實現ＰＳＣＡＤ電力系統仿真計算模型自動生成的軟件接口技術方案

本發明專利技術涉及電力系統仿真計算的技術領域，尤其涉及一種實現ＰＳＣＡＤ電力系統仿真計算模型自動生成的軟件接口。本發明專利技術包括用于解析地理信息數據庫的電力系統地理信息系統轉換模塊，用于解析能量管理數據庫電力系統能量管理系統轉換模塊，用于編寫ＰＳＣＡＤ仿真計算模型的圖形化仿真文件，自動生成仿真計算模型的仿真模型自動生成模塊。本發明專利技術可充分利用電力部門現有的各種數據資源，實現ＰＳＣＡＤ仿真計算模型編制的自動化，極大簡化仿真計算模型編制過程，降低模型編制難度，極大提高模型編制效率，增加模型準確度，所生成的仿真計算模型除可用于傳統的潮流計算、穩態分析外，還可用于電能質量評估、故障分析等多個領域。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電力系統仿真計算的
，尤其涉及一種實現PSCAD電力系統仿真計算模型自動生成的軟件接口。?
技術介紹
仿真計算是進行電力系統設計規劃、運行調度和事故分析所必需的重要技術手段，準確適用的仿真計算模型是進行有效仿真計算的前提和基礎。PSCAD軟件是一個用于各種電力系統設計及校核的快速、精確和易于使用的電力系統模擬器，可廣泛應用于電源質量研究、電力電子設計、分布式發電和傳輸計劃等方面的研究，是目前暫態仿真領域通用的分析工具。電網規模的不斷擴大，系統元件數量的不斷增加，仿真計算需解決問題難度的不斷加大，都增加了仿真計算模型編制的復雜程度，也對模型編制人員的專業技術提出了更高的要求。目前仿真計算模型的手工編制方式已不能適應這種新的形勢，甚至無法完成模型編制任務。目前絕大部分仿真計算模型仍是由運行人員手工編制，由于網絡規模大，元件數量多，導致模型編制工作量大，重復工作多，出錯幾率高且不易查找。同時手工編制屬于離線編制方式，不能反映實時的網絡運行狀態，所得模型時效性差、可信度不高。電力系統仿真計算還新增了包括電能質量分析評估、故障分析等多個任務，依靠電力部門運行人員完成這種模型編制是非常困難且不現實的。對上述現象，雖有類似根據網絡拓撲和元件參數來自動完成仿真計算的設計方法，但或由于仿真計算過程中使用的算法為自主開發，功能極其有限，且其可信度明顯低于PSCAD此類廣為應用的仿真計算軟件；或在生成仿真計算模型時，仍需要編制人員人工收集必需的數據，并轉換為特定的格式，同樣存在工作量大和出錯幾率高的問題。因此，若能直接從電力系統各種原始數據出發，自動生成仿真計算軟件能調用的仿真計算模型，可極大簡化模型編制過程，降低模型編制難度，提高模型準確性。可使工作人員專注于后續計算過程，提高仿真計算的效率。
技術實現思路
針對上述存在的技術問題，本專利技術的目的是提供一種實現PSCAD電力系統仿真計算模型自動生成的軟件接口，根據電力系統各種原始數據，自動生成相應PSCAD仿真計算模型的軟件接口，從而簡化仿真計算中的模型編制過程，減小模型編制的難度，提高仿真計算的效率。為達到上述目的，本專利技術采用如下的技術方案：電力系統地理信息系統轉換模塊，用于解析地理信息數據庫，提取其中的元件連接信息，形成網絡連接信息數據庫，提取電力系統元件的參數，按照仿真模型中元件模塊參數的設置要求進行相應轉換計算，形成元件參數數據庫；-->電力系統能量管理系統轉換模塊，用于解析能量管理數據庫，提取其中的實時運行數據，按照仿真模型中元件模塊參數的設置要求進行相應轉換計算，形成運行參數數據庫；仿真模型自動生成模塊，根據所述電力系統地理信息系統轉換模塊獲得的網絡連接信息、元件參數，以及所述電力系統能量管理系統轉換模塊獲得的運行參數，編寫PSCAD仿真計算模型的圖形化仿真文件，自動生成仿真計算模型。電力系統電能質量監測系統轉換模塊，用于解析暫態電能監測數據庫，提取相應的暫態電壓、電流數據，轉換為PSCAD可識別的格式；電力系統故障記錄轉換模塊，用于解析故障記錄數據庫，提取相應的故障信息，轉換為PSCAD可識別的格式。接口配置模塊，用于為生成仿真計算模型提供附加的信息，包括生成的仿真計算模型的規模和范圍、仿真計算模型的名稱和描述。所述電力系統電能質量監測系統轉換模塊和電力系統故障記錄轉換模塊，為仿真計算提供附加的信息，用以進行仿真計算模型的校準，并用于完成電能質量評估、故障分析。所述仿真模型自動生成模塊按照.psc文件的格式，編寫PSCAD仿真計算模型的圖形化仿真文件。所述接口配置模塊所提供的附加信息，通過人工輸入的方式輸入，并通過該接口配置模塊傳輸到所述仿真模型自動生成模塊，生成指定范圍的仿真計算模型。本專利技術具有以下優點和積極效果：1）本專利技術可充分利用電力部門現有的各種數據資源，實現PSCAD仿真計算模型編制的自動化，極大簡化仿真計算模型編制過程，降低模型編制難度，極大提高模型編制效率，增加模型準確度，所得模型能夠滿足多種仿真需要；2）所生成的仿真計算模型除可用于傳統的潮流計算、穩態分析外，還可用于電能質量評估、故障分析等多個領域，適用于任何需要進行電力系統仿真計算的應用場合，尤其在電力系統復雜、仿真計算軟件接口功能較弱時更能體現本專利技術解決方案的優越性。附圖說明圖1是本專利技術提供的軟件接口在仿真過程中的系統結構示意圖。圖2是本專利技術提供的軟件接口的功能模塊結構圖。圖3是PSCAD仿真計算模型的結構示意圖。具體實施方式下面以具體實施例結合附圖對本專利技術作進一步說明：如圖1?所示，軟件系統分為原始數據層1、軟件接口層2和軟件應用層3。原始數據層1包括電力系統地理信息數據庫31、電力系統能量管理數據庫32、電力系統電能質量數據庫33、電力系統故障信息數據庫34；軟件應用層3?包括了PSCAD仿真計算模型41和PSCAD仿真計算軟件42。本專利技術提供的實現PSCAD電力系統仿真計算模型自動生成的軟件接口位于圖1所示的軟件接口層2，該軟件接口層2完成三部分功能，分別為：1）從各種電力系統數據庫中-->提取仿真計算所需要的數據；2）根據解析得到的數據庫，編寫PSCAD仿真計算模型的相應文件；3）設置仿真計算模型所必需的其它附加信息。如圖2所示，電力系統地理信息系統轉換單元11提供仿真計算模型生成時需要的基本拓撲信息和元件參數信息，電力系統能量管理系統轉換單元12提供仿真計算模型生成時需要的實時運行參數信息；仿真模型自動生成單元19生成仿真計算模型；電力系統電能質量監測系統轉換單元13提供仿真計算中需要的附加暫態電能信息；電力系統故障記錄轉換單元14提供仿真計算中需要的附加故障信息；接口配置單元10用于對生成的仿真計算模型進行基本的參數設置。下面結合附圖分別對本專利技術提出的軟件接口的具體功能的實現方式進行詳細描述：圖1中軟件接口層2完成的第一部分功能是從各種電力系統數據庫中提取仿真計算所需要的數據。這些常用的數據庫有：電力系統地理信息系統數據庫31，其中含有網絡的拓撲結構信息和元件參數信息。相應的數據提取和轉換工作由電力系統地理信息系統轉換單元11完成，該單元對地理信息數據庫進行解析，獲取電網拓撲結構信息和電網組成元件的參數，這些參數可能與仿真計算模型中元件的參數設置要求不一致，因而該單元還能將提取的參數進行轉換和相應計算，得到仿真計算模型中元件所需的參數。所得到的網絡拓撲信息和元件參數信息保存在軟件接口內部的網絡連接信息及元件參數數據庫15中。其實現原理如下：電力系統地理信息系統數據庫31通常以XML文件形式提供。XML(eXtensible?Markup?Language)是由萬維網聯盟(W3E)設計，是通用標記語言SGML(Standard?General?Markup?Language)的一個子集。它提供了一種獨立于運行程序的方法來共享數據，是用來自動描述信息的一種新的標準語言，通過計算機通信把Internet的功能由信息傳遞擴大到人類其他多種多樣的活動中去。利用Matlab軟件提供的XML接口對電力系統地理信息系統數據庫進行解析：h_xml=xmlread(file_name);??????????--讀取指定的XML文件h_doc=h_xml.getDocum本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種實現ＰＳＣＡＤ電力系統仿真計算模型自動生成的軟件接口，其特征在于，包括：電力系統地理信息系統轉換模塊，用于解析地理信息數據庫，提取其中的元件連接信息，形成網絡連接信息數據庫，提取電力系統元件的參數，按照仿真模型中元件模塊參數的設置要求進行相應轉換計算，形成元件參數數據庫；電力系統能量管理系統轉換模塊，用于解析能量管理數據庫，提取其中的實時運行數據，按照仿真模型中元件模塊參數的設置要求進行相應轉換計算，形成運行參數數據庫；仿真模型自動生成模塊，根據所述電力系統地理信息系統轉換模塊獲得的網絡連接信息、元件參數，以及所述電力系統能量管理系統轉換模塊獲得的運行參數，編寫ＰＳＣＡＤ仿真計算模型的圖形化仿真文件，自動生成仿真計算模型。

【技術特征摘要】
1.一種實現PSCAD電力系統仿真計算模型自動生成的軟件接口，其特征在于，包括：電力系統地理信息系統轉換模塊，用于解析地理信息數據庫，提取其中的元件連接信息，形成網絡連接信息數據庫，提取電力系統元件的參數，按照仿真模型中元件模塊參數的設置要求進行相應轉換計算，形成元件參數數據庫；電力系統能量管理系統轉換模塊，用于解析能量管理數據庫，提取其中的實時運行數據，按照仿真模型中元件模塊參數的設置要求進行相應轉換計算，形成運行參數數據庫；仿真模型自動生成模塊，根據所述電力系統地理信息系統轉換模塊獲得的網絡連接信息、元件參數，以及所述電力系統能量管理系統轉換模塊獲得的運行參數，編寫PSCAD仿真計算模型的圖形化仿真文件，自動生成仿真計算模型。2.根據權利要求1所述的實現PSCAD電力系統仿真計算模型自動生成的軟件接口，其特征在于還包括：電力系統電能質量監測系統轉換模塊，用于解析暫態電能監測數據庫，提取相應的暫態電壓、電流數據，轉換為PSCAD可識別的格式；電力系統故障記錄轉換模塊，用于解析故障記錄數據庫，提取...

【專利技術屬性】
技術研發人員：樂健，劉開培，
申請(專利權)人：武漢大學，
類型：發明
國別省市：83[中國|武漢]