一种PSCAD仿真模型的拓扑解析方法技术

本发明专利技术提出了一种PSCAD仿真模型的拓扑解析方法。构建元件坐标解析函数，实现对PSCAD元件库中各个元件坐标的解析，通过给定基准坐标及方向，计算出元件所有外联节点的坐标；构建文件信息提取函数，读取PSCAD仿真模型文件，提取出模型中使用的元件参数和元件实际坐标；构建元件拓扑解析函数，将元件实际坐标进行汇总，并将每个坐标定义为一个节点，得出不同元件的所有外联节点所述的节点序号；将所有元件的参数信息及节点序号进行输出，获取各个元件的参数，通过节点序号得出不同元件所处的相应位置，两者相结合实现PSCAD仿真文件的拓扑解析。本发明专利技术能有效PSCAD图形化的仿真模型进行数据化，便于直接进行数据的利用。

【技术实现步骤摘要】
一种PSCAD仿真模型的拓扑解析方法
本专利技术涉及一种PSCAD仿真模型的解析方法，尤其涉及一种PSCAD仿真模型的拓扑解析方法。技术背景PSCAD仿真软件是电力系统中的专用仿真软件，通过优秀的图形化界面，用户可以利用元件库中的元件或各种自定义的元件，实现对电力系统各种领域的仿真。仿真模型搭建完成后，PSCAD仿真软件利用时域分析法来对模型进行求解，具有仿真精度高，结论准确等优点。由于PSCAD仿真软件的求解方法固定，因此若用户需要其他的求解方法来进行计算，或对其他求解方法的正确性或有效性进行验证，则无法进行直接的对比。通过对PSCAD仿真模型文件进行解析，获得其中元件的参数及拓扑结构信息，即可便利地为利用其他求解方法对模型进行验证提供数据。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种PSCAD仿真模型的拓扑解析方法。本专利技术的技术方案为一种PSCAD仿真模型的拓扑解析方法：步骤1：构建元件坐标解析函数，实现对PSCAD元件库中各个元件坐标的解析，通过给定基准坐标及方向，计算出元件所有外联节点的坐标；步骤2：构建文件信息提取函数，读取PSCAD仿真模型文件，提取出模型中使用的元件参数和元件实际坐标；步骤3：构建元件拓扑解析函数，将元件实际坐标进行汇总，并进行冗余坐标的合并，并将每个合并后的坐标集合定义为一个节点，得出不同元件的所有外联节点所述的节点序号；步骤4：将所有元件的参数信息及节点序号进行输出，获取各个元件的参数，通过节点序号得出不同元件所处的相应位置，两者相结合实现PSCAD仿真文件的拓扑解析。本专利技术的有益效果是：通过对PSCAD仿真模型的解析，获取其元件参数及拓扑结构，能够进行数据的再利用，可以方便将数据导入其他系统中进行测试。下面结合附图对本专利技术专利进一步说明。附图说明图1是本专利技术中PSCAD元件库中典型元件的基准节点、元件方向和外联节点说明图；图2是本专利技术中图1中元件进行右转90°的示意图；图3是本专利技术中简单PSCAD仿真模型的示意图；图4是本专利技术中对图3进行信息提取结果示意图；图5是本专利技术中图3中所有元件坐标的集合；图6是本专利技术的去除冗余节点的坐标集合更新框图；图7是本专利技术中图5中节点进行冗余节点去除之后的独立节点集合；图8所示为本专利技术中图3仿真模型各元件节点的标注示意图。具体实施方式对步骤1，构建元件坐标解析函数，实现对PSCAD元件库中各个元件坐标的解析，通过给定基准坐标及方向，计算出元件所有外联节点的坐标。具体实施方式如下所述。步骤1为PSCAD仿真模型拓扑解析模型的预解析步骤，其针对的是PSCAD仿真软件中自带的元件库中元件的解析。对于元件库中的元件，以一典型元件为例进行示意，其基准坐标、方向及外联节点的定义如附图1所示。由附图1可以看出，该元件有一个基准坐标，标注如圆圈所示，有三个外联坐标，标注如方框所示。根据元件属性，可以看出该元件基准坐标为(x,y)＝(162,90)，元件方向为0。计算其三个外联坐标分别为：当元件方向改变时，附图2所示为附图1中元件右转90°，通过属性可以看出，其基准坐标(x,y)仍然为(162,90)，元件方向变为1，则其三个外联坐标计算公式如下：针对元件库中的不同元件，均需要根据其基准坐标及方向，编制相应的外联坐标解析函数，其原因在于，元件的基准坐标，只是对元件在拓扑中的位置进行展示，而元件直接的相互连接，均是通过外联坐标连接在一起的，因此需要首先求取元件的所有外联坐标。对于不同的元件，及同一个元件不同方向，均需要构建不同的坐标解析函数，其目的是完成对元件实际连接节点坐标的提取，因此对每个不同的元件，其坐标解析函数并不相同，难以用一个统一的公式来表述。因此，在对元件坐标进行解析过程中，首先判断具体是什么元件，然后判断方向，然后调用相应的单独的解析函数，输出元件的节点坐标。步骤2为构建文件信息提取函数，读取PSCAD仿真模型文件，提取出模型中使用的元件参数和元件实际坐标。以附图3所示的仿真模型为例，提取出的信息如附图4所示。在附图3中，可以看出，共有电源元件、电阻元件、电感元件及接地元件，通过三根导线进行连接。可以看到，已经将图形化的拓扑程序，进行初步解析，提取出其中的元件类型、坐标和参数。步骤3为构建元件拓扑解析函数，将元件实际坐标进行汇总，并进行冗余坐标的合并，并将每个合并后的坐标集合定义为一个节点，得出不同元件的所有外联节点所述的节点序号；在附图4中，得出所有坐标的集合如图5所示。在附图3中，共有三根导线，分别将电源元件、电阻元件、电感元件和接地元件进行相连。通过导线相连的坐标，可视为一个节点，因此图5所示坐标集合，进行冗余坐标的去除，冗余坐标的去除流程如图6所示，得到独立节点如图7所示。在进行冗余坐标去除时，两个坐标具有如下情况时，可认为其相连，并视为同一个节点。(1)两个节点坐标一样；(2)两个节点通过一条直线段相连；(3)两个节点通过折线段相连；(4)两个节点具有一个变量名；在图7中，可以看出，该模型共有三个独立节点，分别命名为节点1，节点2，节点3。根据图4中各元件的坐标，可以在PSCAD仿真模型中对各元件外联节点进行坐标标注，标注结果如图8所示。具体实施如下，在图4中，可以看出电源元件(source_1)坐标为[(0,0)；(324,216)]，与图7相结合，可以看出坐标(0,0)位于节点1(第一行)中，坐标(324,216)位于节点2(第二行)中，因此source_1两端的独立节点号为[1,2]；同理，电阻元件两端的的独立节点为[2,3]，电感元件两端的独立节点为[3,1]，电源元件与电阻元件均含有独立节点2，则说明电源元件与电阻元件互相连接。步骤4为将所有元件的参数信息及节点序号进行输出，获取各个元件的参数，通过节点序号得出不同元件所处的相应位置，两者相结合实现PSCAD仿真文件的拓扑解析。通过该步骤，将图形化的仿真模型进行数据化输出，输出各元件的参数信息及节点信息，可根据用户需求，将提取的信息进行定制化的输出。本专利技术通过对PSCAD仿真模型中导线信息及元件信息的提取，并通过冗余节点的去除，保留仿真模型拓扑结构中的独立节点，然后结合元件的坐标信息，确定元件所属的独立节点序号，如果两个元件所属独立节点序号一致，则证明这两个元件相连接。本专利技术的实施，能够将PSCAD仿真模型的图形化信息进行数字化输出，便于进行数据的二次开发利用。以上实施例仅供说明本专利技术之用，而非对本专利技术的限制，有关
的技术人员，在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本专利技术的范畴之内，应由各权利要求限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PSCAD仿真模型的拓扑解析方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：构建元件坐标解析函数，实现对PSCAD元件库中各个元件坐标的解析，通过给定基准坐标及方向，计算出元件所有外联节点的坐标；/n步骤2：构建文件信息提取函数，读取PSCAD仿真模型文件，提取出模型中使用的元件参数和元件实际坐标；/n步骤3：构建元件拓扑解析函数，将元件实际坐标进行汇总，并进行冗余坐标的合并，并将每个合并后的坐标集合定义为一个节点，得出不同元件的所有外联节点所述的节点序号；/n步骤4：将所有元件的参数信息及节点序号进行输出，获取各个元件的参数，通过节点序号得出不同元件所处的相应位置，两者相结合实现PSCAD仿真文件的拓扑解析。/n

【技术特征摘要】
1.一种PSCAD仿真模型的拓扑解析方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：构建元件坐标解析函数，实现对PSCAD元件库中各个元件坐标的解析，通过给定基准坐标及方向，计算出元件所有外联节点的坐标；
步骤2：构建文件信息提取函数，读取PSCAD仿真模型文件，提取出模型中使用的元件参数和元件实际坐标；

【专利技术属性】
技术研发人员：林俊杰，闫鹤鸣，乐健，林畅，高路，宗炫君，庞辉，刘栋，赵联港，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，国网江苏省电力有限公司经济技术研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11