CN104462647A - 一种bpa与pss/e数据转换通用模型的建模方法 - Google Patents

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马义松
武志刚
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Abstract

本发明公开的一种BPA与PSS/E数据转换通用模型的建模方法，包含以下顺序的步骤：基于JAVA语言和可扩展置标语言XML语言，以面向对象的思想构建数据转换的通用模型，形成扩展性和可读性强的潮流数据转换通用模型；在潮流数据转换通用模型的基础上进一步扩展，结合PSS/E自带的建模功能，建立BPA模型库中存在而PSS/E中不存在的模型，构成BPA和PSS/E对应的暂态数据转换通用模型，所述的暂态数据转换通用模型根据实际需求任意扩展。本发明的建模方法，采用面向对象的思想，具有高度继承性和扩展性，结构严谨，物理意义明显，具备较高的可读性，能够建立开放性和扩展性较强的BPA与PSS/E数据转换通用模型。

Description

一种BPA与PSS/E数据转换通用模型的建模方法
技术领域
本发明涉及电力系统仿真软件领域，特别涉及一种BPA与PSS/E数据转换通用模型的建模方法。
背景技术
目前电力系统仿真软件已成为研究整个电力系统动态特性不可或缺的工具，它是电力系统规划、调度运行的依据。仿真软件的不断发展，为电力系统的规划、设计和安全运行提供了有力的保障。同时，随着电网规模和单机容量日益扩大，国内一些电网公司及研究机构为了提高自己电网的分析仿真能力，又先后从国外引进了一批新的电力系统仿真软件作为自己的后备软件，有利于提高分析计算的准确性和可靠性，PSS/E为其典型的代表。作为国内广泛使用的电力系统软件，BPA在电力系统仿真分析方面的准确性和可靠性都已在实际应用中得到肯定，是作为与PSS/E对比开发的良好对象。然而目前PSS/E与BPA的对比开发中主要存在两个问题：
1)数据转换程序冗杂、封闭，效率低。大多数转换方法为单向转换，维护扩展困难，面对BPA和PSS/E种类繁多的元件模型，不能够采用高效的建模方法，不利于BPA与PSS/E的数据转换工作，且转换方法结构不清晰。
2)软件模型存在差异甚至不存在。BPA与PSS/E中存在需要经过修正才能对应的模型，以往的转换方法经常做近似处理；BPA模型库与PSS/E模型库存在不对应的相关模型，导致无法进行数据转换。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种BPA与PSS/E数据转换通用模型的建模方法。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：
一种BPA与PSS/E数据转换通用模型的建模方法，包含以下顺序的步骤：
S1.基于JAVA语言和可扩展置标语言XML语言，以面向对象的思想构建数据转换的通用模型，形成扩展性和可读性强的潮流数据转换通用模型；
S2.在潮流数据转换通用模型的基础上进一步扩展，结合PSS/E自带的建模功能，建立BPA模型库中存在而PSS/E中不存在的模型，构成BPA和PSS/E对应的暂态数据转换通用模型，所述的暂态数据转换通用模型根据实际需求任意扩展。
步骤S1中，所述的潮流数据转换通用模型包括交流潮流模型和修正的直流潮流模型。建模效率高且结构清晰，充分利用编程语言载体的继承特性，可以便捷地对所需的元件模型进行定义且物理意义明显。
步骤S1中，所述的以面向对象的思想构建数据转换的通用模型，具体通过以下步骤构建：首先分别在通用模型中定义母线节点类对象BusXmlType、发电机类对象GenXmlType、支路类对象LineXmlType、变压器类对象TranXmlType以及修正的直流类对象DCXmlType，然后利用Eclipse的EMF功能自动生成对应的Java类，同时在上述定义的各个基类基础上任意扩展出具体的衍生类对象，如通过继承母线节点类对象BusXmlType又可以扩展出不同类型的具体节点对象PQ节点类对象，PV节点类对象等。
所述的步骤S2具体如下：在建立的潮流数据模型基础上扩展出暂态数据模型基类，包括励磁机类对象ExcXmlType,原动机调速器类对象GovXmlType,稳定器类对象PssXmlType和直流控制器类对象DcstableXmlType，然后通过继承基类衍生出具体的控制器数据模型；同时结合PSS/E自定义建模的功能，利用类Fortran的FLEC语言编写控制器模型程序，然后利用数据转换模型生成相关的调用语句，实现对自定义模型的调用。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
本发明所得到的模型具备面向对象的特性，易于扩展和改进，在BPA与PSS/E数据转换时具有明显优势。
(1)由于采用JAVA语言和可扩展置标语言XML语言作为载体，该数据转换的通用模型具备面向对象的特性，对软件模型库中各类模型具备高效的建模效率，定义的数据转换通用模型物理意义明显，具备较高的可读性，并对BPA和PSS/E的相关模型数据进行修正从而得到更加精确的数据转换通用模型，有利于BPA与PSS/E仿真软件的对比开发。
(2)结合PSS/E自定义建模的功能可以根据实际仿真需求建立BPA模型库中存在而PSS/E中不存在的模型，在此基础上建立BPA和PSS/E对应的暂态数据转换通用模型，扩展性强，大大降低仿真软件数据转换的开发难度。
附图说明
图1为本发明所述的一种BPA与PSS/E数据转换通用模型的建模方法的流程图；
图2为基于JAVA和XML语言的BPA与PSS/E数据转换通用模型建模的结构示意图；
图3为直流潮流模型修正原理图；
图4为对差异模型自定义的基本流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1，一种BPA与PSS/E数据转换通用模型的建模方法，包含以下顺序的步骤：
S1.基于JAVA语言和可扩展置标语言XML语言，以面向对象的思想构建数据转换的通用模型，形成扩展性和可读性强的潮流数据转换通用模型；
S2.在潮流数据转换通用模型的基础上进一步扩展，结合PSS/E自带的建模功能，建立BPA模型库中存在而PSS/E中不存在的模型，构成BPA和PSS/E对应的暂态数据转换通用模型，所述的暂态数据转换通用模型根据实际需求任意扩展。
步骤S1中，所述的潮流数据转换通用模型包括交流潮流模型和修正的直流潮流模型。
步骤S1中，所述的以面向对象的思想构建数据转换的通用模型，具体通过以下步骤构建：首先分别在通用模型中定义母线节点类对象BusXmlType、发电机类对象GenXmlType、支路类对象LineXmlType、变压器类对象TranXmlType以及修正的直流类对象DCXmlType，然后利用Eclipse的EMF功能自动生成对应的Java类，同时在上述定义的各个基类基础上任意扩展出具体的衍生类对象，如通过继承母线节点类对象BusXmlType又可以扩展出不同类型的具体节点对象PQ节点类对象，PV节点类对象等。
所述的步骤S2具体如下：在建立的潮流数据模型基础上扩展出暂态数据模型基类，包括励磁机类对象ExcXmlType,原动机调速器类对象GovXmlType,稳定器类对象PssXmlType和直流控制器类对象DcstableXmlType，然后通过继承基类衍生出具体的控制器数据模型；同时结合PSS/E自定义建模的功能，利用类Fortran的FLEC语言编写控制器模型程序，然后利用数据转换模型生成相关的调用语句，实现对自定义模型的调用。
下面以2DC两端直流算例系统为例，介绍本发明中提到的基于JAVA和XML语言的BPA与PSS/E数据转换通用模型建模方法。
(1)算例系统简介
2DC两端直流算例系统中共有9条母线，6条输电线路，6个变压器，涉及的动态模型包括2阶经典发电机模型和6阶隐极机的次暂态模型，连续、可控硅励磁系统(EG)以及水轮机调速器和原动机模型卡模型(GH)，其BPA和PSS/E格式的潮流、稳定数据如下。
2DC两端直流算例系统的BPA格式潮流数据如下所示：
2DC两端直流算例系统的BPA格式暂态数据如下所示:
2DC两端直流算例系统的PSS/E格式潮流数据如下所示：
2DC两端直流算例系统的PSS/E格式暂态数据如下所示：
(2)数据转换通用模型
上述2DC两端直流算例系统中，由BPA中BD卡数据和PSS/E中换流节点无功补偿数据对比可得，BPA与PSS/E数据转换过程中直流潮流模型的换流站节点无功消耗进行相应的修正；由BPA中EG卡数据和PSS/E中自定义模型”modelEG”对比可得，BPA与PSS/E数据转换过程中,由于PSS/E中不存在与BPA中EG励磁系统相对应的模型，利用PSS/E自定义建模功能建立与BPA相对应的”modelEG”励磁系统。
对直流潮流模型的修正和对存在差异模型的自定义建模功能均体现本方法的创新性，其中对直流潮流模型修正的原理图如图3所示。
算例中利用PSS/E自定义建模功能建立与BPA相对应的”modelEG”励磁系统各参数含义为：
BUSID’USRMDL’IM’model name’IC IT NI NC NS NV data list/
其中，BUSID为母线编号；IM为机组序号；modelname为自定义模型名称；IC为CONEC调用码；IT为CONET调用码；NI等为自定义模型中数组的数目；datalist为ICONS、CONS的参数列表。对差异模型的自定义基本流程图如图4所示。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种BPA与PSS/E数据转换通用模型的建模方法，其特征在于，包含以下顺序的步骤：
S1.基于JAVA语言和可扩展置标语言XML语言，以面向对象的思想构建数据转换的通用模型，形成扩展性和可读性强的潮流数据转换通用模型；
S2.在潮流数据转换通用模型的基础上进一步扩展，结合PSS/E自带的建模功能，建立BPA模型库中存在而PSS/E中不存在的模型，构成BPA和PSS/E对应的暂态数据转换通用模型，所述的暂态数据转换通用模型根据实际需求任意扩展。
2.根据权利要求1所述的BPA与PSS/E数据转换通用模型的建模方法，其特征在于，步骤S1中，所述的潮流数据转换通用模型包括交流潮流模型和修正的直流潮流模型。
3.根据权利要求1所述的BPA与PSS/E数据转换通用模型的建模方法，其特征在于，步骤S1中，所述的以面向对象的思想构建数据转换的通用模型,具体通过以下步骤构建：首先分别在通用模型中定义母线节点类对象BusXmlType、发电机类对象GenXmlType、支路类对象LineXmlType、变压器类对象TranXmlType以及修正的直流类对象DCXmlType，然后利用Eclipse的EMF功能自动生成对应的Java类，同时在上述定义的各个基类基础上任意扩展出具体的衍生类对象。
4.根据权利要求1所述的BPA与PSS/E数据转换通用模型的建模方法，其特征在于，所述的步骤S2具体如下：在建立的潮流数据模型基础上扩展出暂态数据模型基类，包括励磁机类对象ExcXmlType,原动机调速器类对象GovXmlType,稳定器类对象PssXmlType和直流控制器类对象DcstableXmlType，然后通过继承基类衍生出具体的控制器数据模型；同时结合PSS/E自定义建模的功能，利用类Fortran的FLEC语言编写控制器模型程序，然后利用数据转换模型生成相关的调用语句，实现对自定义模型的调用。
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