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引言
传统的继电保护仿真方法多采用离线分析法
,
故障暂态仿真的计算结果以文件或数据列表的形式
存放供用户作保护分析
,
保护的动作行为不返回到仿
真模型中
。
由于仿真模型与保护的动作行为相分离
,
无法全面反映保护动作后对电力系统运行的影响
,
也难以对复杂运行工况下保护装置的动作行为进行
准确的评估
。
因此
,
如何实现保护动作行为与仿真模
型的信息交互
,
是进行保护动作特性分析以及保护
新原理研究中需要解决的关键技术问题
。
EMTDC
(
Electro-Magnetic Transient in DC Sys-
tem
)
是目前世界上被广泛使用的一种电力系统分析
软件
[
1
]
,
EMTDC
已发展成为既可以研究交直流电力
系统问题
,
又能够完成电力电子仿真及其非线性控制的
多功能工具
[
2-3
]
。
特别是
PSCAD
图形界面
(
GUI
)
的开发
成功
,
使得用户能更方便地使用
EMTDC
进行电力
系统仿真计算
[
4 -5
]
。
PSCAD /EMTDC
有着较为完善的
元件模型库
,
为了满足不同的应用要求
,
EMTDC
为用
户提供了自定义元件模型功能
[
6
]
,
从而增强了仿真
的灵活性
。
由于
EMTDC
自带保护模块功能较为简
单
,
保护算法单一
,
且难以实现保护内部复杂的逻辑
与时序关系
,
因此
,
在利用
PSCAD / EMTDC
平台进
行继电保护仿真时
,
采用软件编程形式构造保护模块
较为实用
。
本文以一电力系统实际网络模型为原型
,
利用自
定义模块功能构造了数字化继电保护装置模型
,
以
对保护装置动作行为的影响进行评估
。
文中重点介
绍了数字化继电保护装置模型与
PSCAD / EMTDC
的
接口实现方法
。
1 PSCAD / EMTDC
与
C
语言接口的原理
PSCAD / EMTDC
允许用户自定义仿真模块
,
并
提供了
Fortran
、
C
和
Matlab 3
种语言给用户进行自
定义模块功能程序的编程
[
7
]
。
PSCAD / EMTDC
是在
Fortran
语言上实现的
,
因而
Fortran
的内嵌性能好
,
用
Fortran
语言编写源代码运行效率高
,
但
Fortran
语言
的格式限制较多
,
用户编写大型程序时往往会感觉不
方便
,
且程序出错后所给出的错误信息不明确
,
使得
调试难度增加
。
Matlab
是集数值计算
、
符号运算及图
形处理等强大功能于一体的科学计算语言
,
但相对于
直接用
Fortran
或者
C
语言编写源代 码而言
,
调用
Matlab
运行的效率则很低
[
8
]
。
C
语言具有功能丰富
、
表达能力强
、
目标程序效率高
、
可移植性好等优点
,
且在微机继电保护中得到了广泛应用
,
因此选择
C
语
言作为
PSCAD / EMTDC
用户自定义模块
——
—
数字
化继电保护模型的开发语言是适宜的
。
但
PSCAD /
EMTDC
目前不直接支持
C
语言
,
用户编制好的
C
语
言源代码必须经过一系列人为的编译连接工序后才
能为
EMTDC
使用
。
1.1 Fortran
与
C
语言中数据类型的对比
目前
,
PSCAD / EMTDC
提供了
4
类公用数组作
为与用户程序的接口部分
,
分别是
STORI
、
STORF
、
STORL
和
STORC
,
它们分别用于与用户自定义程序
之间传递整型数
、
浮点数
、
逻辑量和复数型数据
[
9
]
,
如表
1
所示
。
从表
1
的对应关系看出
,
PSCAD / EMTDC
程序
与
C
语言进行接口时
,
整型变量
、
实型变量能相互对
应
;
PSCAD / EMTDC
中的复型变量在
C
语言中无直
PSCAD/EMTDC
程序与继电保护仿真
模 型 接 口 技 术 及 应 用
肖 异
,
尹项根
,
张 哲
,
陈德树
(
华中科技大学 电气与电子工程学院
,
湖北 武汉
430074
)
摘要
:
介绍了
PSCAD /EMTDC
程序与
C
语言接口技术的原理
,
并以
PSCAD / EMTDC V3.0.8
仿真平
台为例
,
用
C
语言建立了完整的数字化继电保护装置模型
,
包含了保护装置及重合闸的主要配置
与主要环节
,
运用
PSCAD /EMTDC
程序与
C
语言的接口技术建立了串补电网故障暂态行为与继电
保护装置
、
重合闸装置动作行为的闭环动态仿真系统
,
用于可控串补电网继电保护的暂态动作行
为研究
。
仿真结果表明
,
通过
PSCAD /EMTDC
程序与
C
语言接口能正确地完成继电保护装置模型
与电网一次模型之间的动态闭环控制
,
实现保护动作行为与仿真程序的信息交互
。
关键词
:
电力系统仿真
;
PSCAD / EMTDC
;
C
语言
;
接口
中图分类号
:
TM743
文献标识码
:
A
文章编号
:
1006 - 6047
(
2006
)
11- 0067- 04
收稿日期
:
2006 - 01 - 16
;
修回日期
:
2006 - 03- 24
电 力 自 动 化 设 备
Electric Power Automation Equipment
Vol.26 No.11
Nov.2006
第
26
卷第
11
期
2006
年
11
月