1、PSCAD用用户户自定自定义义模模型型武武汉汉大学大学电电气工程学气工程学院院乐乐 健健2012.06PSCAD用户自定义模型第 2 页主要内主要内容容一、元件的一、元件的创创建、管理与建、管理与调调用用二、二、组组件的件的创创建、管理与建、管理与调调用用三、模型的三、模型的图图形部形部分分四、模型的四、模型的输输入参数部入参数部分分五、元件的代五、元件的代码码部部分分六、多六、多实实例化例化组组件件 (MIM)技技术术PSCAD用户自定义模型第 3 页一、元件的一、元件的创创建、管理与建、管理与调调用用元件的元件的创创建建元件引脚分元件引脚分布布不可不可选选中中PSCAD用户自定义模型依次依
2、次输输入各引脚入各引脚的的名称和描名称和描述述第 4 页！名称必！名称必须须遵遵守守Fortran的的规规则则引引脚脚类类型型：数数据据输输入入；数数据据输输出出；电电气引脚气引脚。PSCAD用户自定义模型引脚数据引脚数据类类型型：逻辑变逻辑变量量；整型整型；实实数型数型。！仅对仅对引脚引脚为为数数据据类类型型时时有有效效电电气引脚的气引脚的类类型型：固定型固定型；可移除型可移除型；开关型开关型；接地型接地型。该该引脚的引脚的维维数数第 5 页PSCAD用户自定义模型第 6 页固定型固定型(缺省缺省)：最常用的：最常用的电电气引脚气引脚类类型。代表型。代表简单简单的的电电气气节节点。如存在疑点
3、。如存在疑问时问时尽量尽量选择该类选择该类型型。可移除型可移除型：可：可由由PSCAD移除的移除的电电气气节节点。例点。例如如RLC串串联联电电路可由路可由PSCAD等效等效为单为单一阻抗元件，从而移一阻抗元件，从而移除除2个个 电电气气节节点。主要是从提高仿真点。主要是从提高仿真计计算效率出算效率出发发。开关型开关型：若：若该节该节点点为为某个开关支路的一部分某个开关支路的一部分应选择该应选择该类类型。型。选择该类选择该类型后可提型后可提高高PSCAD仿真仿真过过程中的矩程中的矩阵阵解解耦耦效率，效率，进进而提高仿真速度而提高仿真速度。接地型接地型：该电该电气气节节点接地点接地时选时选用用。
4、PSCAD用户自定义模型创创建完成后的外建完成后的外观观相相应应的的该该元件出元件出现现在所在所属属项项目的定目的定义义部分内部分内。第 7 页右右键键菜菜单单PSCAD用户自定义模型编辑编辑元件的名称和描元件的名称和描述述第 8 页PSCAD用户自定义模型修改元件定修改元件定义义第 9 页PSCAD用户自定义模型元件外元件外观编辑页观编辑页面面元件参数元件参数输输入入编辑页编辑页面面元件代元件代码编辑页码编辑页面面第 10 页PSCAD用户自定义模型创创建用建用户户元件元件库库可方便在任何可方便在任何Case内使用用内使用用户户自定自定义义元件元件。用用户户元件元件库库的的创创建与管建与管理
5、理第 11 页PSCAD用户自定义模型但但在在加加载载包包含含了了用用户户自自定定义义元元件件的的Case之之前前，必必须须先先加加载载包包含含该该元元件件的的元元件件库库，即即使使是是后后加加载载也也会出会出错错。！X4版本中元件版本中元件库库加加载载路径及名称不能具有中文路径及名称不能具有中文。第 12 页PSCAD用户自定义模型其后可逐步添加用其后可逐步添加用户户自定自定义义元件元件，并可按照并可按照master lib的方式的方式进进行行分分组组，方便，方便调调用用。第 13 页PSCAD用户自定义模型Component的定的定义义可在源可在源（master lib，user lib和
6、和user case）与目与目标标（user lib和和user case）之）之间间复制。方法有两种：复制。方法有两种：一一是是采用采用针针对对definition的的copyphase definition的方法；一的方法；一种种是采是采用用针针对对definition的的export asimport definition方法方法。！当目！当目标标位置具有同位置具有同名名定定义时义时，PSCAD会会提示用提示用户户更更名名第 14 页PSCAD用户自定义模型.pscx文文件件第 15 页PSCAD用户自定义模型第 16 页元件可来自三个元件可来自三个对对象象，master lib、use
7、r lib和和user case。调调用用元件的方法有两种：一种是元件的方法有两种：一种是针针对对definition；一种是；一种是针针对对 instance。无。无论论哪种方法，均不会引起定哪种方法，均不会引起定义义的复制的复制。针对针对definition的方法需采的方法需采用用create instancephase的操作的操作；针对针对instance的方法需采的方法需采用用copyphase的操作的操作。元件的元件的调调用用PSCAD用户自定义模型第 17 页PSCAD用户自定义模型这这两种方法适用于在有画布的两种方法适用于在有画布的目目标标内内对对任意来源元件的任意来源元件的调调
8、用用。第 18 页PSCAD用户自定义模型这这两种方法只适用于在有画布的目两种方法只适用于在有画布的目标标内内对对主元件主元件库库元件的元件的调调用用。第 19 页PSCAD用户自定义模型画布内画布内ctrl+鼠鼠标标右右键键第 20 页该该方法适用于在有画布的目方法适用于在有画布的目标标内内对对主元件主元件库库和和user lib内元件的内元件的调调用用。PSCAD用户自定义模型元件可随元件可随时时更改定更改定义链义链接。即可根据需要接。即可根据需要链链接接至至master lib已加已加载载的的user lib和和user case中的同名定中的同名定义义。第 21 页PSCAD用户自定义
9、模型元件也可随元件也可随时时更改定更改定义义。只需指定定。只需指定定义义的名称和定的名称和定义义的来源的来源。尽量不采用尽量不采用该该方法来方法来调调用元件用元件。第 22 页PSCAD用户自定义模型二、二、组组件的件的创创建、管理与建、管理与调调用用典型的典型的PSCAD仿真模型可分仿真模型可分为为三个部分：三个部分：主回路部分主回路部分；控制部分；控制部分；显显示示输输出部分出部分。因此，。因此，较较复复杂杂的仿真模型的仿真模型宜宜采用采用组组件分件分层层式（分式（分页页面式）建模方法面式）建模方法。主回路部主回路部分分第 23 页控制部控制部分分显显示示输输出部出部分分PSCAD模模型型
10、PSCAD用户自定义模型组组件的件的创创建建方法方法1第 24 页PSCAD用户自定义模型名名称称用于用于显显示的示的组组件件说说明明组组件的件的连连接端接端子子必必须选须选中中第 25 页PSCAD用户自定义模型该组该组件的内部件的内部页页面面设设置置第 26 页建立完成后建立完成后，PSCAD将将自自动动加入一个定加入一个定义义，并并在当前画布内在当前画布内创创建一建一个个该组该组件的件的实实例例。PSCAD用户自定义模型点点击击“Module”后，后，PSCAD将自将自动动加入一个名加入一个名为为“untitiled”的的组组件定件定义义，后，后续续的更名、添加的更名、添加连连接端子和参
11、数接端子和参数输输入界面入界面 设设等工作必等工作必须须手手动动完成。同完成。同时时PSCAD不会不会创创建相建相应应的的组组件件实实例。例。第 27 页组组件的件的创创建建方法方法2PSCAD用户自定义模型第 28 页一般情况下，一般情况下，组组件模型不需要定件模型不需要定义连义连接端子，此接端子，此时组时组件模型件模型与外部模型与外部模型间间的信号的信号传递传递可采可采用用wireless connection 元件的无元件的无线传输线传输方式完成；也可定方式完成；也可定义连义连接端子接端子，此此时应时应采用采用Import和和Export元件的硬元件的硬连连接接线线方式；也可采用方式；也
12、可采用设计输设计输入界面的方入界面的方式，式，结结合合Import元件元件进进行行连连接；当需要接；当需要进进行行电电气信号气信号连连接接时时必必须须采用采用Xnode端子的硬端子的硬连连接接线线方式。方式。组组件的信号件的信号传传递递PSCAD用户自定义模型第 29主主页页面面内内由主由主页页面面发发送至控制送至控制页页面面内内无无线连线连接接控制控制页页面面内内页PSCAD用户自定义模型Ctrlsystem 画画布布无无连连接端子定接端子定义义Main 画画布布第 30 页PSCAD用户自定义模型用用户组户组件外件外观观硬硬连连接接线连线连接接与与Main的的连连接接用用户组户组件件内部内
13、部连连接接与与连连接端子的接端子的变变量量名称要一名称要一致致第 31 页PSCAD用户自定义模型第 32 页采用采用Import和和Export元件元件进进行信号行信号传递传递。Import和和Export元件不可放置元件不可放置于于Main组组件件内内在在同同一一组组件件内内只只能能有有一一个个Import或或Export元元件件的的实实例例。如如果果希希望望在在同同一一组组件件内内多多次次引引用用Import端端子子的的变变量量，可可直接使用具有直接使用具有该变该变量名的量名的DataLabel元件元件。PSCAD用户自定义模型设计输设计输入参数的方入参数的方式式该该种方法只支持种方法只
14、支持组组件的数据件的数据输输入，入，对对于数据于数据输输出必出必须须采用采用Export元件或无元件或无线连线连接方式接方式。第 33 页PSCAD用户自定义模型电电气信号气信号连连接接电电气信号气信号连连接只能采用硬接只能采用硬连连接接线线的方式的方式。Main组组件内件内连连接接用用户组户组件外件外观观需申明需申明为为电电气气连连接端接端子子用用户户模模块块内内部部采用采用XNode端子端子连连接接名称要一名称要一致致第 34 页PSCAD用户自定义模型第 35 页XNode不可放置不可放置于于Main组组件件内内对对同一个端子同一个端子连连接而言，在同一接而言，在同一组组件内只能有一件内
15、只能有一个个XNode的的实实例例。XNode在在组组件内部不可直接件内部不可直接连连接接至至GND，但可以在相但可以在相应应的的组组件端子外部件端子外部连连接接至至GND。PSCAD用户自定义模型在在X4版本中，版本中，组组件模型和元件模型一件模型和元件模型一样样，也可，也可设计设计参数参数输输入界面，此入界面，此时时需采需采用用Import元件引入元件引入输输入参数入参数。组组件件输输入参数的引入参数的引用用第 36 页PSCAD用户自定义模型Main组组件的件的输输入参数：在入参数：在X4版本中，版本中，Main组组件也可件也可设设计计输输入参数界面，所提供的参数被称入参数界面，所提供的
16、参数被称为为全局替全局替换换参参数数（Global Substitutions）1.全局替全局替换换参数的新增和参数的新增和编编辑辑第 37 页PSCAD用户自定义模型第 38 页PSCAD用户自定义模型2.全局替全局替换换参数参数值值的的设设置置第 39 页PSCAD用户自定义模型第 40 页3.全局替全局替换换参数的引用。全局替参数的引用。全局替换换参数的参数的值值可在可在该项该项目目的的任何任何组组件和元件的件和元件的输输入参数中入参数中进进行引用。引用行引用。引用语语法法为为：$()PSCAD用户自定义模型第 41 页组组件的件的调调用宜采用用宜采用针针对对definition的方法，
17、可先将的方法，可先将组组件的定件的定义义复制至用复制至用户户case的定的定义义中，即采用中，即采用create instancephase的的操操作。尽量避免采用作。尽量避免采用针对组针对组件件instance的的copyphase操作操作。在在X4版本中采用版本中采用了了MMI技技术术，在同一个用，在同一个用户户case内可内可对对同同一一个个module定定义进义进行多次行多次实实例化例化。X4提提供供了了对对module进进行行加加锁锁和和解解锁锁的的功功能能。可可防防止止其其他他用用户户查查看看module的的内内容容。解解锁锁时时需需提提供供加加锁锁时时输输入入的的密密码码。（未未
18、提供提供该该菜菜单单。）组组件的件的调调用与管用与管理理PSCAD用户自定义模型第 42 页PSCAD用户自定义模型第 43 页Module的定的定义义可在源可在源（master lib，user lib和和user case）与与目目标标（user lib和和user case）之）之间间复制。方法有两种：复制。方法有两种：一一是是采用采用针针对对definition的的copy with dependencesphase definition的方法；一种是采用的方法；一种是采用针对针对definition的的export as import definition方法方法。Module定定义
19、义的复制将完全按照原有定的复制将完全按照原有定义义的的层层次、画布布置次、画布布置和和元元件件调调用，也即当复制包含其用，也即当复制包含其他他module的的module时时，这这些些子子 Module的定的定义义也会一起被复制也会一起被复制，而，而component复制的是复制的是实实例例，因此因此component的定的定义义不会被复制不会被复制。当目当目标标位置具有同位置具有同名名module定定义时义时，PSCAD会提示更名。会提示更名。对对于具有子于具有子module的的module定定义义复制复制时时，子，子module重名也重名也会会 被被提示更名提示更名。PSCAD用户自定义模
20、型第 44 页PSCAD用户自定义模型特特别别注意的是在同一个注意的是在同一个项项目内目内进进行行组组件的复制。此件的复制。此时时必然必然会会出出现现两个同名的两个同名的组组件件，PSCAD将会提示用将会提示用户户更名。若更名。若该组该组件件内包含了子内包含了子组组件，件，该该子子组组件也会被提示更名。但若件也会被提示更名。但若进进行行该该组组件件实实例化例化时时，该组该组件内的子件内的子组组件仍然会采用原来的子件仍然会采用原来的子组组件件定定义义，需要，需要进进行人工的定行人工的定义义重重链链接接。复制前复制前：define Adefine B复制后复制后：define Adefine Bd
21、efine A_1 define B_1实实例例化化需手需手动动重重链链接至接至B_1第 45 页PSCAD用户自定义模型三、模型的三、模型的图图形部形部分分提供了一个提供了一个简单简单的画的画图图工具，使得用工具，使得用户户可自行可自行绘绘制模型外制模型外观观第 46 页PSCAD用户自定义模型几种基本的形几种基本的形状状加入文加入文字字加入加入连结连结端端子子设设置置绘图对绘图对象的属象的属性性显显示示/隐隐藏各种藏各种对对象象第 47 页PSCAD用户自定义模型将文本将文本对对象象链链接至接至输输入参数。入参数。可可图图形化形化实时显实时显示示该输该输入参入参数数的的设设置置值值。只需要
22、在文本。只需要在文本对对象象的的Text属性框内属性框内输输入入该输该输入入参参数数对应对应的符号名称的符号名称（symbol name），），并加上前并加上前缀缀%同同时时显显示参数示参数值值和和对应对应的的单单位；加位；加上上$只只显显示参数示参数值值。第 48 页PSCAD用户自定义模型第 49 页四、元件的四、元件的输输入参数部入参数部分分1.1.输输入界面入界面设设计计2.2.单单位系位系统统3.3.条件表达式、条件表达式、层层和和过滤过滤器器PSCAD用户自定义模型4.1 输输入界面入界面设设计计第 50 页PSCAD用户自定义模型第 51 页每个用每个用户户界面称界面称为为一一个
23、个Category，类类似于似于书书中的每中的每页页；多多个个Category的的组织类组织类似于一本似于一本书书。可。可调调整整category之之间间的的次序次序。当用当用户创户创建一个模型建一个模型时时，PSCAD将自将自动创动创建一个建一个“General”Category，并并带带有一个名有一个名为为“Name”的的输输入参数入参数。在在X4版本中，版本中，组组件和元件一件和元件一样样，也可以，也可以设设计计Category。在在X4版本中版本中，Main组组件也可件也可设计设计Category，其名称，其名称为为“Global Substitutions”，其其输输入参数将作入参数
24、将作为为全局替全局替换变换变量量。PSCAD用户自定义模型新增新增类类别别类别图类别图形属形属性性类别测类别测试试类别间类别间次序次序调调整整删删除除类类别别树树形形组组织织第 52 页PSCAD用户自定义模型类别类别名名称称类别类别条件表达条件表达式式按按组别查组别查看看该该类别类别中的元中的元素素按字母按字母顺顺序序查查看看该类别该类别中的元中的元素素元素元素显显示示为为symbol或或description name第 53 页新增元新增元素素PSCAD用户自定义模型开关型开关型选选择择实实型数型数输输入入文本文本输输入入单项选单项选择择表格形式表格形式输输入入整型数整型数输输入入第 5
25、4 页PSCAD用户自定义模型文本文本输输入：入：主要用于增加描述性注主要用于增加描述性注释释，或定，或定义义信号用作元信号用作元件件内部的内部的输输出出变变量量。描述文字，作描述文字，作为为其可其可见见部部分分变变量名，代量名，代码码部分所引部分所引用用 缺省缺省值值所属所属组标识组标识提示文字帮提示文字帮助模式助模式正正则则表达表达式式错误错误提示消提示消息息条件表达条件表达式式第 55 页PSCAD用户自定义模型第 56 页定定义义内部内部输输出出变变量量PSCAD用户自定义模型开关型开关型输输入入：用于用于设设置置是是/否或者否或者开开/关关。使能使能时显时显示文本，示文本，变变量取量
26、取值值TRUE禁止禁止时显时显示文本，示文本，变变量取量取值值FALSE第 57 页PSCAD用户自定义模型整型、整型、实实型数型数输输入：入：用于向元件内部用于向元件内部输输入数入数值值或信号或信号。缺省缺省单单位位最小最小值值最大最大值值数据数据类类型型第 58 页PSCAD用户自定义模型第 59 页Data types：1.Literal:文本型。文本型。该类该类型型仅仅接受固定的数字接受固定的数字值值。如如23.4。该类该类型的型的值值在在编译时进编译时进行定行定义义，在仿真，在仿真过过程中不程中不变变。2.Constant:常量型。常量型。该类该类型型仅仅接受固定接受固定值值。但是可
27、接受信。但是可接受信号名称作号名称作为为其其输输入入值值，该该信号信号值值也必也必须须是固定的。是固定的。该类该类型的型的值值在在编译时进编译时进行定行定义义，在仿真，在仿真过过程中不程中不变变。3.Variable:变变量型。可接受数字量型。可接受数字值值和信号名称，和信号名称，输输入入值值可可以固定，也可以在仿真以固定，也可以在仿真过过程中程中变变化化。PSCAD用户自定义模型第 60 页PSCAD用户自定义模型单选项输单选项输入：入：用于向元件内部用于向元件内部输输入枚入枚举变举变量。使得用量。使得用户户可可根根据据选择项设选择项设置不同条件置不同条件。下拉列表下拉列表编编辑辑代代码码内
28、内变变量量的的取取值值为为对对应应选选项项的整数的整数值值。第 61 页PSCAD用户自定义模型第 62 页PSCAD用户自定义模型表格表格输输入：入：特特别设计别设计用于以矢量或矩用于以矢量或矩阵阵形式形式输输入数据入数据。数据数据类类型：整型或型：整型或实实型型小数点后位数，最小数点后位数，最大大6位，位，-1为为任任意意编辑编辑列列编辑编辑行行第 63 页PSCAD用户自定义模型设计设计完成的参数完成的参数输输入界入界面面按字母按字母顺顺序序查查看看该类别该类别中的元中的元素素属性属性查查看：所有看：所有类别类别中中的的输输入入域域全部恢复全部恢复为为缺省缺省值值按按组别查组别查看看该该
29、类别类别中的元中的元素素第 64 页PSCAD用户自定义模型第 65 页4.2 单单位系位系统统取决于取决于输输入至入至该该特定特定输输入参数的入参数的单单位和所定位和所定义义的缺省的缺省单单位位，元件的参数元件的参数单单位位执执行有限的行有限的变换变换和和缩缩放。放。单单位系位系统统包括包括基基 本的本的时间时间、长长度、重量和速度（平移和旋度、重量和速度（平移和旋转转）单单位，以位，以及及 电电气气单单位，如位，如电压电压、电电流和功率流和功率。使能使能单单位系位系统统PSCAD用户自定义模型第 66 页单单位位仅仅能能在在模模型型（元元件件和和组组件件）的的输输入入参参数数域域内内输输入
30、入，并并且且只只能能与与文文本本型型输输入入数数据据进进行行关关联联。即即单单位位不不能能在在变变量量型型或或全全局局替替换换变变量量输输入入域域内内输输入入。所所有有输输入入的的单单位位必必须须与与输输入入数数值值间间以至少一个空格分开，并用以至少一个空格分开，并用“”包包围围。PSCAD用户自定义模型基本基本单单位：即能位：即能为单为单位系位系统统所所识别识别的所有的所有单单位。在位。在输输入入域域 内也可不内也可不输输入入单单位，此位，此时时系系统统默默认该输认该输入参数入参数为为缺省缺省单单位位。除少数几个外的其它基本除少数几个外的其它基本单单位均遵循国位均遵循国际单际单位系位系统统(
31、SI)。所所有有单单位符号的位符号的输输入均入均为为大小写敏感大小写敏感。第 67 页PSCAD用户自定义模型第 68 页PSCAD用户自定义模型单单位位前前缀缀：单单位位系系统统使使用用部部分分SI前前缀缀来来进进行行对对基基本本单单位位的的缩缩放放。前前缀缀必必须须位位于于有有效效的的基基本本单单位位之之前前，并并可可插插入入复复合合单单位中的任意位置。符号也是大小写敏感位中的任意位置。符号也是大小写敏感。第 69 页PSCAD用户自定义模型单单位位转换转换：单单位系位系统统具有将某个具有将某个单单位位转换为转换为另一种另一种单单位位的的 能力，例如公制和英制的能力，例如公制和英制的转换转
32、换。也可以是。也可以是类类似于弧度和似于弧度和度度 之之间间的形式上的的形式上的转换转换。进进行行单单位形式上的位形式上的转换转换要求要求发发生生于于 同一个基本同一个基本单单位位类类型之内，例如型之内，例如长长度之度之间间从米从米转换为转换为英尺英尺。复合复合单单位：位：单单位系位系统统能能识识别别“”内的三种内的三种类类型的算型的算术术运运算符号，以将算符号，以将单单位位进进行行组组合。三种运算符合。三种运算符为为“*”乘；乘；“/”除；除；“”指数指数。几个基本几个基本规则规则：（1）输输入域内入域内单单位的算位的算术术运算符的次序必运算符的次序必须须和缺省和缺省单单位的完全相同位的完全
33、相同。第 70 页PSCAD用户自定义模型（2）输输入域内入域内单单位的算位的算术术运算符的数目必运算符的数目必须须和缺省和缺省单单位位的的完全相同完全相同。（3）每个复合）每个复合单单位位仅仅允允许许使用一个除号使用一个除号。单单位位转换结转换结果确果确认认。可通。可通过该过该模型模型实实例的参数例的参数输输入界面入界面中中的属性的属性查查看来看来查查看看输输入的数入的数值值和和进进行行单单位位转换转换后的数后的数值值。第 71 页PSCAD用户自定义模型第 72 页4.3 条件表达式、条件表达式、层层和和过滤过滤器器1.条条件件表表达达式式。在在模模型型的的显显示示图图形形中中的的每每个个对对象象和和输输入入参参数数界界面面中中的的每每个个对对象象均均具具有有“条条件件表表达达式式”的的输输入入域域。在在该该输输入入域域中中，用用户户可可添添加加表表达达式式，以以根根据据表表达达式式的
