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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( Z  v  V9 }/ B& R( d; i    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：

      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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      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。


1 o( N% u4 j! k6 g/ i4 K5 Q, I原理
, r5 P  r6 D8 ~! ?0 N4 m. o    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。


/ [9 Z# X" |; a8 S$ X6 o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。


1.创建简单的仿真系统
" h9 Z5 A. l7 F! |    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 x7 {* q/ S9 u' A

+ i6 M3 Q* X  Q* ], B3 T5 e7 D0 F
2.创建与编辑自定义元件

- f' l5 R; E, C# 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。

: U) F  |: Z) V& J    1）在画布空白处点右键Create-Component，在右边弹出一个侧边栏；

% n% F1 I* s8 R    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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2 z# ~; c  s# v* n1 e    3）在元件上右键Edit Definition进入元件编辑；

5 w4 @3 z' C0 S' L    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）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；

    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；
/ H: l( ^# h8 }; w' m; {file:///C:/Users/a/Documents/My%20Knowledge/temp/d48ab359-523f-4567-b793-723d9ea7e439.png
$ o4 o% l6 P4 j' }" D( Q! L
3.编写脚本
8 c" z% f) E& Y/ t. H5 R     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.
   
3. #ENDBEGIN
   ! I* Y. d$ k5 w/ l: t0 h. D7 u
4.     CCIN($N1,$SS)=($Scale-1)*$Current  

复制代码

    注意，Script包含多个Segment，请确保该段代码是放在Fortran Segment中。
- i5 q# Z) O9 q4 o6 Y# t( l
    解释一下这几行代码：
5 G8 Z6 N6 j- Z- S% n# ?
/ A! O$ a2 x- |   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,
; ^. X* I# i5 P
( k" W" Q; \  l    【如不识别该指令语句，请用IF(TIMEZERO) THEN...ENDIF:
2 I& t- K7 H3 T3 c% Q

1.     IF(TIMEZERO) THEN
   + R- x: Y# d: v; w" A& F3 }
2.     ENABCCIN($NA,$SS)=.TRUE.
   " }6 r4 ]2 R4 B9 ?; V
3.     ENDIF
   
4.     CCIN($NA,$SS)=$Current*$Scale

复制代码

】

. i. y2 Z& z0 W9 E# Z6 X
$ }+ Z4 x! N" S+ 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。

* C' Z% R& ^  d' M8 f    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。

* Y7 i2 {, t- d! [0 ~, Z
: r  B) A0 c$ n) d; }
  r+ s3 a; f, W& F& q7 r存在问题
3 W6 F9 T& O. Y$ L6 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。

$ [& v* i1 E6 d! X8 H* a- _" ]


PSCAD电流放大（包含4.5、4.2版本）.rar (763.01 KB, 下载次数: 3)

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

- W% Y4 L) t# A3 l( R2 `! E( P

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

4 H2 x0 c# t4 n
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