通过自定义元件实现电流跟踪放大

namemarkli

    由于项目要用到pscad的自定义元件功能，于是花了几天恶补了一下相关知识。正好看到说明书里面的CCIN功能，受到启发，正好可以实现电流放大功能。

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9 T  c4 y1 x/ H0 B4 n    本帖提出一种通过电流放大实现的方法，原理、实施都特别简单，但是该方法存在一些问题。

    开此贴目的有三：
6 C$ m; c2 m/ B" K, B) r+ _) A
% ]+ J& l8 ~' b3 w2 c      首先，抛砖引玉，分享经验，我想到的方法不一定好，希望能集思广益，看看应该如何改进；
" w6 u" r2 A8 a; ]: A% U* h
      其次，通过一个实例帮助不熟悉自定义元件的人快速入门，并提供；
1 K3 ^) A( _# Q* f% ^$ _; w/ x      最后，帮助大家开拓思路，希望大家在建模时能多一种选择。


原理
, J( Y% t, m( V9 e) f3 I    通过在Fortran Segment中调用PSCAD自带CCIN电流源功能，在每个仿真步长内将需要放大的电流值乘以(n-1)，所得结果赋给CCIN，使得自定义元件流出电流与原电流的加和为被放大电流的n倍。
0 K" K2 @* z- F& x
2 j0 f) j( m9 a
实现方法
2 k. J3 e; Q+ w  {考虑到大家对PSCAD4.2较熟悉，以下介绍如何在PSCAD4.5中实现，最后的附件中有两个版本的示例。
. n7 j9 G2 f8 t- l# t

1.创建简单的仿真系统
6 Y) a' U4 F: _) S5 _+ |) [) Z    如图是一个简单的电压源串两个1Ohm电阻的系统，我们要实现的是Ia2放大为Ia1的n倍，即Ia2=Ia1*n。

+ g$ h; W, t( d+ A0 \& z: E" c3 T

3 v; `0 f7 }- M; Y
2.创建与编辑自定义元件

. N. o, H2 u7 n2 K    为紧凑一点，把这个过程放在一张图上，红色数字对于下面的1）~6）步。

- \, i7 v! d. ~) A+ b  c    1）在画布空白处点右键Create-Component，在右边弹出一个侧边栏；
# w' N/ i+ p; K  @
" F1 o. X; L- v    2）侧边栏中Component Wizard是元件创建向导，我们只需要填下元件的名字（Name），画布上元件显示的名称（Title），然后点Finish完成创建；
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    3）在元件上右键Edit Definition进入元件编辑；
6 G3 |+ T6 o; ^$ u/ u6 v1 R
    4）元件编辑界面分为3部分：Graphic图形界面，Parameter参数界面，Script脚本界面（也就是常说的编程序的地方），通过Edit Definition首先进入图形编辑界面，利用工具栏Shape里面的直线Line和端口Port，在元件上引出一根线，末端为端子N1；（PSCAD4.2好像默认将端子Connection Type设置为Input类型，颜色为绿色，请注意改为Electrical类型）
9 J; Q! z- L# R
    5）为便于元件的使用，希望在主电路直接通过修改参数的方式设置放大倍数、需要放大的电流。为此需要增加元件的参数，在Parameters界面内点击右键New parameter创建参数；
. G/ R$ W/ X/ n3 C- e3 g; @
1 p% d3 Q2 i3 ?5 e, e    6）创建两个参数：需要放大的电流Current、放大倍数Scale，有2点需要注意：

        a）每个参数中还有其他条目，Description是参数名，Symbol是在Script中用到的变量名，不要混淆；
        b）Current为text文本类型，因为需要放大的变量是通过文本作为参数输入的，Scale为integer整型，这点比较好理解，在此处我设置了放大倍数的上下限是1~1000，也可以修改为其他值；
0 c/ _8 Y/ T0 j& Q/ q. ~& ffile:///C:/Users/a/Documents/My%20Knowledge/temp/d48ab359-523f-4567-b793-723d9ea7e439.png
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3.编写脚本
/ p1 X9 y. M* w8 f9 G# A$ x     上一步中创建的元件是“死”的，这里才是整个元件的核心 ，在Script里面加入如下代码：
: z/ z" P- w% X" I* V

1. #BEGIN
   3 z: F3 T) y  o* `0 |: Z) O
2.     ENABCCIN($N1,$SS)=.TRUE.
   
3. #ENDBEGIN
   / C. e0 P( V6 P; H& b
4.     CCIN($N1,$SS)=($Scale-1)*$Current  

复制代码

' J; e0 k6 y" V+ _) b    注意，Script包含多个Segment，请确保该段代码是放在Fortran Segment中。
# w( n* g9 L: _
    解释一下这几行代码：
6 A% D5 B9 U- z" Z+ B
   1） #BEGIN/#ENDBEGIN是一对指令，包含在其中的代码段只在仿真初始阶段运行一次,
( K0 H3 v1 u0 R% p& G
. q9 D5 M. m, d& L5 y, r    【如不识别该指令语句，请用IF(TIMEZERO) THEN...ENDIF:

1.     IF(TIMEZERO) THEN
   
2.     ENABCCIN($NA,$SS)=.TRUE.
   
3.     ENDIF
   
4.     CCIN($NA,$SS)=$Current*$Scale

复制代码

】
) W! l3 U0 I' v- e. g# `/ b

    2）ENABCCIN($N1,$SS)=.TRUE.开启CCIN功能，ENABCCIN的参数是端子名$NA、子系统名$SS，前面加的$是放在变量名前面的替代符。这里的变量指的是从元件端口、系统变量、元件参数。实际上，NA、SS只是一个代号，在PSCAD将script编译为fortran的过程中，会把NA、SS替换为真实的名字，形式有点像数组，便于EMTDC软件包的运算。

    3）CCIN($NA,$SS)=($Scale-1)*$Current
    CCIN产生一个接地电流源，电流大小为Current放大Scale-1倍，这条语句在BEGIN之外，说明其在每一个仿真步长中都会执行！Scal、Current是Parameter中的Symbol。

4.结果
    将建好的元件和主电路连接好，增加监视元件，运行后查看波形。

( U& I% a4 G* _. Q# p2 C8 J

: M& m* M5 P3 n7 O8 s( V6 L

! e' Q2 A* d- |2 `- D存在问题
! N8 J) y0 P, k3 G; t    该种方法放大电流时，放大倍数增大将使得结果发散，表现为数值非常大（可达到10的数百次方）或干脆没有值（NaN），原因不明。
    我的猜想是，这种方法在某些情况下可能带来网络方程无法求解的问题，其具体原因可能是方程矛盾、矩阵奇异之类的，电网络学得不太好，这里也只是瞎猜。希望大家能给点意见。

1 T- C4 [( F$ i# i, }. W
9 j% W  a" k( ]7 p5 X

- _7 ?' E% K# R/ [) `% b PSCAD电流放大（包含4.5、4.2版本）.rar (763.01 KB, 下载次数: 4)

2015-10-28 21:32 上传

点击文件名下载附件
使用自定义元件放大电流的实例

; L2 n" z4 \% T9 i& ?) U' J( U$ f

SilverBullet

这是按照PSCAD官网的scaling模型搭建出来的，实现了电流的跟踪放大，用的理想受控源就是CCIN的模型表现。只是需要注意的就是这个模块放置的位置，不然会有部分电路被短路掉，比如YnD接线方式的变压器，注入电流在D一侧就会短路变压器。

18764253002@163

#BEGIN/#ENDBEGIN里面的程序都仿真开始会跑一次对吧，为什么我加了之后，没有跑里面的程序

北海道的农民

学习了！还不是很明白 等研究一下 再做交流

rzg712

很好，很完整的例子，感谢楼主分享！

15195917552

附件下载不到了  我照着楼主说的做了一下 没成功  想请教一下  【如不识别该指令语句，请用IF(TIMEZERO) THEN...ENDIF:  不懂什么意思

我爱电力系统

强烈支持楼主ing……

菜鸟萌新

5 _' b. g+ {) V
8 H! h7 I+ @$ s5 U: H9 i3 O这么好的帖子，顶一下
% L3 ^4 F, E& B# q6 f8 F5 C! i' f

iceshui1010

赞楼主的原创，认真学习中。。，谢谢

cupid5230

学习到了感谢分享