CN106227905A - 一种电磁暂态仿真模型的可视化自动布局方法 - Google Patents

一种电磁暂态仿真模型的可视化自动布局方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106227905A
CN106227905A CN201610244892.9A CN201610244892A CN106227905A CN 106227905 A CN106227905 A CN 106227905A CN 201610244892 A CN201610244892 A CN 201610244892A CN 106227905 A CN106227905 A CN 106227905A
Authority
CN
China
Prior art keywords
transient simulation
module
visualization
model
particle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610244892.9A
Other languages
English (en)
Inventor
朱小军
杨帆
徐亨
陈涛
朱晟毅
徐瑞林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing University
Electric Power Research Institute of State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
NangAn Power Supply Co of State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Chongqing University
Electric Power Research Institute of State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
NangAn Power Supply Co of State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing University, Electric Power Research Institute of State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd, State Grid Corp of China SGCC, NangAn Power Supply Co of State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd filed Critical Chongqing University
Priority to CN201610244892.9A priority Critical patent/CN106227905A/zh
Publication of CN106227905A publication Critical patent/CN106227905A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/18—Network design, e.g. design based on topological or interconnect aspects of utility systems, piping, heating ventilation air conditioning [HVAC] or cabling
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/30—Circuit design
    • G06F30/36—Circuit design at the analogue level
    • G06F30/367—Design verification, e.g. using simulation, simulation program with integrated circuit emphasis [SPICE], direct methods or relaxation methods

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

一种电磁暂态仿真模型的可视化自动布局方法，可以以机电暂态仿真数据文件为数据源，对其网络模型和数据进行模块化，采用基于力导向算法的arbor.js的JavaScript框架进行模型的图形可视化自动布局，在电磁暂态仿真软件PSCAD或者RSCAD的图形化建模界面自动生成模块的坐标和拓扑连接，呈现可视化布局界面，实现电磁暂态仿真模型的建立。该方法能够根据设置界面的大小和主观布局干预，实现快速高效的电磁暂态模型布局和生成。

Description

一种电磁暂态仿真模型的可视化自动布局方法
技术领域
本发明涉及电力系统仿真技术领域，特别涉及一种生成电磁暂态仿真模型的可视化自动布局方法。
背景技术
PSASP：Power System Analysis Software Package，我国自主研发的电力系统分析程序。PSCAD/EMTDC：Power Systems Computer Aided Design，一款广泛使用的电磁暂态仿真软件EMTDC是其仿真计算核心，PSCAD为EMTDC提供图形操作界面。RTDS：全称为实时数字仿真仪，RSCAD是其图形化建模界面。直流输电在我国快速的发展，我国部分区域形成含有多个直流落点的交直流互联系统。常规的机电暂态仿真能够进行在交直流混合输电系统的潮流计算，但是限于计算步长，对电力电子开关动作不能够进行详细的模拟，有一定局限性。电磁暂态仿真在模拟包含大量电力电子设备的交直流混合输电、柔性交流输电等非线性系统发挥着举足轻重的作用。
目前我国电力网络的规划、运行、分析的数据均以相关机电暂态仿真程序格式存在，电磁暂态仿真程序格式的数据和模型缺乏。PSCAD/EMTDC、RTDS等则是目前国内外广泛用于交直流相互作用机理研究的电磁暂态仿真系统，这些软件采用图形化操作界面，用户很方便建立模型。但是对于大型电力网路来说，会包含较多的发电机、线路、负荷模型，其仿真数据的缺乏不便于大规模仿真系统的快速搭建。
通常采用的模式是编写转换程序，实现两种仿真数据的快速转换，PSASP、BPA等软件数据是以数据表形式储存的，而在PSCAD/EMTDC的图形化界面和RTDS的图形化建模界面RSCAD中数据储存在，因此在实施自动转换时需要对元器件进行布局和拓扑连接。现有的转换方式的自动布局方法不具备可视化功能，不能人工干预，布局时采用简单的坐标计算方法，不便于生成的模型后续的处理。
发明内容
本发明的目的就是提供一种电磁暂态仿真模型的可视化自动布局方法，它可以实现机电暂态仿真数据特别是PSASP数据到PSCAD/RSCAD转换过程中的可视化自动布局。
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：
1)读取待处理的机电暂态仿真数据文件作为数据源，并对其网络模型进行模块化；
2)以步骤1)处理后的模块为节点，模块之间的拓扑连接线为边，随机分布初始节点位置；
3)计算迭代局部区域内两两节点间的斥力所产生的单位位移，计算每次迭代每条边的引力对两端点所产生的单位位移；
4)重复步骤3)中的计算，直到模块粒子趋于稳定，相互之间不再发生相对位移，整个系统达到稳定平衡状态，获取当前坐标，生成模型，完成数据转换。
进一步，步骤1)中所述待处理的机电暂态仿真数据文件来自PSASP、BPA、PSS/E仿真软件，包括有静态电力元件参数和动态电力元件参数。
进一步，所述静态电力元件参数包括有节点名、区域号、变压器、发电机、母线、负荷、交流线、电容和电抗元件参数；所述动态电力元件参数包括有调压器、调速器、PSS、FACTS和直流输电模型参数组信息。
进一步，步骤2)中程序将自动检索出与所选模块有拓扑关系的下一级模块。
进一步，步骤2)中随机分布的具体步骤为：将所需要转换的电网想象成一个虚拟的物理系统，把每个模块看作系统中的一个带有一定能量的放电粒子，粒子与粒子之间存在某种库仑斥力，使它们两两相互排斥；同时，有些粒子间被一些边所牵连，这些边产生胡克引力，又紧紧牵制着边两端的粒子；根据选择的画布大小，随机生成每个粒子的坐标数据，坐标数据包括横坐标、纵坐标、方向。
进一步，在进行自动布局时提供可视化图形界面，界面动态显示各模块的位置和拓扑连接，可以重置刷新计算坐标，获取坐标后可以手动移动模块坐标。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
电力网络和模型由于不同的电压等级而呈现出层次结构，本发明所采用的算法为面向层级结构的力导向布局算法，程序采用基于arbor.js的图形可视化JavaScript框架，实现图形界面的可视化自动布局，实现各模块和元件的拓扑连接。线路和模块不重复，位置分配合理，易于快速生成模型和后续仿真处理。
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
本发明的附图说明如下。
图1为本发明的流程示意图；
图2为力导向布局算法的程序流程图；
图3为可视化自动布局界面；
图4为自动化布局生成PSCAD模型的结果；
图5为模块内部布局。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为一种电磁暂态仿真模型的可视化自动布局方法的程序流程图，其主要实施步骤如下：
步骤一：数据准备，读取PSASP、BPA、PSS/E等的机电暂态仿真数据文件作为数据源，并对网络模型进行模块化；
步骤二：以模块为节点，模块之间的拓扑连接线为边，随机分布初始节点位置；
步骤三：计算迭代局部区域内两两节点间的斥力所产生的单位位移，计算每次迭代每条边的引力对两端节点所产生的单位位移；
步骤四：重复步骤三中的计算，直到模块粒子趋于稳定，相互之间几乎不再发生相对位移，整个系统达到稳定平衡状态，获取当前坐标，生成模型，完成数据转换。图2表示力导向布局算法的程序流程。
步骤一中所述机电暂态仿真数据文件可以来自PSASP、BPA、PSS/E仿真软件，包括静态电力元件参数、动态电力元件参数。静态电力元件参数包括但不限于节点名、区域号、变压器、发电机、母线、负荷、交流线、电容、电抗等元件参数；动态电力元件参数包括但不限于调压器、调速器、PSS、FACTS、直流输电模型等参数组信息。对上述数据进行解析，获取网络的拓扑信息，将所有元器件按照变电站或者发电厂为模块进行模块化。
步骤二中，除了所选择转换的模块，程序将自动检索出与所选模块有拓扑关系的下一级模块。将所需要转换的电网想象成一个虚拟的物理系统。把每个模块看作系统中的一个带有一定能量的放电粒子，粒子与粒子之间存在某种库仑斥力，使它们两两相互排斥。同时，有些粒子间被一些边所牵连，这些边产生类似弹簧的胡克引力，又紧紧牵制着边两端的粒子。根据选择的画布大小，随机生成每个粒子的坐标数据，坐标数据包括横坐标、纵坐标、方向。
步骤四中力是根据节点和连线的相对位置计算节点和连线的运动轨迹，不断迭代计算更新粒子坐标，因为在模块粒子间斥力和引力的不断作用下，粒子们从随机无序的初态不断发生位移，逐渐趋于平衡有序的终态。同时整个物理系统的能量也在不断消耗，经过数次迭代后，粒子之间几乎不再发生相对位移，整个系统达到一种稳定平衡的状态，即能量趋于零。此时模块粒子趋于稳定，相互之间几乎不再发生相对位移，整个系统达到稳定平衡状态。
在进行自动布局时提供可视化图形界面，界面动态显示各模块的位置和拓扑连接，可以重置刷新计算坐标，获取坐标后可以手动移动模块坐标。
选择“A”一个变电站为模块，程序自动检索出与该变电站相连的下一级模块，且仅检索到下一级的模块，图3表示可视化自动布局界面，图4表示自动化布局生成PSCAD模型的结果。图5表示模块内部布局。
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。

Claims (6)

1.一种电磁暂态仿真模型的可视化自动布局方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)读取待处理的机电暂态仿真数据文件作为数据源，并对其网络模型进行模块化；
2)以步骤1)处理后的模块为节点，模块之间的拓扑连接线为边，随机分布初始节点位置；
3)计算迭代局部区域内两两节点间的斥力所产生的单位位移，计算每次迭代每条边的引力对两端点所产生的单位位移；
4)重复步骤3)中的计算，直到模块粒子趋于稳定，相互之间不再发生相对位移，整个系统达到稳定平衡状态，获取当前坐标，生成模型，完成数据转换。
2.如权利要求1所述的电磁暂态仿真模型的可视化自动布局方法，其特征在于，步骤1)中所述待处理的机电暂态仿真数据文件来自PSASP、BPA、PSS/E仿真软件，包括有静态电力元件参数和动态电力元件参数。
3.如权利要求2所述的电磁暂态仿真模型的可视化自动布局方法，其特征在于，所述静态电力元件参数包括有节点名、区域号、变压器、发电机、母线、负荷、交流线、电容和电抗元件参数；所述动态电力元件参数包括有调压器、调速器、PSS、FACTS和直流输电模型参数组信息。
4.如权利要求1所述的电磁暂态仿真模型的可视化自动布局方法，其特征在于，步骤2)中程序将自动检索出与所选模块有拓扑关系的下一级模块。
5.如权利要求4所述的电磁暂态仿真模型的可视化自动布局方法，其特征在于，步骤2)中随机分布的具体步骤为：将所需要转换的电网想象成一个虚拟的物理系统，把每个模块看作系统中的一个带有一定能量的放电粒子，粒子与粒子之间存在某种库仑斥力，使它们两两相互排斥；同时，有些粒子间被一些边所牵连，这些边产生胡克引力，又紧紧牵制着边两端的粒子；根据选择的画布大小，随机生成每个粒子的坐标数据，坐标数据包括横坐标、纵坐标、方向。
6.如权利要求1所述的电磁暂态仿真模型的可视化自动布局方法，其特征在于：在进行自动布局时提供可视化图形界面，界面动态显示各模块的位置和拓扑连接，可以重置刷新计算坐标，获取坐标后可以手动移动模块坐标。
CN201610244892.9A 2016-04-19 2016-04-19 一种电磁暂态仿真模型的可视化自动布局方法 Pending CN106227905A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610244892.9A CN106227905A (zh) 2016-04-19 2016-04-19 一种电磁暂态仿真模型的可视化自动布局方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610244892.9A CN106227905A (zh) 2016-04-19 2016-04-19 一种电磁暂态仿真模型的可视化自动布局方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106227905A true CN106227905A (zh) 2016-12-14

Family

ID=57518934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610244892.9A Pending CN106227905A (zh) 2016-04-19 2016-04-19 一种电磁暂态仿真模型的可视化自动布局方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106227905A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107342599A (zh) * 2017-07-18 2017-11-10 国电南瑞科技股份有限公司 一种机电暂态仿真中控制系统稳定性自动诊断和参数调整方法
CN107664954A (zh) * 2017-10-16 2018-02-06 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种电力系统电磁暂态可视化仿真模型自动生成方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102930110A (zh) * 2012-11-12 2013-02-13 浙江省电力公司电力科学研究院 生成pscad/emtdc电力系统仿真模型的方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102930110A (zh) * 2012-11-12 2013-02-13 浙江省电力公司电力科学研究院 生成pscad/emtdc电力系统仿真模型的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
郭杏叶: "PSASP模型向PSCAD软件转换方法研究及应用", 《重庆大学硕士学位论文》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107342599A (zh) * 2017-07-18 2017-11-10 国电南瑞科技股份有限公司 一种机电暂态仿真中控制系统稳定性自动诊断和参数调整方法
CN107342599B (zh) * 2017-07-18 2020-05-19 国电南瑞科技股份有限公司 一种机电暂态仿真中控制系统稳定性自动诊断和参数调整方法
CN107664954A (zh) * 2017-10-16 2018-02-06 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种电力系统电磁暂态可视化仿真模型自动生成方法
CN107664954B (zh) * 2017-10-16 2021-02-09 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种电力系统电磁暂态可视化仿真模型自动生成方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107664954B (zh) 一种电力系统电磁暂态可视化仿真模型自动生成方法
CN111444587B (zh) 一种基于自动绘图技术的电力图形绘制方法
CN104951844B (zh) 一种配电网专题图布局优化方法
CN102819641B (zh) 适于电磁暂态仿真的大规模配电网络整体模型化简方法
CN103066698A (zh) 在调配系统中自动生成可视化的电网潮流图的实现方法
CN102930110B (zh) 生成pscad/emtdc电力系统仿真模型的方法
CN103700036B (zh) 一种适于电力系统多时间尺度的暂态稳定性投影积分方法
CN105930575B (zh) 一种psasp数据模型转换为pscad数据模型的自动转换方法
CN106202662A (zh) 一种配电网网架图自动绘制映射方法
CN103838925B (zh) 基于计算机信息技术的电力网网架图形绘制方法
CN103353902A (zh) 一种电力系统二次设备仿真模型构建方法
Hewes et al. Development of a dynamic model of the European transmission system using publicly available data
Thurner Structural Optimizations in Strategic Medium Voltage Power System Planning
CN111444205A (zh) 一种配网自动化主站gis单线图模自动核对更新的方法
CN106227905A (zh) 一种电磁暂态仿真模型的可视化自动布局方法
CN105761590B (zh) 一种电网仿真培训系统及方法
CN108875103A (zh) 一种电网在线仿真系统及方法
CN109740223A (zh) 一种变电站直流电源系统辅助出图方法
WO2022150015A1 (en) A system for generating a mechanical and electrical service system design for a structure and a method thereof
CN105913337A (zh) 一种psasp数据模型转换为rscad数据模型的方法
CN102708258B (zh) 一种PSS/E至SimPowerSys的电力网络系统数据转换方法
CN109816192B (zh) Gil管廊工程仿真控制系统
McNabb et al. A priori transient stability indicator of islanded power systems using extended equal area criterion
CN102800115A (zh) 一种基于模型的动画制作系统及其制作方法
CN110414172B (zh) 一种动模组态监控管理方法和系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20161214

RJ01 Rejection of invention patent application after publication