由一个实例说明PSCAD与C语言接口方法

yuanzhch

4 }2 W; [! ?$ u5 O! d4 |- w. c4 k  i
在PSCAD中要实现新的算法，首先要建立一个自定义元件。自定义元件分为两种，一种是电气元件，一种是信号处理元件。本帖实现的内容是一个非线性电感，其电感值随着电流大小而变化，属于电气元件。写控制算法的同学可能主要用到后者，将输入信号经过一系列的处理计算得到一个输出信号。   
6 ?5 d7 [7 E+ L# g7 n' f问题1：将程序写在哪里？
    首先要将算法程序分成两个部分：
    一部分是PSCAD可以实现的，如处理仿真参数、读入仿真数据、输出仿真结果以及积分、微分等简单函数。这部分内容写在自定义元件definition的Script中。可以写在Fortran中也可以写在DSDYN中，两者略有不同但不会影响简单应用，具体内容请参阅帮助文件。
$ @4 \/ U. x/ `, X* s    另一部分是我们自己的C语言算法，要将C算法总结成y=f（x，p）的输入输出形式的形式写在一个*.c文件中。并添加到PSCAD的File Reference中。 C函数的命名形式一定是 void XX_XXX__（）的形式，注意名字中的下划线，本人的试验结果是必须有这三个下划线，哪位同学有其他发现可以一起探讨一下。
: C  R2 q3 n3 y. g3 ~问题2：如何传数据？
9 A4 p. B6 A' K2 b; h# S    由于PSCAD和C函数是互相传递指针，因此就需要将C函数写成f(y,x,p)的形式，例如：void ja_model__(real *h,real *ht,real *mt,real *ms,real *a,real *alpha,real *c,real *k,real *b,real *m)。其中h是输出，ht，mt是输入，后面的都是参数。在PSCAD中用call语句调用，例如：CALL JA_MODEL(H,HT,MT,$MS,$A,$ALPHA,$C,$K,B,M) 。注意函数名中的下划线，这里只有一个！其中H，HT，MT都是Fortran程序中的变量，后面参数前面加“$”是引用参数的意思，具体内容请参阅帮助文件。
( D  m* h" ]9 T7 @- s  O问题3：如何保存前一时刻的变量并在本时刻调用？
8 R+ ~4 n7 f$ E. G2 A    在时域仿真的时候我们不可避免的要用到上一时刻的某些计算结果。而PSCAD中的Fortran程序和C程序每一时刻都重新执行一次，变量都要清零，所以就要单独存放需要的数据。PSCAD提供了一个STORF数组，这里直接给出例子：
#STORAGE REAL:4
; m5 B3 M1 |! I9 o. ~6 F2 e      MY_NSTORF=NSTORF
      NSTORF=NSTORF+4
/ q, m2 s/ ~( M4 C) D     BT=STORF(MY_NSTORF)
      HT=STORF(MY_NSTORF+1)
      MT=STORF(MY_NSTORF+2)
      H=STORF(MY_NSTORF+3)*$N/$L
' M8 ?! e  Y5 V' s  W这是读上一时刻值。
8 X% h" h; f9 h" }1 B0 r      STORF(MY_NSTORF)=B
      STORF(MY_NSTORF+2)=M
这是保存存本时刻值。
解决了上面3个问题就可以完成信号处理元件的建模。
问题4：如何建立电气元件？
  f% A, l6 e. H2 h4 \    我们对一个电气元件建模就是要描述其伏安特性。如一个双端口元件，测它两个结点电压，然后计算出支路电流就可以了。PSCAD提供了一个基于结点的电气接口函数，说白了就是一个受控电流源叫GGIN和CCIN。帮助里可以搜到，下面给出例子：
; ^/ @6 s$ ^% ^: _; H      CCIN($NA,$SS)=CCIN($NA,$SS)-STORF(MY_NSTORF+3)/1000.0
% S9 U4 \4 p* u, r      CCIN($NB,$SS)=CCIN($NB,$SS)+STORF(MY_NSTORF+3)/1000.0
0 r: [9 q) E( y. J6 D/ K2 D      GGIN($NA,$SS)=GGIN($NA,$SS)+G
      GGIN($NB,$SS)=GGIN($NB,$SS)+G
: o; m5 a( v$ A5 k- V- g6 W7 C我觉得解决以上4个问题就能满足一般应用了。这里只是给大家提供一个思路，还有一些细节没有说到还需要看帮助文件，希望能帮到大家！附件中是个非线性电感，J-A模型是个微分方程在C函数中用龙格库塔法解之。
基于JA理论的非线性电感.rar (1.03 KB, 下载次数: 241)

2011-6-1 20:16 上传

点击文件名下载附件

南方的星星

刚刚接触这一块，一脸懵逼状态，专家分不够，云里雾里的，这个pscad的help里面好像没有特别多的介绍，楼主用的是哪个版本的呀，是不是我看帮助的方式不对，呜呜呜

南方的星星

这个里面的三种引脚类型：数据输入、数据输出以及电气引脚有什么区别呀

fengzhao

受用，思路好，期待探索拓展代码封装的功能，类似于黑盒功能

mingyu

虽然不太懂fortran，但是觉得你的思路很好!

yuanzhch

回复 2# mingyu
  X  b4 k% J$ e0 E) R# J

1 w+ F7 m7 j* h: ?, Y( }/ o    怎么转成普通贴？
* l$ a0 j  L- f! B) D

mingyu

回复 3# yuanzhch


. o  F3 ]1 P- \  \  c    自己可以结贴，返还部分学分。

shitarmy

楼主强人啊，谢谢分享！！！

sunek

我也在做PSCAD和C的接口，发现一些细节:
1.fortran 接口子函数的文件名必须是xxx_df90.f ，C程序文件名必须是xxx_msc.c。当大家编译通过但连接出现问题的时候，可以试试修改调用的这两个文件的文件名。
+ R; R6 f* H0 P( S4 L: m. ^5 `/ B2.PSCAD3.0以前的版本连接外部文件采用的是File reference；4.0以后的版本发生了一些变化，在以前的基础上，在project setting的fortran标签页里，也要添加接口子程序（.f）文件的文件路径。
3.楼主提到了PSCAD存放数据的数组，其实有4个，数组指针名分别是STORF(实数量) STORI(整数量) STORL(逻辑量) STORC（复数量），对应类型的量应该存到对应的数组里。

+ D" }! o9 ]. q2 U楼主说的C函数命名时要加下划线的奇怪规则我也发现了。但想不明白原因。

+ i! P+ ^* x% G& q6 n* G# `9 l; |+ q( ]以上是做毕设过程中总结的一些小经验，不一定正确，但如果你想我一样2天无法连接文件实现接口的时候，不妨来这里看看。用这里的方法试试

caunow

回复 1# yuanzhch


! X5 @. ^3 X5 d4 g; u* R) q! [1 {   我也尝试过调用C，但是遇到了问题，PSCAD每一步长CALL一下C程序。想给C的变量赋一个初值，由于循环调用，每CALL一下，变量又都成初值了，请问楼主怎么解决啊？

yuanzhch

回复 7# caunow
# C  m! @2 }1 u& F4 t3 G" L2 Z/ I

    这就是我说的问题4，用STORF，STORC等数组。

furysun

楼主，思路很好很强大

kongkongdaozhu

楼主强人啊，谢谢分享！！！