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。


$ A' y" y/ N& ?( D2 M2 z    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。
! ]$ S9 S8 t7 V$ O
    开此贴目的有三：
: E4 Q4 |6 p9 p# ]  z
& q, e- r. X4 h      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；

      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；
- P  ?, L' V# F( t* l6 T      最后，帮助大家开拓思路，希望大家在建模时能多一种选择。

# g) ]& [1 E# y3 _" Q6 v' I
原理
    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。
3 s$ g3 u6 x* g9 j, o  V4 s! v# |

实现方法
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。
5 e  F4 @; S+ D
& x4 Q9 |* t; r6 G+ P% B
1.创建简单的仿真系统
    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。

3 @+ t# [5 }" Q2.创建与编辑自定义元件

2 W. d  e/ N! B' i! z0 C0 \+ l    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。

! H  r2 b. W+ X    1）在画布空白处点右键Create-Component，在右边弹出一个侧边栏；
( y- Q. u; I; p) z: |5 Z8 j
9 g# H2 X" ?2 V6 i    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；
6 E+ l5 ^5 ?/ O8 D. I
    3）在元件上右键Edit Definition进入元件编辑；

    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 u& g# J, s8 T2 J+ I    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；
# s( D1 j% D+ t% ]8 O6 `. Z
    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：
+ U) ~6 ^( e, F9 M7 T
0 Q- C* y3 X5 r8 v. \: C5 [        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；
. [) l' v- g- X& o+ ~& E        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；
) Z) @6 e8 l  b) r* L" zfile:///C:/Users/a/Documents/My%20Knowledge/temp/d48ab359-523f-4567-b793-723d9ea7e439.png
' m( |& \8 d! N! O  L+ ?
7 _) ^9 I  t0 V% z3.编写脚本
# [2 D+ a* `6 `% b; }' g" I* y     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：
! j0 B5 l! n/ q, U1 h, o' C
8 _) s) Z! C6 _) A4 c0 {" G

1. #BEGIN
   
2.     ENABCCIN($N1,$SS)=.TRUE.
   1 `. T4 @6 V2 r
3. #ENDBEGIN
   / x; {3 N# \# I2 E
4.     CCIN($N1,$SS)=($Scale-1)*$Current  

复制代码

8 h6 N$ Z( ]0 u' Q  w, |
    注意，Script包含多个Segment，请确保该段代码是放在Fortran Segment中。
. S6 v+ [7 i- c) U
    解释一下这几行代码：
  @& L+ R+ s: O$ Q; v
   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,
6 R! N4 T. ?. q1 k
2 S$ \3 f0 e! J% Q6 k    【如不识别该指令语句，请用IF(TIMEZERO) THEN...ENDIF:
$ q0 x. L. Y5 U

1.     IF(TIMEZERO) THEN
   
2.     ENABCCIN($NA,$SS)=.TRUE.
   ; V9 o8 n# W# `" J, H" c- C
3.     ENDIF
   5 y# V; I4 M. H  g' y6 P; Q, W+ N
4.     CCIN($NA,$SS)=$Current*$Scale

复制代码

】

8 T. j. w$ Y1 E1 q- y7 z/ L( {
    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
9 U7 E* P& ~( u/ J# w. w9 X    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
9 s6 a1 R' E* T2 X6 T    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。
1 E% z! Z7 U) d" Z. g' F3 E
, u- \* I2 @4 o' J' x1 r6 v

" Y% p5 l1 @) p3 A7 C& h

存在问题
. {& F+ }9 j* Y/ Y4 k. z& ?) q    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。
$ Z: _  P- Y. o- _  M0 a! E    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。
* W" k- w% H1 B) m# U4 l
- _' |( Z1 S2 b* q, \1 i
7 d' k3 Q" ^: V- g% `& T7 f

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

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

. M$ H, J8 `" H  ?/ S5 I
1 ]. T. Z* v: K9 L7 M这么好的帖子，顶一下

iceshui1010

赞楼主的原创，认真学习中。。，谢谢

cupid5230

学习到了感谢分享