6.7 线损分析

1、实验目的

基于Simulink官方的配电网线损分析仿真案例,采用低代码控制器计算分路分段线损率,实现硬件在环仿真。

2、实验模型

分路分段线损分析是配电台区智能融合终端的重要分析业务功能之一,通过采集馈线侧与表箱侧的电能量数据、台区总电能量数据,通过汇总、对比,分级、分层进行线损分析和管理,便于查找线损点和窃电点。本实验以自主搭建台区配电线路模型为基础,用低代码控制器计算分路分段线损率,模型如下图所示:

线损分析仿真模型

3、实验步骤

低代码控制器的特点在于不需要对控制器进行代码的编写,只要在excel文件之中进行测点配置、通信通道和AOE配置就可以实现相应的控制。

3.1、编写低代码控制器配置文件

低代码控制器文件配置分为三个部分:测点配置、通信通道配置和AOE配置。测点配置用于配置控制器输入和输出信号点的参数,通信通道的配置是为了将控制器与simulink仿真模型建立modbus通信,实现仿真模型与控制器的信息交互,而AOE配置是建立AOE模型网络来实现所需的控制逻辑和功能。

3.1.1、测点配置

测点配置表格的内容包含了测点的点号、名称、别名、是否离散、是否是计算点以及默认值等。点号是程序里给这个测点的编号,可以自己定义,使用时,测点与通信通道的点号一一对应完成对接。别名是英文字母与下划线组合使用,可以当做变量名用于AOE表格里表达式的书写,使之可以不用点号来表达,使得表达式的意思表达得更加清楚。本案例测点配置如下图所示:

线损分析测点配置

3.1.2、通信通道配置

低代码控制器通过Modbus协议与Simulink进行通信。由于Matlab仅有Modbus客户端功能,因此需要将低代码控制器配置为Modbus服务端,如下图所示,其中通道数量为1,服务端口需设置为未占用端口。

线损分析通信配置

然后对客户端信息和测点信息等进行配置,如下图所示:

线损分析通信通道配置

3.1.3、AOE配置

本案例中AOE文件配置内容分为三个部分。

AOE网络声明

AOE网络声明部分,定义了表格之中的AOE网络个数和整体信息以及一些变量的初始值。本案例中的AOE网络声明如下所示:

AOE网络声明

aoe触发条件设置为事件驱动。

AOE节点声明

本案例的AOE节点声明如下所示:

AOE节点声明

第一个节点是simulink通信事件节点,为事件触发类型,当DoCal_POINT>0.5时,也就是测点11输出1,表示允许控制器计算时,该节点被触发,进入运算流程;第2个节点是计算中间节点;最后一个节点是结束节点,是事件触发类型,当所有的计算步骤都完成,信号传输后,进入结束节点,计算结束,并将DoCal_POINT的数值改为0,等待下一次通信之后,开始计算。超时时间定为100ms,因为需要DoCal_POINT置0再让AOE执行过程结束,防止AOE被反复触发。

AOE边声明

线损率的计算公式为:线损率=(台区总表日用电量-∑(户表日用电量))/台区总表日用电量。本案例中的AOE边声明如下图所示:

AOE边声明

本实验中的边声明的动作类型是SetPoints,SetPoints类型的动作边在连接节点的同时还需要进行动作。

3.2、编写Simulink与控制器通信程序

打开Simulink模型中S-函数的源文件,将S-函数的输入信号数量设置为2、输出信号数量设置为1,采样时间,采样时间设置为0.1(每仿真0.1s与控制器通信一次)。添加建立Modbus通信的命令,其中需要服务端ip和端口参数:

S函数Modbus通信地址

添加数据采集、读取线损率计算结果指令程序:

S函数指令读写

3.3、低代码控制器配置与运行

该步骤具体操作同房屋温度控制,此处不再赘述。

3.4、运行仿真

先运行低代码控制器,再运行Simulink模型,进行仿真。通过验算易得低代码控制器能够正确分析分路分段线损。

仿真结果

由该仿真实验可以看出,使用低代码控制器并不需要繁复的程序代码编写,只需要编写测点配置、通信通道配置和AOE配置文件就可以实现通信和控制功能,与目前常用的其他控制器相比,更方便于非编程技术背景人员的应用。

附件:线损分析.rar