專利名稱：生成pscad/emtdc電力系統(tǒng)仿真模型的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)仿真技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，是涉及一種生成PSCAD/EMTDC電力系統(tǒng)仿真模型的方法。
背景技術(shù)：
高壓直流輸電是一種將發(fā)電廠發(fā)出的交流電，經(jīng)整流器變換成直流電輸送至受電端，再用逆變器將直流電變換成交流電送到受電端交流電網(wǎng)的一種輸電方式。高壓直流輸電方式不增加系統(tǒng)的短路容量，便于實(shí)現(xiàn)兩大電力系統(tǒng)的非同期聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行和不同頻率的電力系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，且利用直流系統(tǒng)的功率調(diào)制能提高輸電系統(tǒng)的阻尼，抑制低頻振蕩，提高并列運(yùn)行的交流輸電線的輸電能力。因此，目前我國(guó)已投入多條高壓直流輸電線路，形成了多饋入大規(guī)模的交直流互聯(lián)系統(tǒng)。 為了便于交直流電力系統(tǒng)的研究和管理，需要建立交直流電力系統(tǒng)的仿真模型。PSS/E是國(guó)內(nèi)普遍使用的交直流電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真程序之一，能夠?qū)Υ髷_動(dòng)下交直流系統(tǒng)相互作用的特性進(jìn)行研究分析。但是采用PSS/E暫態(tài)仿真程序也存在一定的問(wèn)題，即PSS/E交直流電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真程序在嚴(yán)格數(shù)學(xué)意義上只適用于基波對(duì)稱交流系統(tǒng)，而不能用于偏離這種理想條件的其他運(yùn)行狀態(tài)的分析，例如不對(duì)稱故障，因此采用PSS/E機(jī)電暫態(tài)仿真程序來(lái)模擬仿真交直流電力系統(tǒng)存在仿真結(jié)果不準(zhǔn)確的問(wèn)題。PSCAD/EMTDC電磁暫態(tài)仿真程序具有電磁暫態(tài)仿真計(jì)算能力，其特點(diǎn)是仿真的電力網(wǎng)絡(luò)采用a、b、c三相模型或更普通的全相模型，且必須用微分方程描述，系統(tǒng)中的物理量為瞬時(shí)值而不是相量。因此基于電磁暫態(tài)模式的電網(wǎng)仿真，能夠?qū)χ绷鬏旊姄Q流器和柔性交流輸電裝置等電力電子設(shè)備的開關(guān)過(guò)程進(jìn)行精確仿真，能夠克服PSS/E等機(jī)電仿真程序在交直流電力系統(tǒng)下仿真不夠精確的缺點(diǎn)。然而，目前實(shí)際交直流電力系統(tǒng)的元件及運(yùn)行參數(shù)都是以PSS/E等機(jī)電暫態(tài)仿真程序的數(shù)據(jù)格式輸出的，并沒(méi)有PSCAD/EMTDC電磁暫態(tài)仿真程序格式下的數(shù)據(jù)。如果要滿足PSCAD/EMTDC電磁暫態(tài)仿真程序的參數(shù)設(shè)置要求，需要人工編制交直流電力系統(tǒng)仿真文件。但是，實(shí)際的交直流電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)仿真文件數(shù)據(jù)多，規(guī)模巨大，如果采用人工編制方法，不僅效率低下，且出錯(cuò)率高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種生成PSCAD/EMTDC電力系統(tǒng)仿真模型的方法，以將現(xiàn)有的PSS/E格式的數(shù)據(jù)文件直接轉(zhuǎn)換為能夠運(yùn)行于PSCAD/EMTDC電磁暫態(tài)仿真程序的數(shù)據(jù)格式，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)交直流電力系統(tǒng)進(jìn)行高效準(zhǔn)確仿真分析的目的。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種生成PSCAD/EMTDC電力系統(tǒng)仿真模型的方法，包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備流程根據(jù)PSS/E潮流數(shù)據(jù)文件，提取并計(jì)算得到電力網(wǎng)絡(luò)連接信息和靜態(tài)電力元件參數(shù)；根據(jù)PSS/E動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)文件,提取并計(jì)算得到動(dòng)態(tài)電力元件參數(shù)；根據(jù)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)布局文件，提取并計(jì)算得到電力網(wǎng)絡(luò)布局信息；模型建立流程根據(jù)所述靜態(tài)電力元件參數(shù)和所述動(dòng)態(tài)電力元件參數(shù)自動(dòng)生成電力系統(tǒng)元件模型；根據(jù)所述靜態(tài)電力元件參數(shù)和所述電力網(wǎng)絡(luò)布局信息，按照預(yù)設(shè)的規(guī)則分割電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊，按照電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)布局信息內(nèi)的坐標(biāo)系和PSCAD/EMTDC環(huán)境下實(shí)際仿真的所述模型信息之間的坐標(biāo)變換算法生成PSCAD/EMTDC環(huán)境下自動(dòng)布局的子網(wǎng)絡(luò)模塊，并記錄分割后的各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)模塊連接信息；模型生成流程根據(jù)所述電力網(wǎng)絡(luò)連接信息和所述子網(wǎng)絡(luò)模塊的連接信息，對(duì)已自動(dòng)布局好的子網(wǎng)絡(luò)模塊和已自動(dòng)生成的元件模型自動(dòng)布線?？蛇x的，所述電力網(wǎng)絡(luò)布局文件由實(shí)際廠站地理位置經(jīng)平面二維化及坐標(biāo)化獲得，包括電力系統(tǒng)中所有廠站的布局信息?？蛇x的，所述自動(dòng)生成電力系統(tǒng)元件模型，包括采用MATLAB編程語(yǔ)言自動(dòng)生成電力系統(tǒng)元件模型?？蛇x的，所述分割電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊，獲得自動(dòng)布局的子網(wǎng)絡(luò)模塊和各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)模塊的連接信息，包括結(jié)合所述靜態(tài)電力元件參數(shù)、實(shí)際區(qū)域和電壓判據(jù)，按照預(yù)設(shè)的規(guī)則分割電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊，并記錄分割后的各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)模塊范圍信息及其包含的模型信息及各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)模塊的連接信息；根據(jù)所述電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)布局信息內(nèi)的坐標(biāo)系和PSCAD/EMTDC環(huán)境下實(shí)際仿真的所述模型信息坐標(biāo)系之間的差異，計(jì)算獲得坐標(biāo)變換算法；根據(jù)所述坐標(biāo)變換算法和各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)模塊的模型信息自動(dòng)布局各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)模塊?？蛇x的，所述分割網(wǎng)絡(luò)模塊，包括根據(jù)靜態(tài)電力元件參數(shù)中的廠站區(qū)域信息，將含有相同區(qū)域值的廠站劃分至一個(gè)區(qū)域模塊中；根據(jù)電壓判據(jù)對(duì)不同電壓等級(jí)的廠站進(jìn)行分類劃分?？蛇x的，所述對(duì)已分割好的子網(wǎng)絡(luò)模塊和已自動(dòng)生成的元件模型自動(dòng)布線，包括所述各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)模塊之間采用直線連接方式自動(dòng)布線；所述子網(wǎng)絡(luò)模塊內(nèi)部的元件模型采用兩折點(diǎn)連接線方式自動(dòng)布線?？蛇x的，所述對(duì)已分割好的子網(wǎng)絡(luò)模塊和已自動(dòng)生成的元件模型自動(dòng)布線，包括計(jì)算得到子網(wǎng)絡(luò)模塊中廠站距離判據(jù)；判斷兩個(gè)廠站之間的直線距離是否大于所述距離判據(jù)；如果否，所述兩個(gè)廠站采用兩折點(diǎn)連線方式連接；如果是，判斷所述兩個(gè)廠站的直線連接路徑是否與已存在的線路交叉；如沒(méi)有交叉，所述兩個(gè)廠站采用兩折點(diǎn)連線方式連接；如果有交叉，將所述兩個(gè)廠站分別與自身名稱相同的元件模型連接。經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例公開了一種生成PSCAD/EMTDC電力系統(tǒng)仿真模型的方法，所述方法采用PSS/E格式的數(shù)據(jù)文件，提取計(jì)算出建立PSCAD/EMTDC電力系統(tǒng)仿真模型需要的參數(shù)，然后對(duì)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行分割，并將參數(shù)經(jīng)過(guò)相應(yīng)坐標(biāo)變換算法生成PSCAD/EMTDC環(huán)境下自動(dòng)布局的子網(wǎng)絡(luò)模塊，最后在所述子網(wǎng)絡(luò)模塊間和模塊中進(jìn)行自動(dòng)布線，實(shí)現(xiàn)PSCAD/EMTDC電力系統(tǒng)仿真模型的建立。該建立PSCAD/EMTDC電力系統(tǒng)仿真模型的方法，能夠根據(jù)PSCAD/EMTDC電磁暫態(tài)仿真程序的參數(shù)設(shè)置要求，進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)輸入PSCAD/EMTDC電磁暫態(tài)仿真程序，生成的PSCAD/EMTDC電力系統(tǒng)仿真模型能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)交直流電力系統(tǒng)進(jìn)行高效準(zhǔn)確的仿真分析。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
圖I為本發(fā)明實(shí)施例公開的生成PSCAD/EMTDC電力系統(tǒng)仿真模型的流程結(jié)構(gòu)圖；圖2為圖I所示實(shí)施例公開的生成PSCAD/EMTDC電力系統(tǒng)仿真模型的方法流程圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例公開的14節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)電網(wǎng)平面分布圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例公開的圖3所示14節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)坐標(biāo)化后的坐標(biāo)分布圖；圖5為圖I所示實(shí)施例公開的分割電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊的流程結(jié)構(gòu)圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例公開的廠站間兩折點(diǎn)式連接示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例公開的連接線交叉情況判斷示意圖；圖8為39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例公開的故障情況下發(fā)電機(jī)功角曲線圖。
具體實(shí)施例方式為了引用和清楚起見(jiàn)，下文中使用的技術(shù)名詞的說(shuō)明、簡(jiǎn)寫或縮寫總結(jié)如下PSS/E Power system simulator/engineering, 一款優(yōu)秀的面向工程實(shí)際的仿真分析軟件。PSCAD :一個(gè)以圖形為基礎(chǔ)的電力系統(tǒng)模擬工具族。EMTDC :一套基于軟件的電磁暫態(tài)模擬程序，可以通過(guò)PSCAD進(jìn)行調(diào)用。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。圖I為本發(fā)明實(shí)施例公開的生成PSCAD/EMTDC電力系統(tǒng)仿真模型的流程結(jié)構(gòu)圖，圖2為圖I所示實(shí)施例公開的生成PSCAD/EMTDC電力系統(tǒng)仿真模型的方法流程圖，參見(jiàn)圖
I和圖2所示，所述生成PSCAD/EMTDC電力系統(tǒng)仿真模型的方法可以包括步驟201 :生成電力網(wǎng)絡(luò)連接信息、靜態(tài)電力元件參數(shù)、動(dòng)態(tài)電力元件參數(shù)和電力網(wǎng)絡(luò)布局信息。步驟201可以叫做數(shù)據(jù)準(zhǔn)備流程，具體為根據(jù)PSS/E潮流數(shù)據(jù)文件，提取并計(jì)算得到電力網(wǎng)絡(luò)連接信息和靜態(tài)電力元件參數(shù)；根據(jù)PSS/E動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)文件，提取并計(jì)算得到動(dòng)態(tài)電力元件參數(shù)；根據(jù)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)布局文件，提取并計(jì)算得到電力網(wǎng)絡(luò)布局信息。其中，潮流數(shù)據(jù)文件是軟件PSS/E能夠直接導(dǎo)出的一個(gè)文件，內(nèi)部含有整個(gè)電力系統(tǒng)電網(wǎng)的節(jié) 點(diǎn)電壓和節(jié)點(diǎn)相角等網(wǎng)絡(luò)潮流信息。所述靜態(tài)電力元件參數(shù)和動(dòng)態(tài)電力元件參數(shù)也是軟件PSS/E可以直接導(dǎo)出的文件，靜態(tài)電力元件參數(shù)用于靜態(tài)電力系統(tǒng)元件的自動(dòng)建模，包括線路、負(fù)荷和變壓器等信息；動(dòng)態(tài)電力元件參數(shù)用于動(dòng)態(tài)電力系統(tǒng)元件的自動(dòng)建模，包括發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁器、調(diào)速器和電力系統(tǒng)穩(wěn)定器等相關(guān)信息。步驟201主要是為了得到建立PSCAD/EMTDC的電力系統(tǒng)仿真模型需要的數(shù)據(jù)參數(shù)。由于PSS/E潮流數(shù)據(jù)文件以及PSS/E動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)文件內(nèi)部的數(shù)據(jù)都是按照固定的格式排列的，所以采用MATLAB編程語(yǔ)言含有的fgets和strread等函數(shù)，可以方便的實(shí)現(xiàn)所需數(shù)據(jù)的選擇性提取，將從潮流數(shù)據(jù)文件中提取的節(jié)點(diǎn)編號(hào)信息直接轉(zhuǎn)換為電力網(wǎng)絡(luò)連接信
肩、O電力網(wǎng)絡(luò)布局文件同現(xiàn)有技術(shù)一樣，是根據(jù)實(shí)際電力系統(tǒng)的各個(gè)廠站的信息由人工編制而成，由實(shí)際廠站地理位置經(jīng)平面二維化及坐標(biāo)化獲得，包括電力系統(tǒng)中所有廠站的布局信息。其方法是將電力系統(tǒng)的各個(gè)廠站看做一個(gè)無(wú)尺寸點(diǎn)，按照廠站的實(shí)際地理位置平鋪設(shè)置于一個(gè)二維平面上，得到電網(wǎng)分布平面圖。一個(gè)可選的實(shí)施例是將電網(wǎng)分布平面圖的左上角定為坐標(biāo)原點(diǎn)，向右向下分別作為X軸和Y軸的正方向，可以得到每個(gè)廠站在此坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值。舉例說(shuō)明，可參見(jiàn)圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例公開的14節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)電網(wǎng)平面分布圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例公開的圖3所示14節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)坐標(biāo)化后的坐標(biāo)分布圖，按照上述坐標(biāo)系建立方法，可得到如圖4所示的廠站-坐標(biāo)對(duì)應(yīng)關(guān)系。每個(gè)廠站的編號(hào)以及對(duì)應(yīng)坐標(biāo)分別按照先X軸從小到大，再Y軸從小到大的排列順序，依次編入數(shù)據(jù)文件，可得到電力網(wǎng)絡(luò)布局文件，讀取上述文件內(nèi)的參數(shù)信息，可形成電力網(wǎng)絡(luò)布局信息。步驟202 :生成子網(wǎng)絡(luò)模塊連接信息和自動(dòng)布局的子網(wǎng)絡(luò)模塊。步驟202可以叫做模型建立流程，具體為根據(jù)所述靜態(tài)電力元件參數(shù)和所述動(dòng)態(tài)電力元件參數(shù)自動(dòng)生成電力系統(tǒng)元件模型；根據(jù)所述靜態(tài)電力元件參數(shù)和所述電力網(wǎng)絡(luò)布局信息，按照預(yù)設(shè)的規(guī)則分割電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊，按照電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)布局信息內(nèi)的坐標(biāo)系和PSCAD/EMTDC環(huán)境下實(shí)際仿真的所述模型信息之間的坐標(biāo)變換算法生成PSCAD/EMTDC環(huán)境下自動(dòng)布局的子網(wǎng)絡(luò)模塊，并記錄分割后的各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)模塊連接信息。其中，電力系統(tǒng)元件模型具體可采用MATLAB編程語(yǔ)言，根據(jù)所述靜態(tài)電力元件參數(shù)和所述動(dòng)態(tài)電力元件參數(shù)自動(dòng)生成電力系統(tǒng)元件模型。所述元件模型在后續(xù)自動(dòng)布線流程中可以被調(diào)用。PSCAD/EMTDC仿真文件可以以文本形式打開，文本結(jié)構(gòu)以仿真消息、元件模塊定義和模塊層次分布的順序依次排列。每一個(gè)特定的元件模塊及其參數(shù)都可以以固定的格式寫入，從而自動(dòng)生成元件模型。在一個(gè)示意性的示例中，分割電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊的具體過(guò)程可參見(jiàn)圖5，圖5為圖I所示實(shí)施例公開的分割電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊的流程結(jié)構(gòu)圖。其中虛線框中內(nèi)容為具體分割轉(zhuǎn)換過(guò)程。參見(jiàn)圖5所示，分割電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊具體可以包括結(jié)合所述靜態(tài)電力元件參數(shù)、實(shí)際區(qū)域和電壓判據(jù)，按照預(yù)設(shè)的規(guī)則分割電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊，并記錄分割后的各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)模塊范圍信息及其包含的模型信息及各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)模塊連接信息；根據(jù)所述電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)布局信息內(nèi)的坐標(biāo)系和PSCAD/EMTDC環(huán)境下實(shí)際仿真的所述模型信息坐標(biāo)系之間的差異，計(jì)算獲得坐標(biāo)變換算法；根據(jù)所述坐標(biāo)變換算法和各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)模塊的模型信息自動(dòng)布局各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)模塊。其中，所述子網(wǎng)絡(luò)模塊連接信息即為電力網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)分割后各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)模塊之間互相聯(lián)絡(luò)的信息；所述子網(wǎng)絡(luò)模塊范圍信息能夠表示網(wǎng)絡(luò)模塊分割后形成的具體子網(wǎng)絡(luò)模塊框架；所述模型信息表示網(wǎng)絡(luò)模塊分割后，每一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)模塊內(nèi)部包含的場(chǎng)站信息。其中，所述的分割網(wǎng)絡(luò)模塊，具體可以包括根據(jù)靜態(tài)電力元件參數(shù)中的廠站區(qū)域信息，將含有相同區(qū)域值的廠站劃分至一個(gè)區(qū)域模塊中；根據(jù)電壓判據(jù)對(duì)不同電壓等級(jí)的廠站進(jìn)行分類劃分。為了保證最終生成的PSCAD/EMTDC仿真模型中廠站與實(shí)際廠站位置相對(duì)應(yīng)，以有利于電力系統(tǒng)研究人員對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)框架的把握和操作，采用以下方法進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換首先設(shè)定每個(gè)廠站包含與其母線相連的線路、變壓器、發(fā)電機(jī)、負(fù)荷和并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償器。由于每個(gè)PSCAD/EMTDC頁(yè)面內(nèi)的元件定位亦采用XY坐標(biāo)方式，即左上角為坐標(biāo)原點(diǎn)，向右向下分 別為X軸和Y軸正方向的坐標(biāo)系，因此，為了區(qū)別本發(fā)明所述的電力網(wǎng)絡(luò)布局信息內(nèi)的XY坐標(biāo)系和PSCAD/EMTDC下已有的XY坐標(biāo)系，將電力網(wǎng)絡(luò)布局信息內(nèi)的坐標(biāo)系設(shè)為XYA坐標(biāo)系，PSCAD/EMTDC下的坐標(biāo)系設(shè)為XYB坐標(biāo)系。在XYB坐標(biāo)系下，由于采用上述廠站結(jié)構(gòu)，每個(gè)廠站的橫向和縱向長(zhǎng)度可分別表示為DX和DY，不能作為一個(gè)無(wú)尺寸的點(diǎn)來(lái)處理，而在XYA坐標(biāo)系下，每個(gè)廠站均視為一個(gè)無(wú)尺寸點(diǎn)，因此，以DX和DY視作XYA坐標(biāo)下橫縱坐標(biāo)軸上的單位長(zhǎng)度作為換算方法，利用含有子網(wǎng)絡(luò)模塊廠站參數(shù)信息的模型信息，對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)布局信息進(jìn)行坐標(biāo)變換。在每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)模塊內(nèi)部，利用變換后的坐標(biāo)值，將廠站放入相應(yīng)坐標(biāo)位置，可得到已自動(dòng)布局的子網(wǎng)絡(luò)模塊。步驟203:自動(dòng)布線。步驟203可以叫做模型生成流程，具體包括根據(jù)所述電力網(wǎng)絡(luò)連接信息和所述子網(wǎng)絡(luò)模塊的連接信息，對(duì)已自動(dòng)布局好的子網(wǎng)絡(luò)模塊和已自動(dòng)生成的元件模型自動(dòng)布線。在自動(dòng)布線之前，經(jīng)過(guò)步驟201和步驟202，PSCAD/EMTDC電力系統(tǒng)仿真模型中已包含多個(gè)子網(wǎng)絡(luò)模塊，各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)模塊內(nèi)部的廠站也布局完畢，且每一個(gè)廠站包含的線路、變壓器、發(fā)電機(jī)和負(fù)荷等元件模型都已生成，與各個(gè)元件模型匹配的參數(shù)也輸入完成，只需布好線，就生成了完整的PSCAD/EMTDC電力系統(tǒng)仿真模型。由于PSCAD/EMTDC軟件圖形化界面上只能作90°角的折線連接線，考慮到整體頁(yè)面的簡(jiǎn)潔與統(tǒng)一，本文采用圖6所示的兩折點(diǎn)連接線方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)布線，圖6為本發(fā)明實(shí)施例公開的廠站間兩折點(diǎn)式連接示意圖。圖6表明，無(wú)論其他廠站在廠站i的哪個(gè)方位，兩者均可采用兩折點(diǎn)連接線的方式相連接，且每條連接線由四個(gè)端點(diǎn)確定起點(diǎn)、折點(diǎn)I、折點(diǎn)2、終點(diǎn)。若此時(shí)已作出η條連接線，在作第n+1條時(shí)，線路應(yīng)避開已確定的4n個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，以防線路之間發(fā)生誤連情況，程序可通過(guò)xy分別遍歷的方法，減少程序執(zhí)行時(shí)間。根據(jù)子網(wǎng)絡(luò)模塊內(nèi)部與子網(wǎng)絡(luò)模塊之間的區(qū)分，可將自動(dòng)布線分為子網(wǎng)絡(luò)模塊內(nèi)部布線與子網(wǎng)絡(luò)模塊外部布線。由于模塊之間的連接關(guān)系較簡(jiǎn)單，模塊外部布線可采用直接連線的方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)布線。模塊內(nèi)部存在較多的元件模型，若直接采用兩折點(diǎn)連接方式，雖然也能達(dá)到自動(dòng)布線的效果，但是整體布線較為混亂，不利于模型調(diào)試與仿真結(jié)果觀察。為達(dá)到模塊內(nèi)部布線整齊，調(diào)試方便的目的，本發(fā)明采用如下步驟
計(jì)算得到子網(wǎng)絡(luò)模塊中廠站距離判據(jù)；判斷兩個(gè)廠站之間的直線距離是否大于所述距離判據(jù)；如果否，所述兩個(gè)廠站采用兩折點(diǎn)連線方式連接；如果是，判斷所述兩個(gè)廠站的直線連接路徑是否與已存在的線路交叉；如沒(méi)有交叉，所述兩個(gè)廠站采用兩折點(diǎn)連線方式連接；如果有交叉，將所述兩個(gè)廠站分別與自身名稱相同的元件模型連接。上述過(guò)程具體可以是1.利用廠站的坐標(biāo)信息計(jì)算子網(wǎng)絡(luò)模塊內(nèi)部各廠站之間
的直線距離，根據(jù)式(I)可以獲得廠站距離判據(jù)，當(dāng)兩個(gè)廠站之間的連接距離小于距離判據(jù)
L，直接采用兩折點(diǎn)連接方式布線。反之，采用步驟2。
權(quán)利要求
1.一種生成PSCAD/EMTDC電力系統(tǒng)仿真模型的方法，其特征在于，包括 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備流程根據(jù)PSS/E潮流數(shù)據(jù)文件，提取并計(jì)算得到電力網(wǎng)絡(luò)連接信息和靜態(tài)電力元件參數(shù)；根據(jù)PSS/E動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)文件,提取并計(jì)算得到動(dòng)態(tài)電力元件參數(shù)；根據(jù)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)布局文件，提取并計(jì)算得到電力網(wǎng)絡(luò)布局信息； 模型建立流程根據(jù)所述靜態(tài)電力元件參數(shù)和所述動(dòng)態(tài)電力元件參數(shù)自動(dòng)生成電力系統(tǒng)元件模型；根據(jù)所述靜態(tài)電力元件參數(shù)和所述電力網(wǎng)絡(luò)布局信息，按照預(yù)設(shè)的規(guī)則分割電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊，按照電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)布局信息內(nèi)的坐標(biāo)系和PSCAD/EMTDC環(huán)境下實(shí)際仿真的所述模型信息之間的坐標(biāo)變換算法生成PSCAD/EMTDC環(huán)境下自動(dòng)布局的子網(wǎng)絡(luò)模塊，并記錄分割后的各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)模塊連接信息； 模型生成流程根據(jù)所述電力網(wǎng)絡(luò)連接信息和所述子網(wǎng)絡(luò)模塊的連接信息，對(duì)已自動(dòng)布局好的子網(wǎng)絡(luò)模塊和已自動(dòng)生成的元件模型自動(dòng)布線。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述電力網(wǎng)絡(luò)布局文件由實(shí)際廠站地理位置經(jīng)平面二維化及坐標(biāo)化獲得，包括電力系統(tǒng)中所有廠站的布局信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述自動(dòng)生成電力系統(tǒng)元件模型，包括 采用MATLAB編程語(yǔ)言自動(dòng)生成電力系統(tǒng)元件模型。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述分割電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊，獲得自動(dòng)布局的子網(wǎng)絡(luò)模塊和各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)模塊的連接信息，包括 結(jié)合所述靜態(tài)電力元件參數(shù)、實(shí)際區(qū)域和電壓判據(jù)，按照預(yù)設(shè)的規(guī)則分割電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊，并記錄分割后的各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)模塊范圍信息及其包含的模型信息及各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)模塊的連接信息； 根據(jù)所述電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)布局信息內(nèi)的坐標(biāo)系和PSCAD/EMTDC環(huán)境下實(shí)際仿真的所述模型信息坐標(biāo)系之間的差異，計(jì)算獲得坐標(biāo)變換算法； 根據(jù)所述坐標(biāo)變換算法和各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)模塊的模型信息自動(dòng)布局各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述分割網(wǎng)絡(luò)模塊，包括 根據(jù)靜態(tài)電力元件參數(shù)中的廠站區(qū)域信息，將含有相同區(qū)域值的廠站劃分至一個(gè)區(qū)域模塊中； 根據(jù)電壓判據(jù)對(duì)不同電壓等級(jí)的廠站進(jìn)行分類劃分。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述對(duì)已分割好的子網(wǎng)絡(luò)模塊和已自動(dòng)生成的元件模型自動(dòng)布線，包括 所述各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)模塊之間采用直線連接方式自動(dòng)布線； 所述子網(wǎng)絡(luò)模塊內(nèi)部的元件模型采用兩折點(diǎn)連接線方式自動(dòng)布線。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述對(duì)已分割好的子網(wǎng)絡(luò)模塊和已自動(dòng)生成的元件模型自動(dòng)布線，包括 計(jì)算得到子網(wǎng)絡(luò)模塊中廠站距離判據(jù)； 判斷兩個(gè)廠站之間的直線距離是否大于所述距離判據(jù)； 如果否，所述兩個(gè)廠站采用兩折點(diǎn)連線方式連接； 如果是，判斷所述兩個(gè)廠站的直線連接路徑是否與已存在的線路交叉；如沒(méi)有交叉，所述兩個(gè)廠站采用兩折點(diǎn)連線方式連接；如果有交叉，將所述兩個(gè)廠站分別與自身名稱相同的元件模型連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生成PSCAD/EMTDC電力系統(tǒng)仿真模型的方法，所述方法采用PSS/E格式的數(shù)據(jù)文件，提取計(jì)算出建立PSCAD/EMTDC電力系統(tǒng)仿真模型需要的參數(shù)，然后對(duì)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行分割，并將參數(shù)經(jīng)過(guò)相應(yīng)坐標(biāo)變換算法生成PSCAD/EMTDC環(huán)境下自動(dòng)布局的子網(wǎng)絡(luò)模塊，最后在所述子網(wǎng)絡(luò)模塊間和模塊中進(jìn)行自動(dòng)布線，實(shí)現(xiàn)PSCAD/EMTDC電力系統(tǒng)仿真模型的建立。該方法能夠根據(jù)PSCAD/EMTDC電磁暫態(tài)仿真程序的參數(shù)設(shè)置要求，進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并輸入PSCAD/EMTDC電磁暫態(tài)仿真程序，生成的PSCAD/EMTDC電力系統(tǒng)仿真模型能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)交直流電力系統(tǒng)進(jìn)行高效準(zhǔn)確的仿真分析。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102930110SQ20121045075
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者裘鵬, 陳新琪, 顧益磊, 華文, 許烽, 池偉, 黃曉明, 張雪松, 樓伯良, 翁華 申請(qǐng)人:浙江省電力公司電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司