[发明专利]一种RTDS自定义元件编程封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种RTDS自定义元件编程封装方法。

背景技术

1992年，世界上第一台电力系统全数字实时仿真器RTDS由加拿大Manitoba直流研究中心开发成功。相对于物理仿真，RTDS具有不受原有系统规模和结构复杂性的限制、保证被研究和试验系统的安全性、具有良好的经济性和便利性、可用于对设计未来系统性能的预测等优点，而其在含有交流系统的直流输电和FACTS装置的复杂系统仿真准确性上，已经得到了验证和广发的认可。经过几年的发展，RTDS已成为电力系统仿真研究必不可少的工具之一。

而随着电力系统的日趋复杂，基于RTDS的电力系统仿真规模也越来越大，RTDS自带的电力系统元件和控制元件已经不能满足不同的仿真研究人员对大规模电力系统控制保护仿真的特定需求，为此RTDS公司在RTDS2.00以上版本为用户提供了自定义平台CBuilder，此平台兼容大部分C语言格式，用户可以根据需要利用其开发各种元件模型和实时仿真程序，为开发复杂的大型计算程序提供了可能。由CBuilder开发的元件可分为电力系统元件和控制元件，只要能通过编译，自定义模型与RTDS元件库模型无异，均可被自由调用并严格实时运行。这些都为有特定需求的大规模控制保护（如直流控制保护等）的仿真提供了实现的可能。

目前针对这种特定需求的大规模控制保护的仿真（如直流输电控制保护）有以下两种解决方案，这两种解决方案均是基于RTDS的CBuilder自定义元件编译环境来实现的。

1）直接用RTDS为用户提供的自定义元件开发平台CBuilder编写一个具有复杂控制保护功能的自定义元件（如直流极控模块）。

2）用RTDS为用户提供的自定义元件开发平台CBuilder编写大规模控制保护仿真的各个子功能模块，再在RTDS提供的Draft仿真建模工具中进行逻辑组态，搭建规模庞大、功能复杂的控制保护仿真模型。

上述两种方案虽然可以在一定程度上实现一些有特定需求的大规模控制保护仿真，但其在实现手段和实现过程中都存在一定的缺陷和瓶颈。

第一种方案在理论上是可行的，但在实际操作的过程中却存在诸多局限性和不便性：1）RTDS提供的CBuilder编程语言环境是一种类C语言，虽然兼容了大部分C语言程序格式，但其C编译器不能支持结构体、指针以及函数调用，这使其在编写规模仿真程序方面大大受限，并给大规模仿真程序的编写带来了诸多不便。2）RTDS提供的CBuilder编程语言环境纯代码编写的方式，因此采用CBuilder编程环境的大规模仿真程序存在程序可读性不强，移植性差以及程序调试不方便等先天性不足。

第二种方案，由于受到RTDS自带仿真建模工具Draft的限制，随着控制保护元件仿真规模的扩大是行不通的。RTDS自带的仿真建模工具Draft，当在1个Rack上仿真模型的原件数量超过5000个时，仿真模型的编译速度将急剧减慢，编译一次的时间基本在30分钟左右，甚至经常出现模型编译失败的情况。仅以直流输电控制保护仿真为例，一般在一个Rack中需要仿真极控、站控和保护等程序，元件数量将达到6000多个甚至更多，这样就会频繁出现模型编译失败的情况，给仿真模型的编译和运行都带来的巨大的不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种RTDS自定义元件编程封装方法，以解决目前RTDS自定义元件编程封装都是基于RTDS的CBuilder自定义元件编译环境来实现所导致给仿真模型的编译和运行带来很大不便的问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种RTDS自定义元件编程封装方法，该方法的步骤如下：

1）根据特定的需求编写所需的基础功能元件块；

2）将所编写的基础功能模块进行大规模控制保护逻辑功能组态；

3）将大规模控制保护组态程序生成能在RTDS的Draft建模工具直接使用的RTDS自定义元件；

4）应用自动生成元件模块与RTDS自带的系统元件和控制元件进行仿真建模，对大规模控制保护进行仿真研究。

所述步骤1）中基础功能元件块编写方法如下：

A．定义功能模块名称和功能块描述；

B．定义输入引脚和输出引脚以及变量类型；

C．生成模块代码框架，编写模块代码；

D．将编写完成的基础功能元件块存入基础功能模块库。

所述步骤2）中大规模控制保护逻辑功能组态生成过程如下；

a．建立一个逻辑组态工程，并对所仿真的控制保护程序按逻辑功能程序包进行分页；