器、涡轮机、变压器、输电

线路、电缆和负载在内的交流系统的应急性研究；>继电保护配合；变压器饱和效应；>故障或断路器动作导致的过电压；>变压器、断路器和避雷器等的绝缘配合；>包含电机、输电线路和HVDC在内系统的次同步谐振；>雷击放电、故障或断路器动作；滤波器设计评估；>谐波及谐波谐振分析；控制器参数的优化设计；

>FACTS和HVDC控制系统的设计和配合；>各种类型变速驱动；柴油机和风机对系统的冲击影响；>

。。。

第

39

页

PSCAD概述与基本设置EMTDC与其他EMTP类型的程序均采用了赫尔曼.多梅尔在他1969年的著名论文中给出的梯型积分的运算法则。EMTDC包含了其它EMTP类型程序中采用的几乎所有电力系统模型和技术，并具有如下优点：>

由于提供了PSCAD而减小了准备和测试时间；>

许多串并联电气元件被进行数值等效处理从而减小了节点和支路数目；>

采用编号优化算法来提高LDU矩阵的解耦速度；>

采用优化开关编号算法，通过移动开关元件至优化的导纳矩阵位置

确保开关操作具有很快的速度和效率；>

采用了分系统技术，充分利用了由行波输电线路分割的系统，在数

学上独立这一事实带来的优点；>

在实现开关操作时采用插值算法，即使开关动作于仿真采样时刻之

间也能精确描述实际开关发生时刻，因此即使EMTDC仿真步长较

大时，结果也具有足够的精度。>

通过提供所有主程序变量的接口和存储元素，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

40

页

PSCAD概述与基本设置EMTDC程序结构EMTDC求解引擎包括两个主要部分：1.系统动态，包括主动态子程序

(DSDYN)，输出定义子程序(DSOUT)和初始化子程序(BEGIN)。2.

电网络求解。以协调数据输入、数据输出、网络求解，以及用户自定仿真时间仿真步长网络求解输出定义子程序义元件之间的动作。主动态子程序PSCAD概述与基本设置第

41

页核心求解过程开始并结束于系统动态部分。首先变量被初始化并

存储于BEGIN段；

DSDYN段执

行动态功能，包括诸如电源等电

气网络设备的准备、控制信号的

处理等。电气网络求解段负责电

气网络的求解。DSOUT段结合所

有的求解后处理要求进行所得到

的测量量的处理。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。PSCAD概述与基本设置第

42

页系统动态部分：EMTDC求解过程的重要组成部分，它围绕电气网络求解部分（之前的为DSDYN，之后的为DSOUT），可在网络求解之前和之后与其进行交互。数据可在任一部分进行处理，并从另一部分被提取。对于PSCAD中的每一个组件（包括Main），都会被描述为一个独立的Fortran文件。在该文件中包含了一个DSDYN子程序，一个DSOUT子程序和两个BEGIN子程序。对于PSCAD中的每一个元件，是以内联代码

的形式插入子程序相应的位置。某些组件和元件同时可能包含了构建电气网络的电气信息，这些信息将被收集到一个数据文件中，对每一个组件都有其唯一独立的

数据文件。

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页1.DSDYN和DSOUT:提供了在电气网络求解之前和之后对系统变量进行控制和监测的能力。通过这种划分为两部分的形式，提供了编程上的灵活性，即可在一个仿真步长内同时对输入变量进行控制，并对输出变量进行监测。这种方法对设计有反馈的控制系统尤为重要。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，以避免延时造成的

误差。通常该延时为一个仿真步长。

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44

页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。PSCAD概述与基本设置第

45

页2.BEGIN:用于0时刻的操作，例如变量初始化和存储。尽管该段的使用不具有强制性，但若一个元件被用于具有多个实例的组件中，则该元件必须具有BEGIN段。

此种元件被称为运行可配置的。设计BEGIN段的目的是确保对特定元件实例所需要的变量进行初始化和存储，以在后续运行过程中使

用。所有具有BEGIN段的元件将按次序存储它们的

变量（根据元件代码出现于系统动态部分的位置）。

其后在主运行循环过程中按照同样的次序进行访问。

这样每个元件实例的参数值可以是不相同的，从而

对一个组件定义中使用的元件而言，在组件不同的

实例中可保有不同的参数值。

PSCAD概述与基本设置第

46

页3.系统动态部分代码的汇编:由于组件定义等同于系统动态结构的子程序申明，而组件实例化等同于子程序调用。因此，组件的描述由四个子程序组成：DSDYN，DSOUT和两个BEGIN

。这四个子程序组织为一个单一的fortran文件，连同数据文件一起，构成了组件的定义。

对于组件内存在的元件而言，按照其在组件画布中的次

序和摆放，其代码被内联插入到组件相应的子程序体中。

即按照元件代码中的定义的各段，将代码分别提取后插

入组件相应子程序。

PSCAD概述与基本设置第

47

页SubroutineDsdyn()CALLmodule__1Dyn();CALLmodule__1Dyn();[comp1code

dsdyn]EndSubroutineDsout()CALLmodule__1Out();CALLmodule__1Out();[comp1code

dsout]EndSubroutineDsdyn__Begin()CALLmodule__1Dyn__Begin();

CALLmodule__1Dyn__Begin();

[comp1codedyn__Begin]EndSubroutineDsout__Begin()CALLmodule__1Out__Begin();CALLmodule__1Out__Begin();[comp1codeout__Begin]Subroutinemodule_1Dyn()...EndSubroutinemodule_1Out()...EndSubroutinemodule_1Dyn_Begin()...EndSubroutinemodule_1Out_Begin()...End

Module__1.fMain.f

第

48

页PSCAD概述与基本设置end电气网络求解：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：完全由电气网络求解部分用于输入。项目中

每个组件定义均具有一个唯一的数据文件。包含了节

点和支路布置信息、支路使用的元件及其值、输电线

及变压器信息、以及指定在用户元件Model-Data段中

的信息。>

映射文件：用于显示对整个项目公用的信息，映射各个

数据文件并将它们进行链接。主要功能是提供节点查

找表信息，以将每个组件的局部节点号索引转换为全

局。包含了一些全局维数信息、运行参数信息、子系

统和节点映射信息等。

第

49

页

PSCAD概述与基本设置数据文件：1.局部节点电压：指定节点预定义的初始电压值。PSCAD尚未支持该功能。节点号

初始电压值

节点名称：由编译器指定。也可通过NodeLabel元件指定。PSCAD概述与基本设置第

50

页电容值断开电阻值电阻值

电感值2.局部支路数据：用于定义支路组成及元件参数。

PSCAD概述与基本设置支路两端节点号；地节点号为0；支路两端节点名称支路元件组成支路元件参数串联电阻值第

51

页表示与上述变压器具有相同类型和参数值的变压器，仅绕组连接

节点不同3.局部变压器数据：用于定义变压器互阻抗矩阵。

PSCAD概述与基本设置绕组数目。-2表示理想变压器，绕组12互电阻和互电感各绕组两端节点号绕组1自电阻和自电感绕组2自电阻和自电感2表示非理想变压器第

52

页4.

DATADSD和DATADSO：用于提供用户访问数据文件的方法。即任何出现在用户元件Model-Data段的信息都会被添加到这些数据段中。例如PSCAD中的电机模型。

PSCAD概述与基本设置第

53

页映射文件：1.维数信息：给出了该项目使用的各种资源的统计信息。页面组件总数电气节点总数PSCAD概述与基本设置数组使用数目第

54

页2.运行参数：给出了实际仿真过程中各种配置参数。仿真启停时间仿真步长及绘图步长

PSCAD概述与基本设置第

55

页3.子系统及节点映射信息：给出了项目中所有电气节点的全局映射。Main页面有2个子系统；具有6个电气节点；

PSCAD概述与基本设置2个子系统；分别具有9个和6个电气节点；第

56

页4.全局输电线信息：给出了项目中输电线的某些信息。输电线两端在子系统内的局部节点号PSCAD概述与基本设置输入输出文件名称子系统号导体数目第

57

页5.记录通道信息：简单统计了项目中的输出通道信息。

PSCAD概述与基本设置第

58

页初始化及初始条件：PSCAD启动仿真的方法有两种：一种是无初始条件地从0时刻开始（即从项目编译时生成的数据

文件开始启动）。另一种是以某些或所有元件带有预先

计算好的初始条件启动，该方法通过使用快照文件实现。快照文件可通过从0时刻启动某个仿真，当其达到稳态后，通过拍摄快照，将所有状态和变量冻结于某个文件中得到。一个快照文件本质上是一个全部对象均被初始化的

新的数据文件。随后用户可从该文件重新启动仿真。

PSCAD概述与基本设置第

59

页多重运行：EMTDC具有能实现多次运行相同工程，但每次运行时改变一个或多个变量的能力。该特性对于高度

非线性系统寻找最大值或最优性能时非常有效。可通过三种方法来实现多重运行：1.使用多重运行元件；2.使用最优运行元件；3.通过手动定义多重运行变量。这些元件可同时在一个电路中共存，但某一时刻只能有一个被使能。

PSCAD概述与基本设置第

60

页通道输出：EMTDC信号只能通过PSCAD的输出通道元件得到。在每个绘图间隔结束时刻，所有由输出通道监视的

信号（以及当前时间）将被写入到输出序列中，用户可

选择将该输出序列存储到输出文件中。输出文件可通过

其它后处理图像软件进行进一步处理。输出文件是格式化的文本文件，并将输出通道数据组织为列的形式，除第一列（总是代表时间）外的其它列均代表

了一个单一输出通道的记录数据。数据文件的后缀为.out

。每个输出文件最大列数为11列，超过11列时将自动生成多个数据文件。输出文件中的列未标注，为了标

识各列数据来自哪个输出通道，PSCAD会生成一个信息

文件（.inf）来进行标识。

PSCAD概述与基本设置第

61

页四、

X4新特性概述l4.1PSCAD

X4新特性l4.2PSCAD

X4元件库改进l4.3PSCAD

X4其它改进

PSCAD概述与基本设置第

62

页4.1PSCADX4新特性全新文件格式>X4采用全新文件格式：文件后缀的变化反映了向基于

XML文件存储方式的转变。Lib后缀改为.pslx；Case后缀改为.pscx；元件定义文件后缀改为.psdx（旧版本为.cmp）。>

向上兼容性：支持V4.2和V4.2.1版本的case和lib文件，

支持V4.2和V4.2.1版本的.cmp文件。>

向下兼容性：新版本文件不能被旧版本PSCAD程序调用。

>

临时文件夹：旧版本的临时文件夹(*.emt)被废弃。X4版本的临时文件夹根据所采用编译器的不同而不同。GFortran:*.gf42CompaqVisualFortran6:

*.cf6

PSCAD概述与基本设置IntelVisualFortran9to

11:

*.if9

第

63

页X4将原版本文件转换为同名但后缀不同的文件。同时不会修改

原文件的内容。V4.2和V4.2.1版本case的导入PSCAD概述与基本设置第

64

页V4.2.1加载路径带中文的元件库X4版本中文支持不足加载元件库成功PSCAD概述与基本设置第

65

页X4加载路径带中文的元件库加载元件库不成功PSCAD概述与基本设置第

66

页X4加载路径无中文的元件库PSCAD概述与基本设置加载成功第

67

页元件定义链接优先级的改变用户case内的元件实例（instance），其定义（definition）可能来自不同位置，包括masterlib；userlib和usercase。Userlib中的定义Componenentinstance如果三者都已经加载，元件实例对应哪一个定义？

PSCAD概述与基本设置Usercase中的定义Masterlib中的定义第

68

页为避免使用错误的元件定义，可进行如下处理：1.为使用masterlib或userlib中的元件定义，可在加载包含同名元件定义的V4.2或V4.2.1用户case前，将其定义删除，

或更换为唯一名称。

PSCAD概述与基本设置第

69

页2.使用X4给出的元件定义重指向功能。PSCAD概述与基本设置第

70

页非法字符问题PSCADX4采用了基于XML的文件存储形式，故某些字符被该语言用作分割符，而不能出现在文件内容中。X4会给出相应的警告，并进行自动转换。PSCAD概述与基本设置第

71

页自定义元件输入参数的：描述；符号名称；缺省值；单位元件实例输入参数中的参数值。以下为X4会进行字符自动替换的位置。工程的描述：

自定义元件中的界面类名称PSCAD概述与基本设置第

72

页需要注意的是：在元件定义的代码部分中出现的非法字符将不会被自动替换。程序编译将出错。例：某个元件定义使用了输入参数Xd’’，则X4将该参数

名称自动替换为Xd

__;但是代码部分的不会替换，因此

将出现代码部分该变量无法找到的错误。ChecksScript

Error:Evaluate:(Xs<Xd'')[Error];Evaluate:

'Xd'''isnotaparameter,computation

or

constant.

PSCAD概述与基本设置第

73

页PSCADX4MIM技术在V4版本中，PageModule缺少多实例化的能力，即一个PageModule的定义（Definition）只能有一个实例（Instance），否则报错。PSCAD概述与基本设置第

74

页在X4版本中，PageModule可以如usercomponent一样，设计输入参数的界面。在X4版本中，PageModule可以多实例化。PSCAD概述与基本设置第

75

页PSCAD对象等效代码工程主程序模块定义子程序模块实例子程序调用非模块元件内联代码端子连接/输入参数子程序参数PSCAD编译链接时，将为每个该工程中使用到的唯一的模块定义创建一个.f文件。对于实例化的模块，将以调用子程序

方式调用其定义对应的子程序。PSCADX4编码结构PSCAD类似于结构化代码产生器。PSCAD概述与基本设置第

76

页1.主元件库元件的修正2.主元件库元件的添加4.2PSCADX4元件库改进

PSCAD概述与基本设置第

77

页1.主元件库元件的修正对三相四绕组变压器加入了

Idealtransformer选项PSCAD概述与基本设置第

78

页重定义的了Bergeron模型的Y/Z参数输入时错误值检查。PSCAD概述与基本设置第

79

页解决了插值脉冲发生元件带限接近检查的错误。PSCAD概述与基本设置第

80

页对三相双绕组自耦变、三相三绕组变压器未申明的变量进行了申明对三相三绕组变压器饱和特性设置于非1号绕组时会产生错误的问题。通用变压器模型中可接受涌流延时设为0.0的值。PSCAD概述与基本设置第

81

页解决了其存储空间分配，可能导致使用Compaq6.6编译器时引起EMTDC崩溃的问题。解决了脉冲发生元件的脉冲之间周期经常与指定值不符的情况。

PSCAD概述与基本设置第

82

页解决了单稳态触发器输出脉冲宽度比指定值少一个仿真步长的问题。解决了电流源在t=0.0时输出错误的问题。PSCAD概述与基本设置第

83

页增加了对同轴电缆各半径参数输入值直接的完整性检查，确保参数输入不会出现错误。PSCAD概述与基本设置第

84

页对同步电机模型的代码部分的一个错误进行了修正解决了使用多个避雷器会出现错误的问题。PSCAD概述与基本设置第

85

页2.主元件库元件的添加新增了饱和电抗模型

用于饱和电抗的建模，具有单相和单线显示三相模式。新增了单相三绕组自耦变压器模型用于单相三绕组自耦变压器的建模。该模型基于经典变压器建模方法。用于饱和电抗的建模，具有单相和单线显示三相模式。

PSCAD概述与基本设置第

86

页该模型包含了三单相变压器组和第三绕组。第三绕组可配置为星形和三角形接法。新增了三相自耦变压器组模型。PSCAD概述与基本设置第

87

页

PSCAD概述与基本设置用于对信号进行在线离散小波变换(DWT)新增了离散小波变换元件。第

88

页用于计算X的Y次幂新增了强制信号进入DSDYN或DSOUT代码段元件。迫使输入信号标量或数组进入相应FORTRAN代码段。

PSCAD概述与基本设置新增了X^Y元件。第

89

页运行中可重新配置主要是指某个包含了该元件的模块在同一个case内具有多个实例。此时这些元件可指定不同的值。XY数据表元件用于对共同的X数据执行多个XY传输函数之一

PSCAD概述与基本设置运行中可重新配置的无源支路元件第

90

页其串联元件的参数可指定为某个变量，即可随该变量值的变化而变化。火花间隙元件

PSCAD概述与基本设置可变串联阻抗支路元件用于火花间隙的建模第

91

页其元件选取使得基频下支路呈现纯容性。多重运行附加记录元件用于在多重运行过程中将附加的输出通道写入某个文件。PSCAD概述与基本设置C型滤波器第

92

页V4版本的文件名不能超过8字符，否则编译器仅寻找前8个字符文件

名的文件，出现文件无法找到的

错误。而X4版本不存在该限制。4.3PSCADX4其它改进对Filereference元件长文件名的支持：对Port名称的支持从12个字符放宽到32字符。PSCAD概述与基本设置第

93

页增加了unloadallprojects菜单，可同时卸载所有加载的case卸载activeproject将自动使得后续第一个case成为ActiveprojectPSCAD概述与基本设置第

94

页增加了对指定以快照方式启动，但未指定快照文件的警告。PSCAD概述与基本设置第

95

页Externalsourcefiles:解决了V4版本中文件路径包含空格字符而出现错误的问题。Cabledepth:X4版本中对电缆埋地深度输入负值时将视为错误Customhelp:解决了V4中在用户元件的help部分指定帮助文件而无法正确启动帮助的问题。解除了对工程文件读入时大小不能超过64k的限制，以更好地支持越来越大的工程文件。修复了编译传输线一端直接接地时PSCAD将崩溃的问题。

PSCAD概述与基本设置第

96

页解决了V4版本中由于大量运行信息加载到输出窗口而引起图形显示非常缓慢的问题。解决了元件定义中Branch段内，支路定义行之间存在空白行时PSCAD将中止的问题。解决了读入只读工程文件时PSCAD会崩溃的问题，而是在读入只读文件时将提醒用户。X4版本能正确显示MATLAB2010版本的MATLAB库的路径。X4版本修改了MATLAB__version.xml文件以支持MATLAB2010a和MATLAB2010b

PSCAD概述与基本设置第

97

页解决了不正确地映射复杂三相，但采用单线显示系统的问题对于所有的测量对地电压的电压测量元件，检查它们是否试图测量地信号电压，如是则强制使得测量值为0，并进行警告。解决了由于导入的工程文件中名称定义使用了XML保留字而导致PSCAD崩溃的问题。对输电线/电缆的配置元件和相应接口元件的大小写进行敏感性检查，如果不一致将给出错误信息。

PSCAD概述与基本设置第

98

页谢谢！

PSCAD概述与基本设置第

99

页PSCAD概述及基本设置主要内容l一、PSCAD概述l二、PSCAD的基本设置l三、EMTDC概述l

四、X4新特性概述

PSCAD概述与基本设置第

2

页一、PSCAD概述1.1

仿真流程1.2

主界面1.3基本术语1.4仿真规模限制

PSCAD概述与基本设置第

3

页1.1

仿真流程PSCAD/EMTDC：PSCAD代表电力系统计算机辅助设计，并且是EMTDC的图形用户接口。PSCAD的开发成功，使得用户能更方便地使用EMTDC进行电力系统分析，使电力系统复杂部分可视化成为可能。最初EMTDC代表直流暂态（ElectromagneticTransientsinDC），至今已被广泛地应用在电力系统许多类型的模拟研究（ElectromagneticTransientsincludingDC）。

PSCAD概述与基本设置第

4

页解析工具

PSC文件

元件信息

EMTDC

转换为Fortran代码PSCAD

PSCAD概述与基本设置送回至Pscad进

行显示图形化输入界面

计算结果含拓扑和转换工具编译器等第

5

页

PSCAD概述与基本设置1.2

主界面Workspace窗口Output窗口常用元件栏工作窗口第

6

页

已加载Case和元件库

主窗口某个Case的数据文件、信号、控制、输电线/电缆、显示设

备等。某个case或元件库中的定义Workspace窗口PSCAD概述与基本设置第二窗口第

7

页文件分支：用于组织在项目临时文件夹中找到的全部文件。文件树的组织是按照项目组件的层次来安排的。即每个

组件均具有自己的文件夹。还有一个输出文件夹，用于

无特定关联地组织输出文件。此外还有map文件和mak主窗口

：加载的库项目和案例项目具有不同的图标。PSCAD概述与基本设置文件。第

8

页组件文件夹（包括main和其它组件）中包含了其独有的Fortran文件（.f）和数据文件（.dta）。若模块中存在输电线路和电缆，RTP/COMTRADE元件，则还包括了相应的

子文件夹。

PSCAD概述与基本设置第

9

页全部定义组件层次第二窗口

：查看某个选定项目的详细数据。PSCAD概述与基本设置第

10

页编译过程中的信息：可包括由PSCAD提供的标准的编译过程中出现的任何

警告和错误信息。也包括了用户元件

的check段内定义的警告和错误信息。运行过程中的信息：指出了仿真运行

过程中出现的警告和错误信息。

PSCAD概述与基本设置消息内容消息种类：信息；错误；警告等过程信息命令的结果Output窗口执行搜索编译链接第

11

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PSCAD概述与基本设置第

12

页1.3基本术语Component

：元件，通常也简称为模块；它是一个设备模型的图形化表示。是PSCAD中创建的所有电路的基本构建

模块。元件通常设计用于执行特定的功能。可以以电气、

控制、修饰或文档等类型存在。元件通常具有输出输入连接端口，并与其他元件连接以构成大型系统模型。用户一般通过输入参数直接访问元件。Module

：组件，通常也称为子页面或页面元件；它是一个特殊的元件，其功能是由使用其他元件的组合来创建电

路来实现。与常规元件使用代码实现功能不同，组件具

有其独立的画布。组件也可包含其他的组件。元件和组件具有唯一的定义，并由该定义创建相应的实例。

PSCAD概述与基本设置第

13

页Definition：定义；它是元件或组件创建的基本目的。并且是元件相关的所有设计要素进行定义的位置，包括图形化

表示、连接端子、输入参数、模型代码和/或电路布置。

对每一个唯一的元件或组件只能有一个定义。

定义一般

存储于元件库中。Instance：实例；实例是定义图形化的拷贝，通常为用户可见和进行操作。但实例具有其独有的实体，具有不同的输入

参数设置，甚至是不同与其他实例的图形外观。所有的实例均基于同一定义，因此对定义的修改将影响到所有的实例。

PSCAD概述与基本设置第

14

页Project：项目；一个特定的仿真所涉及到的全部对象（除输出文件）均包含在一个单一文件中，即项目。

项目可

包含定义、在线绘图和控制，以及图形化创建的系统本身。PSCAD包含两类项目：case和library。Case：案例；PSCAD中最常执行的工作即完成于案例中。除了可实现元件库项目的功能外，案例还可进行complie、build和run

。可在案例中通过在线仪表和绘图来直接查看仿真结果。案例文件存储文件后缀名为.pscx。Library：库；主要用于存储定义。且其中存储的实例可用于其它任何案例项目中。库文件存储文件后缀名为.pslx。

PSCAD概述与基本设置第

15

页1.4仿真规模限制

——对所有版本和编译器

PSCAD概述与基本设置第

16

页二、

PSCAD的基本设置2.1WorkspaceOptions2.2System

Settings2.3Project

Settings2.4Canvas

Settings

PSCAD概述与基本设置第

17

页2.1WorkspaceOptions提供了用户可配置的对所有项目均起作用

的一些选项PSCAD概述与基本设置第

18

页用于调整编译器检查设置

以及与系统内存相关的消

息和运行相关事件。案例仿真内存需求超过该值时将在运行前告警。PSCAD仅显示同样信息的第一条而忽略后续消息。也可设置

为输出同样消息的条数。无输出通道告警设置。输出通道数过多告警设置。

采样密度过高告警设置。波形数据文件被覆盖时告警。

快照文件被覆盖时告警。Runtime页面设置PSCAD概述与基本设置第

19

页指明仿真过程依赖性的文

件和文件夹。仿真过程使用的外部编译器。仿真过程使用的MATLAB版本。仿真过程使用的MATLAB库文件。指出了所使用的外部lib文件或obj文件的路径。外部文件的名

称将在其他地方输入。Dependencies页面设置PSCAD概述与基本设置第

20

页2.2System

SettingsPSCAD概述与基本设置第

21

页1文件类型（后缀名）进行文件类型及打开应用程序的关联性设置。可在PSCAD中，结合使用Filereference元件，打开相应应用程序对文件进行操作。操作该文件的应用程序路径及名称。PSCAD概述与基本设置第

22

页2.3Project

SettingsPSCAD概述与基本设置第

23

页该处的设置涉及到对多个增强PSCAD仿真执行速度、精度

和效率的高级特性的控制。该处设置仅对一个项目有效(

触发此菜单的项目）。

Library项目的该处设置仅有常规页

面。

案例项目的该处设置包括：General：版本信息及文件相关信息。Runtime：项目相关的仿真控制。Simulation：EMTDC相关的仿真控制。Dynamics：PSCAD信号控制及其它特性。Mapping：电网络相关特性。Fortran：Fortran编译器及调试设置。Link：Fortran和MATLAB链接选项。

PSCAD概述与基本设置第

24

页仿真总时间（s）仿真步长（us）EMTDC向PSCAD发送数据用于绘图以及向输出文件写

数据的时间间隔（us）绘图步长通常为仿真步长的整数

倍。过小的绘图步长将大大降低

仿真速度，同时不会明显增加绘

图精度。推荐将绘图步长与仿真

步长设置为相同。绘图步长不能小于仿真步长，即

使设置为小于仿真步长，

PSCAD

也会自动改为与仿真步长相同。PSCAD概述与基本设置第

25

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。>From

snapshot

file：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PSCAD概述与基本设置第

26

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。数据文件以标准ASCII格式存

储。文件缺省存储于项目

临时文件夹中。PSCAD概述与基本设置第

27

页快照拍摄方式快照存储文件名或基准名快照拍摄时刻或间隔>

Single：仅在指定时刻拍摄一次

快照，并存储于指定文件。>

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10个。否则文件将覆盖。（与V4不同）!

快照文件与快照文件启动方式配合使用PSCAD概述与基本设置第

28

页>该处选项和设置与Totalnumberofmultipleruns

以及currentrunnumber

元件一起

配合使用实现多重运行是否进行多重运行多重运行的数目多重运行的数目PSCAD概述与基本设置第

29

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，其它设置均不受影响（如仿真的时间）。!

注意：其它的时间必须按绝对时间进行设置。PSCAD概述与基本设置第

30

页>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)。是否仅将显示在图形或仪表中的通道进行输出。PSCAD概述与基本设置第

31

页>选中：允许在相应编译器的界面下对项目进行手动调试。是否使用集成的编译器进行手动调试。PSCAD概述与基本设置第

32

页输入附加的fortran或c源文件名称。这些文件中可含有1个

或多个子程序，由使用这些

子程序的元件调用。>选中：允许在build过程中舔

加某些附加信息，以更有效

使用fortran编译器。当某个

程序崩溃时，操作系统将提

示询问是否调试该案例。选

择“yes

”且选中该选项，fortran调试器将装载源代码

文件并指向引起崩溃的代码

行。配合check内的检查项使用PSCAD概述与基本设置第

33

页输入附加的lib或obj文件名称。也可使用其中的子程序。该方法比使用多个源代码文件

的集合更有效。避免在多个案例中使用相同的子程序而引起的重新编译。也适用于仅需使用子函数而无需分享源代码。

例如EMTDC提供的lib。>选中：本项目将使用MATLABSIMULINK接口。必须事先在

workspaceoptions中设置相应

的MATLAB参数。否则报错。PSCAD概述与基本设置第

34

页2.4Canvas

Settings画布设置：每个组件均有独立的画布设置PSCAD概述与基本设置第

35

页>选择show

voltage：动态显

示bus元件仿真过程中电压

有效值。>选择show

signal

grid：

显示网格。>选择show

line

connections：

显示相关信号间的虚拟连线。>组件页面大小设置。PSCAD概述与基本设置第

36

页三、

EMTDC概述EMTDC（ElectromagneticTransientsincludingDC）对电磁和机电系统采用时域内微分方程进行描述并求解，方程

求解中采用固定步长。EMTDC的程序结构也适用于无电磁

或机电系统时控制系统的描述。EMTDC由DennisWoodford博士于1975年在ManitobaHydro编制初版，

目的是为当时研究NelsonRiverHVDC电力系统

提供一种功能强大和更为灵活的仿真工具。EMTDC现在被作为PSCAD产品系列的电磁暂态求解引擎。

PSCAD概述与基本设置第

37

页EMTDC与进行潮流分析和暂态稳定性分析等所采用的相量域求解引擎不同。后者采用稳态方程来表示电路，实际

也会求解电机的机械动态微分方程。EMTCD的结果被作为时域瞬时值被求解，也可通过PSCAD内置的转换器和测量功能（如有效值表计、快速傅里叶

变换等）转换为矢量幅值和相角。由于潮流分析和稳定分析程序采用了稳态方程来表示电力系统，它们仅能得到工频幅值和相位信息。而EMTDC

可得到系统所有频率的响应，仅会受到用户设置的仿真

步长的限制。

PSCAD概述与基本设置第

38

页EMTDC(连同PSCAD)可用于电力系统的规划、运行、设计、投运、投标准备、培训等。使用EMTDC可执行的常规性研

究工作包括：>包含旋转机械、励磁机、调速器、涡轮机、变压器、输电

线路、电缆和负载在内的交流系统的应急性研究；>继电保护配合；变压器饱和效应；>故障或断路器动作导致的过电压；>变压器、断路器和避雷器等的绝缘配合；>包含电机、输电线路和HVDC在内系统的次同步谐振；>雷击放电、故障或断路器动作；滤波器设计评估；>谐波及谐波谐振分析；控制器参数的优化设计；

>FACTS和HVDC控制系统的设计和配合；>各种类型变速驱动；柴油机和风机对系统的冲击影响；>

。。。

第

39

页

PSCAD概述与基本设置EMTDC与其他EMTP类型的程序均采用了赫尔曼.多梅尔在他1969年的著名论文中给出的梯型积分的运算法则。EMTDC包含了其它EMTP类型程序中采用的几乎所有电力系统模型和技术，并具有如下优点：>

由于提供了PSCAD而减小了准备和测试时间；>

许多串并联电气元件被进行数值等效处理从而减小了节点和支路数目；>

采用编号优化算法来提高LDU矩阵的解耦速度；>

采用优化开关编号算法，通过移动开关元件至优化的导纳矩阵位置

确保开关操作具有很快的速度和效率；>

采用了分系统技术，充分利用了由行波输电线路分割的系统，在数

学上独立这一事实带来的优点；>

在实现开关操作时采用插值算法，即使开关动作于仿真采样时刻之

间也能精确描述实际开关发生时刻，因此即使EMTDC仿真步长较

大时，结果也具有足够的精度。>

通过提供所有主程序变量的接口和存储元素，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

40

页

PSCAD概述与基本设置EMTDC程序结构EMTDC求解引擎包括两个主要部分：1.系统动态，包括主动态子程序

(DSDYN)，输出定义子程序(DSOUT)和初始化子程序(BEGIN)。2.

电网络求解。以协调数据输入、数据输出、网络求解，以及用户自定仿真时间仿真步长网络求解输出定义子程序义元件之间的动作。主动态子程序PSCAD概述与基本设置第

41

页核心求解过程开始并结束于系统动态部分。首先变量被初始化并

存储于BEGIN段；

DSDYN段执

行动态功能，包括诸如电源等电

气网络设备的准备、控制信号的

处理等。电气网络求解段负责电

气网络的求解。DSOUT段结合所

有的求解后处理要求进行所得到

的测量量的处理。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。PSCAD概述与基本设置第

42

页系统动态部分：EMTDC求解过程的重要组成部分，它围绕电气网络求解部分（之前的为DSDYN，之后的为DSOUT），可在网络求解之前和之后与其进行交互。数据可在任一部分进行处理，并从另一部分被提取。对于PSCAD中的每一个组件（包括Main），都会被描述为一个独立的Fortran文件。在该文件中包含了一个DSDYN子程序，一个DSOUT子程序和两个BEGIN子程序。对于PSCAD中的每一个元件，是以内联代码

的形式插入子程序相应的位置。某些组件和元件同时可能包含了构建电气网络的电气信息，这些信息将被收集到一个数据文件中，对每一个组件都有其唯一独立的

数据文件。

PSCAD概述与基本设置第

43

页1.DSDYN和DSOUT:提供了在电气网络求解之前和之后对系统变量进行控制和监测的能力。通过这种划分为两部分的形式，提供了编程上的灵活性，即可在一个仿真步长内同时对输入变量进行控制，并对输出变量进行监测。这种方法对设计有反馈的控制系统尤为重要。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，以避免延时造成的

误差。通常该延时为一个仿真步长。

PSCAD概述与基本设置第

44

页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。PSCAD概述与基本设置第

45

页2.BEGIN:用于0时刻的操作，例如变量初始化和存储。尽管该段的使用不具有强制性，但若一个元件被用于具有多个实例的组件中，则该元件必须具有BEGIN段。

此种元件被称为运行可配置的。设计BEGIN段的目的是确保对特定元件实例所需要的变量进行初始化和存储，以在后续运行过程中使

用。所有具有BEGIN段的元件将按次序存储它们的

变量（根据元件代码出现于系统动态部分的位置）。

其后在主运行循环过程中按照同样的次序进行访问。

这样每个元件实例的参数值可以是不相同的，从而

对一个组件定义中使用的元件而言，在组件不同的

实例中可保有不同的参数值。

PSCAD概述与基本设置第

46

页3.系统动态部分代码的汇编:由于组件定义等同于系统动态结构的子程序申明，而组件实例化等同于子程序调用。因此，组件的描述由四个子程序组成：DSDYN，DSOUT和两个BEGIN

。这四个子程序组织为一个单一的fortran文件，连同数据文件一起，构成了组件的定义。

对于组件内存在的元件而言，按照其在组件画布中的次

序和摆放，其代码被内联插入到组件相应的子程序体中。

即按照元件代码中的定义的各段，将代码分别提取后插

入组件相应子程序。

PSCAD概述与基本设置第

47

页SubroutineDsdyn()CALLmodule__1Dyn();CALLmodule__1Dyn();[comp1code

dsdyn]EndSubroutineDsout()CALLmodule__1Out();CALLmodule__1Out();[comp1code

dsout]EndSubroutineDsdyn__Begin()CALLmodule__1Dyn__Begin();

CALLmodule__1Dyn__Begin();

[comp1codedyn__Begin]EndSubroutineDsout__Begin()CALLmodule__1Out__Begin();CALLmodule__1Out__Begin(