01-PSCAD概述与基本设置

PSCAD概述及基本设置武汉大学电气工程学院乐健2012.06PSCAD概述与基本设置第2页主要内容一、PSCAD概述二、PSCAD的基本设置三、EMTDC概述四、X4新特性概述PSCAD概述与基本设置第3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4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5页解析工具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PSCAD概述与基本设置第6页1.2主界面Workspace窗口Output窗口工作窗口常用元件栏PSCAD概述与基本设置第7页已加载Case和元件库某个case或元件库中的定义某个Case的数据文件、信号、控制、输电线/电缆、显示设备等。主窗口第二窗口Workspace窗口PSCAD概述与基本设置第8页主窗口：加载的库项目和案例项目具有不同的图标。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文件。PSCAD概述与基本设置第9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10页第二窗口：查看某个选定项目的详细数据。组件层次全部定义PSCAD概述与基本设置第11页编译链接等过程信息执行搜索命令的结果消息种类：信息；错误；警告消息内容编译过程中的信息：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。Output窗口PSCAD概述与基本设置第12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13页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。1.3基本术语PSCAD概述与基本设置第14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15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16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17页二、PSCAD的基本设置2.1WorkspaceOptions2.2SystemSettings2.3ProjectSettings2.4CanvasSettingsPSCAD概述与基本设置第18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19页Runtime页面设置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。PSCAD概述与基本设置第20页Dependencies页面设置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。PSCAD概述与基本设置第21页2.2SystemSettingsPSCAD概述与基本设置第22页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。文件类型（后缀名）操作该文件的应用程序路径及名称。PSCAD概述与基本设置第23页2.3ProjectSettingsPSCAD概述与基本设置第24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25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26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PSCAD概述与基本设置第27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28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29页是否进行多重运行多重运行的数目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PSCAD概述与基本设置第30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31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)。PSCAD概述与基本设置第32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。PSCAD概述与基本设置第33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34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35页2.4CanvasSettings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36页选择showvoltage：动态显示bus元件仿真过程中电压有效值。选择showsignalgrid：显示网格。选择showlineconnections：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37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38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39页EMTDC