用PSCAD比较同一条线路在不同故障条件下的响应,每轮从零开始,故障前那段建立电压、电流的过程就要重复计算。仿真快照可以把某一时刻的求解状态保存下来,让后续工况从这个状态起算。做这类对比时,快照取在哪个时刻,以及续算后的图表时间与故障动作时间如何对应,都会影响波形的解读。
一、PSCAD仿真快照怎么保存
下面以PSCAD 5系列英文界面为例。对比多个故障工况时,可以用定时快照固定起算点。如果只是想在试跑途中临时留一个状态,也可以手动保存。
1、先试跑一次,确定快照时刻
①、在工作区右键单击算例,选择【Project Settings】,进入【Runtime】,将【Startup method】设为【Standard】。
②、在【Duration of run】中填入试跑时长,点击【OK】并运行算例。打开电压、电流及相关控制量的【Graph】,查看启动暂态结束后各量的变化。
③、在【Graph】上选取拟保存的时刻。比如线路在0.40秒后已进入正常运行状态,故障计划在0.60秒投入,可以选0.50秒作为快照时刻。
判断交流系统是否进入正常运行状态,可以对照相邻几个周波的幅值和形状。只看某个采样点,容易把振荡过程中暂时经过目标值的时刻当作稳态。
2、按指定时刻生成快照文件
需要多次使用同一个故障前状态时,单次定时快照就够用。快照时间按秒填写,计算要运行到该时刻之后。
①、打开【Project Settings】→【Runtime】,在【Timed Snapshot(s)】中选择【Single(Once Only)】。
②、在【Snapshot file】中填入文件名,例如【prefault_050.snp】,在【Time】中填入0.50,在【Duration of run】中填入大于0.50秒的数值,例如0.70。
③、点击【OK】并运行算例。结束后核对生成的【prefault_050.snp】,将它与对应的算例版本一起保留。
3、在运行途中手动保存
①、启动算例,在仿真仍在运行时查看【Graph】上的时间和信号变化。
②、到达准备保存的运行阶段时,在【Home】选项卡点击【Snapshot】,并记下保存时所处的工况。需要固定到指定时刻时,改用【Timed Snapshot(s)】。
二、PSCAD怎么用仿真快照续算
续算时要把保存好的快照设成启动输入。这里容易混淆的是,快照时刻决定从哪里起算,运行时长决定从那里再算多久。两项填对后,还要核对按绝对仿真时间触发的事件。
1、载入快照并设置续算长度
①、打开生成该快照的算例,进入【Project Settings】→【Runtime】,在【Startup method】中选择【From Snapshot File】。
②、在【Input File】中填写快照路径,或点击【Browse】选中【prefault_050.snp】。
③、如果从0.50秒续算到0.80秒,在【Duration of run】中填0.30秒。本轮只读取快照时,将【Timed Snapshot(s)】设为【None】。点击【OK】并运行。
加载成功后,求解从快照保存的状态开始。电感电流、电容电压及已保存的积分状态可作为续算的初始条件。若还需要故障前整段波形,应保留首轮仿真的通道输出。
2、对齐波形横轴与故障动作时间
同一个故障点,在图上可能显示为0.60秒,也可能显示为续算开始后的0.10秒。差别来自图表是否扣除了快照起点的时间偏移。
①、打开【Runtime】,查看【Remove Time Offset When Starting From a Snapshot】。要让续算图沿用原算例的时间坐标,取消勾选这一项。
②、检查模型中的故障或断路器控制逻辑。若触发条件使用绝对仿真时间,快照取在0.50秒,且希望续算0.10秒后投入故障,就在相应的【时间参数】中保留或填写0.60秒。
③、运行后在【Graph】上核对故障控制信号与电流波形的变化时刻。保留原时间坐标时,预期在0.60秒附近动作。若横轴从零显示,则在0.10秒附近查找同一次动作。
三、PSCAD仿真快照续算异常怎么排查
快照读不进来,和读进来以后波形有偏差,是两类情况。前一种可从文件和算例是否匹配查起,后一种用一轮不改工况的对照运行更容易定位。
1、找不到快照或载入时出错
①、回到生成快照的算例,在【Runtime】中核对【Timed Snapshot(s)】、【Snapshot file】和【Time】。确认【Duration of run】大于快照时间,且该次运行确实越过了保存时刻。
②、返回续算算例,在【Input File】旁点击【Browse】,重新选中实际生成的【.snp文件】。目录里有同名文件时,核对文件位置和生成时间。
③、如果保存快照后改过线路接线、元件构成或求解步长,用生成快照时的算例和【Solution time step】重试。若要使用修改后的电路,从【Standard】启动,生成与新算例对应的快照。
2、用同工况波形核对起算点
如果续算一开始就出现预期之外的跳变,可以挑一小段首轮仿真的波形做对照。电压、电流和控制信号放在一起看,较容易分清是状态接续有偏差,还是事件提前触发了。
①、保留首轮仿真的【电压输出通道】、【电流输出通道】及故障控制信号,取出0.50秒之后的一小段作为对照。
②、用同一个【.snp文件】续算,保持原算例的控制设置与【Solution time step】,按同一时间坐标对照快照之后的波形。
③、若波形形状相近但横轴错开,回查【Remove Time Offset When Starting From a Snapshot】。若控制信号先发生变化,回查对应的【故障投入时间】和【断路器动作时间】。
总结
仿真快照的价值在于复用一段已算好的初始状态,让几组故障工况从同一个运行条件出发。把快照时刻、算例版本和事件时刻随文件记下来,日后对照波形时就有依据。遇到两轮结果接不上,可以用同工况短跑分辨时间轴偏移和实际状态差异。也欢迎交流你在快照续算时遇到的波形问题。
