一种psasp数据模型转换为rscad数据模型的方法
【专利摘要】一种PSASP数据模型转换为RSCAD数据模型的方法，它实现PSASP机电暂态数据自动转换为RSCAD电磁暂态模型，进而实现对大规模交直流电力系统进行高效准确仿真分析的目的。避免了人工在RSCAD建模时参数转换、数据录入的繁重工作，提高了RTDS实时数字仿真的效率和准确率；本方法操作简单，可灵活的选取所需转换的网络和模型，转换的结果实现了元件之间复杂拓扑结构的连接；采用了基于力导向模型的数据图形可视化方法进行自动布局，布局采用双层布局方法，避免了母线直接相连所造成的复杂拓扑结构，极大的方便了后续处理。
【专利说明】
一种PSASP数据模型转换为RSCAD数据模型的方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及电力系统仿真软件领域，特别涉及一种PSASP到RSCAD数据和模型的自动转换方法。
【背景技术】
[0002]随着计算机硬件技术和通信技术的发展，电力系统数字仿真取得了突破性进展，功能强大的数字仿真软件相继出现。同时FACTS控制器、直流输电控制器、继电保护装置和安全稳定监控设备广泛用于交直流互联电网，这些控制系统要通过实时仿真进行试验验证后，才能投入实际电网运行。因此，自动装置的试验和检测必然要求实时仿真。RTDS是我国电力管理和研究部门采用的实时数字电磁暂态仿真系统，该系统采用并行处理计算系统，建模方便，具有良好的可扩展性和兼容性，可用于各种控制或继电保护装置的实验。RTDS仿真计算的模型主要在图形化界面的RSCAD中完成。
[0003]在我国交流系统的仿真一般在机电暂态PSASP、BPA、PSS/E环境下进行，所有电网数据都是以这三种软件方式储存，这些数据在RTDS中是无法直接使用的。当前RTDS已经可以兼容BPA软件数据，也有学者研究出了PSS/E和BPA之间的数据转换。但是对于PSASP中的机电暂态数据无法直接转换成RTDS计算用模型，缺乏成熟的转换方案或方法。通常的做法是根据机电暂态数据文件进行人工解析后再RSCAD中手动重新建模。对于大规模电网而言，数据繁冗且拓扑结构，手动建模工作量大、容易出错，建模效率低。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是提供一种PSASP数据模型转换为RSCAD数据模型的方法，它实现PSASP机电暂态数据自动转换为RSCAD电磁暂态模型，进而实现对大规模交直流电力系统进行高效准确仿真分析的目的。
[0005]本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，具体步骤如下:
[0006]I)读取PSASP软件中待转换元件的静态元件数据和动态参数，获取元件的连接信息和元件的参数信息；
[0007]2)对步骤I)中获取的数据进行解析，按照数据组和变电站、发电厂实现对元件的分层和网络模块化；
[0008]3)根据需求选择检索方式，确定需转换的模块和母线；
[0009]4)采用力导向布局法实现所选模块的自动布局、确定各模块的位置信息和拓扑连接关系;
[0010]5)实现模块内部母线的位置信息，通过母线检索出负荷、发电机、输电线的位置并通过母线构成拓扑连接关系；
[0011 ] 6)生成RSCAD的传输线文件，完成转换。
[0012]进一步，步骤I)中所述读取的静态元件数据和动态参数的文件为MYSQL格式，静态元件数据包括区域号、节点名、变电站、发电厂、变压器、母线、发电机及其控制器、负荷、并联电抗器、串联电抗器、并联电容器、串联电容器、直流线、开关的拓扑连接关系和元器件参数;动态参数包括发电机的公用参数、调速器、调压器、PSS、负荷、FACTS、直流输电模型的参数组信息。
[0013]进一步，步骤2)中采用C#语言对MYSQL格式的数据进行解析，将归属于同一个变电站或者发电站的元件进行模块化，以RSCAD中不同颜色和大小的框表示一个模块，模块内层包含厂站所有信息，模块之间的拓扑连接为Tline交流线进行连接，生成格式为.tlb的Tline文件。
[0014]进一步，步骤3)中根据实际仿真需求，在交互式人机界面上选择数据组和检索方式，确定所需转换的模块和母线，并在界面上根据选择模块的数量设置RSCAD页面大小和转换输出文件的储存位置。
[0015]进一步，对于PSASP和RSCAD中模型不对应的调速器、调压器、PSS元件，采用RRSCAD元件库中的控制元件搭建相对应的模型，形成自定义模型库。
[00? 6] 进一步，步骤4)中力导向布局法采用基于arbor.js可视化数据图形的JavaScript框架，其算法为力导向布局算法，具体包括:
[0017]4-1)拓扑分析、检索出下一级模块；
[0018]选定检索方式与转换网络后，根据获取得到的拓扑信息，自动检索出下一级模块和模块内部的元件数据；
[0019]4-2)实现外层模块的布局
[0020]布局方法包括两层布局，外层模块的布局，模块内部元件的布局;外层布局采用力导向布局方法，确定模块的位置信息，模块之间连接的交流线采用Tline模型交流线；
[0021]4-3)实现内层元件的布局
[0022]模块内层元件采用三相元件，首先实现母线的排列，一个电压等级的母线有三相一共三条，首相将PSASP中有连接线连接的同电压等级的母线合并;首先固定母线起点位置时，搜索对应母线上的模型，依次来自动计算母线的长度;母线长度及位置固定后，搜索对应母线上的模型元件，实现其与母线的电气连接。
[0023]进一步，步骤6)中生成的RSCAD传输线文件，其格式为.TLB，最后输出一个文件夹，包含多个.TLB格式的Tl ine文件和一个.dft格式文件。
[0024]由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点:
[0025](I)避免了人工在RSCAD建模时参数转换、数据录入的繁重工作，提高了RTDS实时数字仿真的效率和准确率；
[0026](2)本方法操作简单，可灵活的选取所需转换的网络和模型，转换的结果实现了元件之间复杂拓扑结构的连接；
[0027](3)采用了基于力导向模型的数据图形可视化方法进行自动布局，布局采用双层布局方法，避免了母线直接相连所造成的复杂拓扑结构，极大的方便了后续处理。
[0028]本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
【附图说明】
[0029]本发明的【附图说明】如下。
[0030]图1为本发明的流程示意图；
[0031 ]图2表示基于力导向模型布局的可视化布局图；
[0032]图3为基于力导向模型的自动布局流程图；
[0033]图4图4表不1?块内层兀件布局结果。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0035]—种PSASP数据模型转换为RSCAD数据模型的方法，具体步骤如下:
[0036]步骤一:读取PSASP软件的.MYD格式的静态元件数据和动态参数，获取元件拓扑、元件参数信息；
[0037]步骤二:采用C#语言对MYSQL格式的上述数据进行解析，按照数据组和变电站、发电厂实现对元器件的分层和网络模块化；
[0038]步骤三:根据实际仿真需求，在交互式人机界面上选择数据组和检索方式，确定所需转换的模块或者母线；同时在界面上根据选择模块的数量设置RSCAD页面大小和转换输出文件的储存位置；
[0039]步骤四:采用基于力导向模型布局法实现所选择网络的所有模块在整个页面的自动布局、确定各模块的位置信息和拓扑连接关系；
[0040]步骤五:实现模块内部母线的位置信息，通过母线检索出负荷、发电机、输电线等元件的位置并与母线构成拓扑连接关系；
[0041 ]步骤六:生成RSCAD的传输线文件，其格式为.TLB，最后输出一个文件夹，包含多个.tlb格式的Tl ine文件和一个.dft格式文件。
[0042]读取的PSASP的主要把包括两部分:静态元件参数和动态参数文件，静态元件参数主要包括区域号、节点名、变电站、发电厂、变压器、母线、发电机及其控制器、变压器、负荷、并联电抗器、串联电抗器、并联电容器、串联电容器、交流线、直流线、开关、等元件的拓扑连接关系和元器件参数;动态参数文件包括发电机的公用参数、调速器、调压器、PSS、负荷、FACTS、直流输电模型等参数组信息。
[0043]所述网络模块化是指将归属于同一个变电站或者发电站的元件进行模块化，以RSCAD中不同颜色和大小的框表示一个模块，模块内层包含该厂站所有信息。模块之间的拓扑连接为Tl ine交流线进行连接，生成格式为.tlb的Tl ine文件。
[0044]根据实际仿真需求选定需要转换的网络后，自动检索出与该模块或者母线相连接的下一级模块和母线。如图2所示，选定了 “G”一个模块，在布局时会自动检索出与“G”具有拓扑关系的下一级模块。
[0045]所述基于力导向模型布局法是采用基于arbor.js可视化数据图形的JavaScript框架，其算法为力导向布局算法，具体包括:
[0046](I)拓扑分析、检索出下一级模块；
[0047]选定检索方式与转换网络后，根据获取得到的拓扑信息，自动检索出下一级模块和模块内部的元件数据，如图2所示，选定了 “G” 一个模块，在布局时会自动检索出与“G”具有拓扑关系的下一级模块，包括“A”、“B”、、“D”等模块。
[0048](2)实现外层模块的布局
[0049]图3表示本发明所采用的布局方法，主要包括两层布局，外层模块的布局，模块内部元件的布局。外层布局采用力导向布局方法，确定模块的位置信息，模块之间连接的交流线采用Tline模型交流线。在图2中，模块与模块之间有Tline交流线连接，颜色不同，电压等级不同，红色表示电压等级为500kV，蓝色为200kV。
[0050](3)实现内层元件的布局
[0051]模块内层元件采用三相元件，首先实现母线的排列，一个电压等级的母线有三相一共三条，首相将PSASP中有连接线连接的同电压等级的母线合并，一般站内母线电压等级不超过3个。母线采用左边最高电压等级母线、中间为次高电压等级母线，右边为低电压等级母线，当有4条及以上不同电压等级时，按照高、中、低、次低从左、下、右、右依次排列。首先固定母线起点位置时，搜索对应母线上的模型，依次来自动计算母线的长度。母线长度及位置固定后，搜索对应母线上的模型元件，实现其与母线的电气连接。由于元件之间的连接采用BUS进行连接，在RSCAD页面里BUS不能交叉，因此在交叉处采用BUS0VER进行交叉连接。图4表示模块内部的元件布局，左侧为500kV电压等级母线，该母线上还连接了 Tl ine的发送端子，右侧母线为20kV母线，母线与发电机和负荷相连。
[0052]所述元件位置信息包括模块和元件中心点坐标、元件方向信息、元件端点数和元件端点坐标。
[0053]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种PSASP数据模型转换为RSCAD数据模型的方法，其特征在于，具体步骤如下: 1)读取PSASP软件中待转换元件的静态元件数据和动态参数，获取元件的连接信息和元件的参数信息； 2)对步骤I)中获取的数据进行解析，按照数据组和变电站、发电厂实现对元件的分层和网络模块化； 3)根据需求选择检索方式，确定需转换的模块和母线； 4)采用力导向布局法实现所选模块的自动布局、确定各模块的位置信息和拓扑连接关系; 5)实现模块内部母线的位置信息，通过母线检索出负荷、发电机、输电线的位置并通过母线构成拓扑连接关系； 6)生成RSCAD的传输线文件，完成转换。2.如权利要求1所述的PSASP数据模型转换为RSCAD数据模型的方法，其特征在于，步骤1)中所述读取的静态元件数据和动态参数的文件为MYSQL格式，静态元件数据包括区域号、节点名、变电站、发电厂、变压器、母线、发电机及其控制器、负荷、并联电抗器、串联电抗器、并联电容器、串联电容器、直流线、开关的拓扑连接关系和元器件参数;动态参数包括发电机的公用参数、调速器、调压器、PSS、负荷、FACTS、直流输电模型的参数组信息。3.如权利要求1所述的PSASP数据模型转换为RSCAD数据模型的方法，其特征在于，步骤2)中采用C#语言对MYSQL格式的数据进行解析，将归属于同一个变电站或者发电站的元件进行模块化，以RSCAD中不同颜色和大小的框表示一个模块，模块内层包含厂站所有信息，模块之间的拓扑连接为Tline交流线进行连接，生成格式为.t Ib的Tline文件。4.如权利要求1所述的PSASP数据模型转换为RSCAD数据模型的方法，其特征在于，步骤3)中根据实际仿真需求，在交互式人机界面上选择数据组和检索方式，确定所需转换的模块和母线，并在界面上根据选择模块的数量设置RSCAD页面大小和转换输出文件的储存位置。5.如权利要求4所述的PSASP数据模型转换为RSCAD数据模型的方法，其特征在于，对于PSASP和RSCAD中模型不对应的调速器、调压器、PSS元件，采用RRSCAD元件库中的控制元件搭建相对应的模型，形成自定义模型库。6.如权利要求1所述的PSASP数据模型转换为RSCAD数据模型的方法，其特征在于，步骤4)中力导向布局法采用基于arbor,js可视化数据图形的JavaScript框架，其算法为力导向布局算法，具体包括: 4-1)拓扑分析、检索出下一级模块； 选定检索方式与转换网络后，根据获取得到的拓扑信息，自动检索出下一级模块和模块内部的元件数据； 4-2)实现外层模块的布局 布局方法包括两层布局，外层模块的布局，模块内部元件的布局；外层布局采用力导向布局方法，确定模块的位置信息，模块之间连接的交流线采用Tline模型交流线； 4-3)实现内层元件的布局 模块内层元件采用三相元件，首先实现母线的排列，一个电压等级的母线有三相一共三条，首相将PSASP中有连接线连接的同电压等级的母线合并；首先固定母线起点位置时，搜索对应母线上的模型，依次来自动计算母线的长度;母线长度及位置固定后，搜索对应母线上的模型元件，实现其与母线的电气连接。7.如权利要求1所述的PSASP数据模型转换为RSCAD数据模型的方法，其特征在于，步骤6)中生成的RSCAD传输线文件，其格式为.TLB，最后输出一个文件夹，包含多个.TLB格式的Tl ine文件和一个.dft格式文件。
【文档编号】G06Q50/06GK105913337SQ201610243958
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】刘育明, 杨帆, 徐亨, 陈涛, 朱小军, 朱晟毅, 徐瑞林
【申请人】国网重庆市电力公司电力科学研究院, 国家电网公司, 重庆大学, 国网重庆市电力公司南岸供电分公司