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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    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：
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      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；
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/ b1 ~4 l) O1 ]: x      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。
9 V" k- c" {# |4 S

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。

1 Z2 M. w+ w0 m& y+ R8 ?
实现方法
/ t* A5 q) W. P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。
  A9 W' @# f$ M; f
/ x( r# v7 J. ]
+ K* ^, x* [2 |$ ^1 W1.创建简单的仿真系统
1 ^7 k+ ]( z5 B* [: O' d& w    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。
# H9 Y: Z; ]- Q* m3 S- N. U  U
  h& C$ o, f3 ^4 Q

( I6 ^) f6 l( O. [- B
2.创建与编辑自定义元件

! [% u" F& g0 w! K+ k' z    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。

$ q  v) Y2 e3 }    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；
! l! n' u# l( ]9 o) r
    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）
- F! @# E! X) A
2 K" Q) s. b4 t3 l1 Q    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；
9 ]" c6 r' y' J3 }  y  }
9 z+ w- y) ~3 e9 o  S1 Z+ _& n6 R    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：

3 @( Q0 ~4 y3 s        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；
  T, r" E* y+ F4 bfile:///C:/Users/a/Documents/My%20Knowledge/temp/d48ab359-523f-4567-b793-723d9ea7e439.png
1 a, r2 F; C  _# x  c) d; P
3.编写脚本
- r- k3 I$ M: o1 P7 ^( h, q5 z     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.
   / y: B1 V" g0 }
3. #ENDBEGIN
   
4.     CCIN($N1,$SS)=($Scale-1)*$Current  

复制代码

( X1 B8 e# y% e3 y& T2 T& c/ f
0 M0 \* v, o, }0 d; i9 \1 X    注意，Script包含多个Segment，请确保该段代码是放在Fortran Segment中。

2 O- i) x- s2 S8 A, T    解释一下这几行代码：
" e8 M1 U4 J8 R# Z1 P, e
   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,
7 j6 O8 s: c: w+ j. l
    【如不识别该指令语句，请用IF(TIMEZERO) THEN...ENDIF:
- ]& z; T- D1 v

1.     IF(TIMEZERO) THEN
   7 f  T6 g/ d. S9 z+ W( B
2.     ENABCCIN($NA,$SS)=.TRUE.
   
3.     ENDIF
   2 l, ^# I4 d8 T8 S3 `0 W# C
4.     CCIN($NA,$SS)=$Current*$Scale

复制代码

】
% r$ R: e0 l/ \
* }1 s. F& Q+ U
+ W7 _6 p7 x+ a- Z" b4 |. @. P    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。

2 ~+ e6 g. A! X; Z- N2 b* y/ ?    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。
. f5 w$ r: a# z
* g; [; g- N/ h* G0 M4.结果
9 t+ V( Q) a, s1 o2 B* G2 o    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。
- |$ B7 b3 I: a# E3 a

! S7 h) m4 a# a5 k8 a* R4 h: N" t- c

9 Z* L0 ?$ H) v1 o存在问题
    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。

4 _/ v6 O$ J+ X; n4 L


( D+ o; T/ N" U( i 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

" x! h+ z4 r  y7 k9 m& q这么好的帖子，顶一下
( W" S1 p$ x5 S) g5 K6 V" m$ x" q

iceshui1010

赞楼主的原创，认真学习中。。，谢谢

cupid5230

学习到了感谢分享