[發明專利]一種PSCAD模型參數快速優化方法

在審

• 申請號: 201510324757.0
• 申請日: 2015-06-12
• 公開（公告）號: CN105045956A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 劉崇茹;洪國巍;田鵬飛;李海峰;贠飛龍
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

技術領域

本發明屬于電力系統模型仿真與控制技術領域，特別涉及一種PSCAD模型參數快速優化方法。

背景技術

PSCAD/EMTDC(PowerSystemComputerAidedDesign/ElectromagneticTransientsincludingDC)是世界上廣泛使用的電磁暫態仿真軟件。PSCAD作為電磁暫態仿真程序，采用時域分析法求解完整的電力系統及微分方程(包括電磁和電機兩種模型)，通過十分小的仿真計算步長保證了系統仿真的精確性。另外，PSCAD具有良好的用戶操作界面環境，用戶不僅可以靈活地建立電力系統模型進行仿真分析，還可以利用Fortran編寫自定義功能模塊進行系統建模和仿真。

雖然PSCAD進行系統仿真具有高精確度，但是在使用PSCAD進行電力系統仿真時模型運行時間較長。在對較大規模的電磁暫態模型進行仿真，特別是含有電力電子開關器件時，仿真時間往往較長。對于含有控制系統的電力系統模型中，控制系統的性能對控制參數依賴性很強，選擇合適的控制參數需要經過大量的調試，嚴重影響了PSCAD電力系統控制器的設計效率。

為了快速有效地對PSCAD模型中的控制參數進行優化，本發明提出一種PSCAD模型參數快速優化方法。

發明內容

本發明的目的在于提出一種PSCAD模型參數快速優化方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)在PSCAD中使用FORTRAN建立交互模塊，將建立了交互模塊的PSCAD加入待優化的PSCAD電力系統模型中，并將待優化的PSCAD電力系統模型設置為MultipleRun；

2)在MATLAB中建立調用程序，任務管理函數和尋優程序，尋優程序為MATLAB中建立的粒子群算法，待優化的PSCAD電力系統模型的參數為粒子位置；

3)設置待優化的PSCAD電力系統模型中交互模塊和MATLAB中調用程序之間的標志文件和數據文件，以建立PSCAD與MATLAB之間的交互接口；

4)將建立了交互接口的PSCAD電力系統模型和MATLAB中調用程序部署在局域網若干計算機上，在其中性能最好的一臺計算機中部署步驟2)建立的任務管理函數和尋優程序；

5)設置MATLAB中調用程序和任務管理函數的IP地址，任務管理函數通過TCP/IP協議實現與調用程序之間的多機通信，利用PSCAD與MATLAB之間的交互接口實現對PSCAD中程序的調用仿真；

6)依次運行待優化的PSCAD電力系統模型、調用程序、尋優程序，對待優化的PSCAD電力系統模型進行參數優化，尋優程序在種群迭代過程中產生新種群的粒子位置，通過任務管理函數調用多個PSCAD同時對粒子位置進行仿真來計算獲得粒子適應值。

所述交互模塊為PSCAD中使用FORTRAN編寫的自定義模塊，交互模塊的輸出為待優化的PSCAD電力系統模型的參數，交互模塊的輸入為用以評價參數指標的仿真結果。

所述待優化的PSCAD電力系統模型中交互模塊和MATLAB中調用程序通過對標志文件和數據文件的讀寫來實現兩者之間的交互；標志文件包括運行標志文件、等待標志文件，具體為運行標志文件用以控制PSCAD開始仿真運行，等待標志文件用于標識PSCAD本次仿真完成，等待下次仿真；數據文件包括參數數據文件、結果數據文件，具體為參數數據文件用于存儲參數數據，結果數據文件用于存儲仿真結果。

所述任務管理函數對尋優程序傳遞的種群的粒子位置以粒子為子任務單位不斷地查詢PSCAD狀態，依次將子任務傳遞給空閑PSCAD進行仿真運行來獲取對應的粒子適應值。

本發明的有益效果是針對目前PSCAD電力系統控制器的設計效率低的問題，提出了一種PSCAD模型參數快速優化方法，PSCAD與MATLAB之間的交互通過文件讀寫間接實現，具有良好的兼容性，無需考慮MATLAB，PSCAD和FORTRAN的版本，解決了PSCAD自帶與MATLAB接口的版本兼容性差的問題；任務管理函數通過TCP/IP協議來進行局域網通信，通過調用程序對PSCAD的調用，實現了多個計算機上PSCAD的同時仿真運行，從而大大減少了參數尋優的總耗時。

附圖說明

圖1為PSCAD模型參數快速優化方法流程圖。

圖2為任務管理函數的編寫流程圖。

圖3為PSCAD與MATLAB之間的交互接口示意圖。

圖4為PSCAD電力系統模型參數優化框圖。

具體實施方式