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。
/ }  n. S4 L/ D8 {2 g/ ]
& ]  o: }0 M7 v+ s6 Y& Q
6 h" y) Z. q( a/ `% K5 y: T/ ^    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。
& j, b- |; L: \
    开此贴目的有三：

. L! g  S9 n, `      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。

! X+ Z% X3 t, z
9 ~8 g3 ?" X- L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。


0 X. I# ~% Q0 B; V& I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。
" p5 D0 ?/ G0 y/ h* ?$ x

, U3 H( k- q7 m( o& Y9 q1.创建简单的仿真系统
1 _/ U3 ^; m  P1 ~1 D2 k    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。
4 {; h& p- Y$ a
7 `. A, ?" W: A& @$ {7 G7 q

. O% H  m( j/ V; e! _; P
' d/ x  g% U# u, T( ?, \6 _* I4 i2.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。

$ w, H3 Q' f0 E: g! J1 s    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；

    3）在元件上右键Edit Definition进入元件编辑；
4 h8 y' X; E  V+ \: 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；

/ P. l+ {- f* J% y1 a, s    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：
# @' z% S" M: a2 \
) o& l- [; }" u        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；
; \' z/ {# N1 y, {- g1 w        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；
& r# s% v. r# q# K5 F* C: afile:///C:/Users/a/Documents/My%20Knowledge/temp/d48ab359-523f-4567-b793-723d9ea7e439.png

0 R, v' X4 s% T( I( `3.编写脚本
+ C: O) A4 b& ~5 h; b     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：
  \7 d( O( ?$ [2 H8 i: p
$ Q, ?) ]" J% o% |8 |4 [) h

1. #BEGIN
   % {3 ~2 h, F+ _( u
2.     ENABCCIN($N1,$SS)=.TRUE.
   
3. #ENDBEGIN
   : O( w9 J! W  }# S/ }5 y: n
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。
& t* u5 ~2 ^+ n
    解释一下这几行代码：

0 S! |' U: w3 R9 `) B( I, }   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,
( H! x9 z8 N; ]0 S- P
    【如不识别该指令语句，请用IF(TIMEZERO) THEN...ENDIF:
. \/ O; x8 j$ L; |: Z% w

1.     IF(TIMEZERO) THEN
   
2.     ENABCCIN($NA,$SS)=.TRUE.
   # u( W# {9 x# V. H' ?, _
3.     ENDIF
   4 h" ]1 t. J- s1 F
4.     CCIN($NA,$SS)=$Current*$Scale

复制代码

】

  x% I$ E( M5 H# A+ o* b
    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。
9 w* M8 o3 k) f+ m0 p
$ w; Z+ M! T9 A  P, L  E    3）CCIN($NA,$SS)=($Scale-1)*$Current
( |: C0 n9 E. p% p! [    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。
6 k* Y7 q, O# }

' t, Z7 q2 t; Z7 U: K
5 c3 Y' E2 h2 }% T: W) r9 U
存在问题
5 Q  u" R! q' H5 W7 @- \5 ?+ U0 m    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。
) U: y; p  Y9 y, F/ T    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。

  N  l9 N- b/ e0 x2 q
+ R$ q6 Q7 }: r9 r: b

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

这么好的帖子，顶一下
1 D( M1 c5 U5 {: G& C- u

iceshui1010

赞楼主的原创，认真学习中。。，谢谢

cupid5230

学习到了感谢分享