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。
+ j4 |5 i- v$ b0 o% D

  g* j& {! y; 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。

, y3 O5 o( t5 {* B; v    开此贴目的有三：

      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；
      最后，帮助大家开拓思路，希望大家在建模时能多一种选择。


3 _2 h3 J2 r/ n  ?原理
" b7 b: x) L: w3 h. b    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。
/ E' _, e. @& ~) ^7 b; o8 L7 I
  z: Z1 ?+ {! `) r0 R2 Y" x
% V4 c4 S& E+ }1 w& W/ X实现方法
4 b6 }1 m4 A$ f" D8 U0 Q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。
6 Z2 S7 y/ o. V& a
' u) F% ~$ U; C7 n9 B7 X
. K2 a4 |+ b9 T2 }4 D( `7 @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。
5 B% H" t) v- V7 @3 N2 X
5 u* L4 k# r- K/ n

9 ~/ s& N- a$ [" b* G  r
9 j5 q1 [; H5 d5 e9 B6 _2.创建与编辑自定义元件

    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。

. r. R- g5 v' U2 J& X. \# L    1）在画布空白处点右键Create-Component，在右边弹出一个侧边栏；

    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；

; z; x  N+ r% v) [6 A    3）在元件上右键Edit Definition进入元件编辑；

' _5 R, |0 H* x6 }' b* d8 }* i, M    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）
5 A3 Q: V4 n: U
2 U3 _0 r6 u" P5 m6 B$ I0 L8 v8 e3 }    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；
! m- q. o7 l8 L+ I; s. x+ [$ J
    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：
+ T: B5 Q9 e+ V$ `3 [& }' u
. s1 K+ U! n* N( O3 e: A6 w4 L& G        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；
file:///C:/Users/a/Documents/My%20Knowledge/temp/d48ab359-523f-4567-b793-723d9ea7e439.png
: H2 Q, `3 y, W( I5 f/ S
3.编写脚本
$ N! `# P: y7 J& V0 `     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：

1. #BEGIN
   
2.     ENABCCIN($N1,$SS)=.TRUE.
   4 Y' x) m. O* e% L+ a& f8 h0 [
3. #ENDBEGIN
   : Y" U; c* _' O% ^8 T
4.     CCIN($N1,$SS)=($Scale-1)*$Current  

复制代码

& u) _% o; c/ h$ c+ U, R+ M
    注意，Script包含多个Segment，请确保该段代码是放在Fortran Segment中。
$ n3 \7 V  w$ \8 P
    解释一下这几行代码：
3 t" L6 G" l( b6 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,

# q7 j5 T) Z7 I( J! X3 e' `    【如不识别该指令语句，请用IF(TIMEZERO) THEN...ENDIF:

1.     IF(TIMEZERO) THEN
   
2.     ENABCCIN($NA,$SS)=.TRUE.
   9 O1 ]# @! X; {: v+ D
3.     ENDIF
     o% h* f1 F1 `+ b6 A% |  |
4.     CCIN($NA,$SS)=$Current*$Scale

复制代码

】
# D: W- b/ K: Z  l( }1 k2 ~
0 y9 |# M$ o, C9 {
    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。

( ~( }1 m9 z. M/ R2 ]    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。
: m/ \9 }! l7 }. s
8 |; {" W; x: K: W; T0 }* y, j

3 I# _9 D7 T  r1 A- [
存在问题
0 W" W2 X' C7 m) r    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。
  ~0 p0 `+ p5 t# g8 \  a, _% ~
- a1 n6 z5 K" Q+ g! j( }% D% A$ s
/ k: `4 @' J# _; P, i- V

. _0 d" P& c0 V  K/ p. @ 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

4 [" h, [, U$ m3 [- F) S

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

8 d+ C8 ?& \. u- A% J' P- V这么好的帖子，顶一下
: Z/ A. G5 K' s" b2 @8 {; l7 P

iceshui1010

赞楼主的原创，认真学习中。。，谢谢

cupid5230

学习到了感谢分享