[發(fā)明專利]基于PSCAD的數(shù)字化保護(hù)源代碼級閉環(huán)仿真方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610121867.1
• 申請日: 2016-03-04
• 公開（公告）號: CN105785793A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉益青;高偉聰;張智杰;王成友
• 申請（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 濟(jì)南譽(yù)豐專利代理事務(wù)所(普通合伙企業(yè)) 37240
• 代理人: 李茜

1.一種基于PSCAD的數(shù)字化保護(hù)源代碼級閉環(huán)仿真方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）在PSCAD軟件環(huán)境中，右鍵選擇“Create New Component...”命令，創(chuàng)建1個自定義元件，根據(jù)創(chuàng)建向?qū)?，設(shè)置自定義元件的名稱，設(shè)置輸入端口的數(shù)量、名稱和數(shù)據(jù)類型，設(shè)置輸出端口的數(shù)量、名稱和數(shù)據(jù)類型；右鍵點(diǎn)擊自定義元件，選擇“Edit Definition”命令，打開“Script”標(biāo)簽，輸入該自定義元件的Fortran命令：

“CALL 函數(shù)F（參數(shù)1，參數(shù)2，…，參數(shù)n）”，

“函數(shù)F”即為自定義元件的調(diào)用接口函數(shù)，“函數(shù)F”的參數(shù)個數(shù)應(yīng)與自定義元件的輸入端口數(shù)量與輸出端口數(shù)量的總和一致；

（2）建立自定義元件的調(diào)用接口，右鍵選擇“Add Component”命令，創(chuàng)建2個“Filereference”元件，并在“File reference”元件的屬性中設(shè)置外部引用的文件名和絕對路徑，其中1個引用Fortran源文件，1個引用C源文件；Fortran源文件用來實現(xiàn)自定義元件的調(diào)用接口函數(shù)“函數(shù)F”，“函數(shù)F”的實現(xiàn)代碼中包括命令：

“CALL 函數(shù)C（參數(shù)1，參數(shù)2，…，參數(shù)n）”，

還包括對“函數(shù)C”每一個參數(shù)的數(shù)據(jù)類型定義，“函數(shù)C”即為需要調(diào)用的C語言函數(shù)入口；C源文件包含實際的數(shù)字化保護(hù)C語言源代碼，入口函數(shù)為：

“void 函數(shù)C（參數(shù)1，參數(shù)2，…，參數(shù)n）”，

“函數(shù)C”的參數(shù)個數(shù)應(yīng)與自定義元件的輸入端口數(shù)量與輸出端口數(shù)量的總和一致；經(jīng)過以上設(shè)置和操作后，在PSCAD仿真模型運(yùn)行時，可實現(xiàn)通過調(diào)用Fortran語言的“函數(shù)F”來調(diào)用C語言的“函數(shù)C”；

（3）建立自定義元件與PSCAD仿真模型之間的數(shù)據(jù)接口，對自定義元件而言，數(shù)據(jù)接口包括輸入模擬量、開關(guān)量和輸出模擬量、開關(guān)量，其中輸入模擬量包括電流、電壓量，由自定義元件的實型量輸入端口接入；輸入開關(guān)量包括保護(hù)邏輯判斷用到的開關(guān)位置、手合信號等，由自定義元件的整型量輸入端口接入；輸出開關(guān)量包括保護(hù)邏輯判斷的中間結(jié)果和跳閘輸出等，由自定義元件的整型量輸出端口輸出至仿真模型，實現(xiàn)仿真模型的閉環(huán)控制；輸出模擬量包括保護(hù)源代碼的中間計算結(jié)果，由自定義元件的實型量輸出端口輸出，用于源代碼調(diào)試；

（4）完成自定義元件與PSCAD仿真模型之間的調(diào)用接口和數(shù)據(jù)接口設(shè)置后，通過PSCAD進(jìn)行模型的編譯，執(zhí)行仿真，通過監(jiān)視自定義元件的輸出，將仿真模型的電流、電壓輸出以及包含保護(hù)邏輯源碼的自定義元件跳閘輸出記錄到故障錄波文件中，以便查看與分析，至此完成源代碼級閉環(huán)仿真；需要修改仿真模型參數(shù)或者保護(hù)邏輯C源代碼時，只需重新編譯模型，執(zhí)行仿真即可，不必重復(fù)上述步驟（1）至步驟（3）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PSCAD的數(shù)字化保護(hù)源代碼級閉環(huán)仿真方法，其特征在于，步驟（3）中自定義元件的模擬量輸入接口實現(xiàn)方法為：

（1）設(shè)置仿真工程的計算步長為Ts，實現(xiàn)仿真模型的等時間間隔Δt的計算，此時有Δt=Ts；

（2）將仿真模型的電流、電壓采集器的輸出端，直接連接到自定義元件的模擬量輸入端，實現(xiàn)自定義元件的等時間間隔Δt的采樣值輸入；

（3）通過自定義元件的C源代碼中包含的軟件測頻邏輯，利用過零檢測方法對輸入的采樣值序列進(jìn)行周期量，測得實時的基波周期為T；

（4）對輸入到自定義元件的等時間間隔Δt的采樣值序列，按照每基波周期T進(jìn)行N次采樣的等角度采樣準(zhǔn)則進(jìn)行重采樣，重采樣間隔為T/N；當(dāng)重采樣間隔等于Δt的整數(shù)倍時，利用抽取直接實現(xiàn)重采樣，當(dāng)重采樣間隔不等于Δt的整數(shù)倍時，利用一階拉格朗日插值方法進(jìn)行重采樣；重采樣后得到的采樣值序列即與實際數(shù)字化保護(hù)裝置的模擬量輸入環(huán)節(jié)得到的采樣值序列完全一致。