CN106201645B - 一种数据文件转换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种数据文件转换方法，应用于PSD‑BPA至PSS/E的电力系统仿真软件的数据文件转换，包括：读取数据文件；电力系统仿真软件PSD‑BPA的数据辨识；转换母线数据；转换负荷数据；转换发电机数据；转换并联电容器数据；转换换流母线数据；转换线路数据；转换直流线路数据；转换变压器数据；转换换流变压器变压器数据；转换直流系统数据；输出潮流数据文件：根据上述得到的结果，按照PSS/E仿真软件中潮流文件格式要求，分别输入，完成潮流数据文件转换。本发明实现了PSD‑BPA至PSS/E的电力系统仿真软件数据文件转换，在PSS/E环境下直接调用程序，能够适应多种PSD‑BPA输入格式，不受网络规模限制，能够转换大规模电力系统网络数据，操作便捷简单，转换快速，转换结果准确。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力系统自动化技术领域的数据文件转换方法，具体讲涉及一种PSD-BPA至PSS/E的电力系统仿真软件数据文件转换方法。
背景技术
电力系统仿真分析是进行电力系统规划和运行特性分析的重要方法，为电力系统调度运行的安全性、可靠性和经济性提供了科学依据。电力系统仿真软件种类较多，不同软件间功能差异较大，能够满足不同仿真需求。根据电力系统的不同需要选择适当的软件进行计算分析，针对同一问题使用不同软件仿真计算能够得到更准确的计算结果。
PSD-BPA软件是国内电力科研单位和各级电网调度中心普遍使用的电力系统仿真软件。该软件数据格式的国内各级电网数据文件较为详实丰富，对电网进行仿真计算时，可直接提取对应系统数据，便于计算。
国际上PSS/E应用广泛，仿真结果备受欧洲认可，世界上有100多个国家使用该软件。PSS/E软件强大的机电暂态仿真功能和静态稳定分析功能得到了越来越多国内用户的认可。PSS/E软件格式的国内电网数据缺失严重，用来该软件进行仿真计算时需要重新建立电网数据。然而，建立大电网数据时，网络模型建立困难、工作量大，手动转换费时费力、容易出错。使用数据转换程序完成PSD-BPA到PSS/E的数据文件转换，实现两个软件数据文件间的准确转换和便利共享将为电力系统仿真分析提供极大便利。
目前，现有的转换程序在针对大规模电网数据进行转换时准确度不高，当电网内节点过多时往往造成转换结果不准，重新排查难度大。
发明内容
为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种PSD-BPA至PSS/E的电力系统仿真软件数据文件转换方法，该方法适用于将PSD-BPA软件数据格式的潮流计算文件和动态仿真发电机模型文件，转换为可以在PSS/E软件环境下准确计算的数据文件。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
一种数据文件转换方法，应用于PSD-BPA至PSS/E的电力系统仿真软件的数据文件转换，其改进之处在于，所述方法包括：
(1)读取数据文件；
(2)电力系统仿真软件PSD-BPA的数据辨识；
(3)转换母线数据；
(4)转换负荷数据；
(5)转换发电机数据；
(6)转换并联电容器数据；
(7)转换换流母线数据：将储存在BD卡中的换流母线数据能够在PSS/E仿真软件中找到相应数据，将BD卡中的换流母线数据在对应位置输入；
(8)转换线路数据：将储存在L卡中的线路数据能够在PSS/E仿真软件中找到相应数据，根据母线名和母线基准电压判断线路两端母线，并将L卡中的线路数据在对应位置输入；
(9)转换直流线路数据：将储存在LD卡中的直流线路数据能够在PSS/E仿真软件中找到相应数据，根据母线名和母线基准电压判断线路两端换流母线，将LD卡中的直流线路数据在对应位置输入；
(10)转换变压器数据：将储存在T卡中线路数据能够在PSS/E仿真软件中找到相应数据，根据母线名和母线基准电压判断变压器两端母线，将T卡中的线路数据在对应位置输入；
(11)转换换流变压器变压器数据：将储存在T卡和R卡中的线路数据能够在PSS/E仿真软件中找到相应数据，根据母线名和母线基准电压判断换流变压器所接换流母线，将T卡和R卡中的线路数据在对应位置输入；
(12)转换直流系统数据；
(13)输出潮流数据文件：根据步骤(1)至步骤(12)得到的结果，按照PSS/E仿真软件中潮流文件格式要求，分别输入，完成潮流数据文件转换；
所述步骤(1)中，将所有PSD-BPA潮流数据和暂态数据分别按行存入数据阵列中，通过每行数据前三列判断所述行存储内容，在需要使用相应数据时进行对应调用；
所述步骤(2)中，将PSD-BPA仿真软件中数据标识为Fm.n，其中m为输入数据占有的最大数列，n为小数点后面的位数，判断数据中是否有小数点：若有小数点存在，则读入的数值为原数据文件中的数值；若无小数点存在，截取n位小数，如果读入数据达不到n位，则前面补0，如果数据中含有空格，忽略不计；
所述步骤(3)中，PSD-BPA仿真软件中母线数据储存在B卡中，将转换完成的母线编号；当出现新的B卡时，根据母线名称和节点电压判断是否为新节点，若为新节点则添加后顺序排列母线编号；根据PSD-BPA仿真软件中不同类型B卡的不同作用和保存的不同类型数据对B卡进行分类，即设定为PSS/E中不同的母线节点；
所述步骤(4)中，将储存在PSD-BPA软件B卡中负荷数据在PSS/E仿真软件中找到相应数据，将负荷数据在对应位置输入；
所述步骤(5)中，将储存在PSD-BPA软件B卡中发电机数据在PSS/E仿真软件中找到相应数据，将发电机数据在对应位置输入；同时利用动态仿真数据，将发电机基准容量、定子电阻、暂态电抗、次暂态电抗、定子漏抗以及饱和系数数据对应位置输入到PSS/E仿真软件的动态仿真文件中；
所述步骤(6)中，并联电容器数据在PSD-BPA仿真软件中由储存在B卡中的并联电容器数据和储存在L+卡中的线路高抗数据组成；L+卡中储存的数据为线路高抗，即并联再高压线路末端与地之间的高压电抗，在PSS/E软件中并无线路高抗的特殊定义，但其物理性质、工程作用和数学原理与B卡中的并联电容器一致，故将其数据存入并联电容器数据中，线路前侧高抗数据存入线路首端母线并联电容器数据中，线路后侧高抗数据存入线路末端母线并联电容器数据中。若同一母线处同时存在并联电容器和线路高抗，则先存入并联电容器数据，然后存入线路高抗数据，并联电容器数据编号顺序排列。
所述步骤(12)中，所述直流系统数据由换流母线数据、直流线路数据和换流变压器数据组成，根据步骤(7)、步骤(9)和步骤(11)转换完成的数据共同组成，按照PSS/E仿真软件格式要求写入潮流数据文件中。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有的优异效果是：
本发明实现了PSD-BPA至PSS/E的电力系统仿真软件数据文件转换，在PSS/E环境下直接调用程序，能够适应多种PSD-BPA输入格式，不受网络规模限制，能够转换大规模电力系统网络数据，操作便捷简单，转换快速，转换结果准确。
附图说明
图1是本发明提供的数据转换方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本发明涉及一种PSD-BPA至PSS/E的电力系统仿真软件数据文件转换方法，应用于将PSD-BPA软件格式的潮流数据文件和动态仿真数据文件转换为PSS/E软件格式的潮流数据文件和动态仿真数据文件，其流程图如图1所示，包括下列步骤：
(1)读取数据文件：将Python数据读取功能将所有PSD-BPA潮流数据和暂态数据分别按行存入数据阵列bpa_str_ar和swi_str_ar中，通过每行数据前三列来判断该行存储内容，在需要使用相应数据时进行对应调用。
(2)PSD-BPA数据辨识：PSD-BPA软件中数据标识为“Fm.n”，其中m为输入数据占有的最大数列，n为小数点后面的位数。判断数据中是否有小数点，若有小数点存在，则程序读入的数值就是原文件中的数值；若没有小数点存在，需要按照PSD-BPA说明书中格式说明对数据进行处理，截取n位小数，如果读入数据打不到n位，则前面补0，如果数据中含有空格，忽略。
(3)转换母线数据：PSD-BPA软件中母线数据储存在B卡中，母线的认可与定位是以母线名为主，PSS/E中则是以母线号为判断标准，故此需将转换完成的母线进行编号处理。出现新的B卡时，根据母线名称和节点电压判断是否为新节点，若为新节点则添加后顺序排列母线编号。根据BPA中不同类型B卡起到的不同作用和保存的不同类型数据对B卡进行分类，即设定为PSS/E中不同的母线code。具体对应类型如表1所示。
(4)转换负荷数据：PSD-BPA软件中负荷数据储存在B卡中，能够在PSS/E软件中找到相应数据，将数据在对应位置输入。
(5)转换发电机数据：PSD-BPA软件中发电机数据储存在B卡中，能够在PSS/E软件中找到相应数据，将数据在对应位置输入。同时，利用动态仿真数据，将发电机基准容量、定子电阻、暂态电抗、次暂态电抗、定子漏抗以及饱和系数等数据对应位置输入到PSS/E动态仿真文件中。
(6)转换并联电容器数据：并联电容器数据在PSD-BPA软件中由两部分组成，一部分为B卡中的并联电容器数据，另一部分为L+卡中的线路高抗。L+卡中储存的数据为线路高抗，即并联再高压线路末端与地之间的高压电抗，在PSS/E软件中并无线路高抗的特殊定义，但其物理性质、工程作用和数学原理与B卡中的并联电容器一致，故将其数据存入并联电容器数据中，线路前侧高抗数据存入线路首端母线并联电容器数据中，线路后侧高抗数据存入线路末端母线并联电容器数据中。若同一母线处同时存在并联电容器和线路高抗，则先存入并联电容器数据，然后存入线路高抗数据，并联电容器数据编号顺序排列。
(7)转换换流母线数据：换流母线数据储存在BD卡中，能够在PSS/E软件中找到相应数据，将数据在对应位置输入。
(8)转换线路数据：线路数据储存在L卡中，能够在PSS/E软件中找到相应数据，根据母线名和母线基准电压判断线路两端母线，将数据在对应位置输入。
(9)转换直流线路数据：直流线路数据储存在LD卡中，能够在PSS/E软件中找到相应数据，根据母线名和母线基准电压判断线路两端换流母线，将数据在对应位置输入。
(10)转换变压器数据：线路数据储存在T卡中，能够在PSS/E软件中找到相应数据，根据母线名和母线基准电压判断变压器两端母线，将数据在对应位置输入。
(11)转换换流变压器变压器数据：线路数据储存在T卡和R卡中，能够在PSS/E软件中找到相应数据，根据母线名和母线基准电压判断换流变压器所接换流母线，将数据在对应位置输入。
(12)转换直流系统数据：直流系统数据由换流母线数据、直流线路数据和换流变压器数据组成，根据步骤(7)、步骤(9)和步骤(11)转换完成的数据共同组成，按照PSS/E格式要求写入潮流数据文件中。
(13)输出潮流数据文件：根据步骤(1)至步骤(12)得到的结果，按照PSS/E潮流文件格式要求，分别输入，完成潮流数据文件转换。PSD-BPA仿真软件中的B卡分类表如下表1所示：
表1B卡分类
实施例
在PSS/E软件中直接调用转换程序，对本发明所提PSD-BPA至PSS/E的电力系统仿真软件数据文件转换方法的准确性有效性进行仿真验证，采用IEEE-30节点标准测试系统为算例。
表2母线电压和幅值计算结果对比
表3线路有功功率和无功功率计算结果对比
表2为母线电压和幅值计算结果对比。
表3为线路有功功率和无功功率计算结果对比，包括10个节点连接的所有线路有功功率和无功功率计算结果。
通过上述实施例，可以看出用本发明所提PSD-BPA至PSS/E的电力系统仿真软件数据文件转换方法对PSD-BPA软件数据文件进行转换后，使用PSS/E软件进行潮流计算得到的计算结果与PSD-BPA软件潮流计算结果基本一致。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (4)
1.一种数据文件转换方法，应用于PSD-BPA至PSS/E的电力系统仿真软件的数据文件转换，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
(1)读取数据文件；
(2)电力系统仿真软件PSD-BPA的数据辨识；
(3)转换母线数据；
(4)转换负荷数据；
(5)转换发电机数据；
(6)转换并联电容器数据；
(7)转换换流母线数据：将储存在BD卡中的换流母线数据能够在PSS/E仿真软件中找到相应数据，将BD卡中的换流母线数据在对应位置输入；
(8)转换线路数据：将储存在L卡中的线路数据能够在PSS/E仿真软件中找到相应数据，根据母线名和母线基准电压判断线路两端母线，并将L卡中的线路数据在对应位置输入；
(9)转换直流线路数据：将储存在LD卡中的直流线路数据能够在PSS/E仿真软件中找到相应数据，根据母线名和母线基准电压判断线路两端换流母线，将LD卡中的直流线路数据在对应位置输入；
(10)转换变压器数据：将储存在T卡中线路数据能够在PSS/E仿真软件中找到相应数据，根据母线名和母线基准电压判断变压器两端母线，将T卡中的线路数据在对应位置输入；
(11)转换换流变压器数据：将储存在T卡和R卡中的线路数据能够在PSS/E仿真软件中找到相应数据，根据母线名和母线基准电压判断换流变压器所接换流母线，将T卡和R卡中的线路数据在对应位置输入；
(12)转换直流系统数据；
(13)输出潮流数据文件：根据步骤(1)至步骤(12)得到的结果，按照PSS/E仿真软件中潮流文件格式要求，分别输入，完成潮流数据文件转换；
所述步骤(3)中，PSD-BPA仿真软件中母线数据储存在B卡中，将转换完成的母线编号；当出现新的B卡时，根据母线名称和节点电压判断是否为新节点，若为新节点则添加后顺序排列母线编号；根据PSD-BPA仿真软件中不同类型B卡的不同作用和保存的不同类型数据对B卡进行分类，即设定为PSS/E中不同的母线节点；
所述步骤(4)中，将储存在PSD-BPA软件B卡中负荷数据在PSS/E仿真软件中找到相应数据，将负荷数据在对应位置输入；
所述步骤(5)中，将储存在PSD-BPA软件B卡中发电机数据在PSS/E仿真软件中找到相应数据，将发电机数据在对应位置输入；同时利用动态仿真数据，将发电机基准容量、定子电阻、暂态电抗、次暂态电抗、定子漏抗以及饱和系数数据对应位置输入到PSS/E仿真软件的动态仿真文件中；
所述步骤(6)中，并联电容器数据在PSD-BPA仿真软件中由储存在B卡中的并联电容器数据和储存在L+卡中的线路高抗数据组成；L+卡中储存的数据为线路高抗，即并联再高压线路末端与地之间的高压电抗，其与B卡中的并联电容器一致，故将其数据存入并联电容器数据中，线路前侧高抗数据存入线路首端母线并联电容器数据中，线路后侧高抗数据存入线路末端母线并联电容器数据中；若同一母线处同时存在并联电容器和线路高抗，则先存入并联电容器数据，然后存入线路高抗数据，并联电容器数据编号顺序排列。
2.如权利要求1所述的数据文件转换方法，其特征在于，所述步骤(1)中，将所有PSD-BPA潮流数据和暂态数据分别按行存入数据阵列中，通过每行数据前三列判断所述数据阵列，在需要使用相应数据时进行对应调用。
3.如权利要求1所述的数据文件转换方法，其特征在于，所述步骤(2)中，将PSD-BPA仿真软件中数据标识为Fm.n，其中m为输入数据占有的最大数列，n为小数点后面的位数，判断数据中是否有小数点：若有小数点存在，则读入的数值为原数据文件中的数值；若无小数点存在，截取n位小数，如果读入数据达不到n位，则前面补0，如果数据中含有空格，忽略不计。
4.如权利要求1所述的数据文件转换方法，其特征在于，所述步骤(12)中，所述直流系统数据由换流母线数据、直流线路数据和换流变压器数据组成，根据步骤(7)、步骤(9)和步骤(11)转换完成的数据共同组成，按照PSS/E仿真软件格式要求写入潮流数据文件。
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