一种Matlab-ATP集成自动化调用方法
【专利摘要】本发明公开了一种Matlab-ATP集成自动化调用方法，该方法基于Matlab和ATP的运行机制，以完全图形化的用户操作方式，能够设置多重故障条件，以ATP为工具自动化地遍历仿真故障模型，其仿真结果可集中化处理，实现仿真自动化与数据处理高效性的结合；本发明能够使Matlab在编程、运算、数据处理、图形处理方面的优势与ATP在电力系统暂态仿真方面的权威性有机融合，进而可利用ATP完备的数学模型灵活、高效地进行电力系统仿真计算，研究多重参数变化对系统的影响，以ATP的准确性校验其他仿真软件的仿真精确度等。
【专利说明】—种MatIab-ATP集成自动化调用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种Matlab-ATP集成自动化调用方法。
【背景技术】
[0002]在电力系统继电保护中，故障后电气量受故障类型、故障位置、故障初始角、过渡电阻值、电网运行方式等诸多因素影响。对于保护原理的设计和校验、测距原理的验证，以及保护装置、测距装置、录波装置等装置的数字仿真校验，均需要各种故障情况和运行方式组合下的暂态数据，以及相应的数据处理。全面有效的计算和校验需要数以千计的仿真，若每次仿真的设置、启动都需要人工干预，需要耗费大量的时间和人力，且不能保证零出错率，因此目前对于仿真模型多参数变化的自动仿真具有急切需求。
[0003]权威的电磁暂态仿真软件EMTP具备较完整的数学模型和高仿真精度，但其应用范围始终受其商业性限制。ATP是EMTP最广泛使用的免费版本，由于隐藏了内部细节，用户需通过建模-设置-运行依次完成一次仿真任务，不具备海量仿真的自动执行能力。
[0004]在传统的方法中，每次仿真过程都需要人工的参与，仿真数量巨大时，操作繁琐，时间、人力耗费巨大，效率和操作准确率较低。
【发明内容】
[0005]本发明为了解决上述问题，提出了一种Matlab-ATP集成自动化调用方法，该方法基于Matlab和ATP的运行机制，以完全图形化的用户操作方式，能够设置多重故障条件，以ATP为工具自动化地遍历仿真故障模型，其仿真结果可集中化处理，实现仿真自动化与数据处理高效性的结合。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0007]—种Matlab-ATP集成自动化调用方法,包括以下步骤:
[0008](I)在ATPDraw软件界面中进行常规图形建模，建立待研究的仿真模型，并生成对应的*.atp文件；
[0009](2)Matlab从ATP安装目录下的work路径下，导出待仿真模型的*.atp文件,将该文件导入ATP安装目录的atpmingw路径下；
[0010](3)Matlab接收GUI界面中输入的各个故障参数的变化范围，将多个参数的变化处理成多层循环嵌套；
[0011](4)在最内层循环，Matlab切换当前路径至ATP安装目录下的atpmingw路径下，在仿真模型对应的*.atp文件中，以写文件方式将各个故障参数的新值写入各自对应的位置，以*.mat文件保存仿真结果；
[0012](5)Matlab读取此时的循环进程对应的故障信息，并整合成字符串；将*.mat文件导入其工作空间Workspace内，以该字符串对*.mat文件重命名；
[0013](6)Matlab通过嵌套循环完成各个故障参数变化组合下的所有故障情景的仿真。
[0014]所述步骤(3)中，每层嵌套对应一个参数的变化,变化范围对应该参数设定的初值、终值，循环步长对应该参数设定的步长；对嵌套的内外顺序没有要求；
[0015]所述步骤(4)的具体方法为:最内层循环，Matlab切换当前路径至ATP安装目录下的atpmingw路径下，在仿真模型对应的*.atp文件中，以写文件方式将各个故障参数的新值写入各自对应的位置；Matlab调用可执行程序Tpbig.exe,执行对修改后的*.atp文件的仿真，仿真结束后，Matlab调用可执行程序P142mat.exe，将仿真生成的*.pl4文件转化为与*.atp文件同名的*.mat文件。
[0016]所述步骤(5)中，其具体方法为=Matlab读取此时的循环进程对应的故障信息，并整合成字符串；将*.mat文件导入其工作空间Workspace内，以该字符串对*.mat文件重命名，Matlab接收⑶I界面中的设置的数据存储位置，将重命名后的*.mat文件导入该位置。
[0017]所述步骤(6)的具体方法为:对于所有参数对应的整个嵌套循环，由外层循环逐层进入内层循环，在内层循环终止之后，接着执行外层，再由外层循环进入内层循环中，当最外层循环执行完成时，全部仿真完成。
[0018]本发明的有益效果为:能够使Matlab在编程、运算、数据处理、图形处理方面的优势与ATP在电力系统暂态仿真方面的权威性有机融合，进而可利用ATP完备的数学模型灵活、高效地进行电力系统仿真计算，研究多重参数变化对系统的影响，以ATP的准确性校验其他仿真软件的仿真精确度等；具备较高的应用价值和开阔的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为传统的利用ATP仿真的方法流程示意图； [0020]图2为最内层循环中的参数修改、仿真和结果存储的实现示意图；
[0021]图3为本发明中与用户交互的⑶I界面；
[0022]图4为本发明的工作原理图，其中的IAM内核即为图2示意图。
【具体实施方式】:
[0023]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0024]如图1所示，一种传统的利用ATP仿真的调用方法，在ATPDraw界面中修改参数，人工启动ATP仿真，执行P142mat.exe文件，将仿真结果转化为.mat文件，人工将Matlab导入.mat文件，进行数据分析；循环N次，在传统的方法中，每次仿真过程都需要人工的参与，仿真数量巨大，N可达103时，操作繁琐，时间、人力耗费巨大，效率和操作准确率较低。
[0025]如图2-图4所示，一种Matlab-ATP集成自动化调用方法的实现流程为:
[0026]DMatlab从ATP安装目录下的work路径下，导出待仿真模型的*.atp文件,将该文件导入atpmingw路径下。
[0027]2)Matlab接收GUI界面中输入的各个故障参数的变化范围。将多个参数的变化处理成多层循环嵌套，每层嵌套对应一个参数的变化范围；步骤3)、4)均针对最内层循环。
[0028]3)在最内层循环，Matlab切换当前路径至ATP安装目录下的atpmingw路径下，在仿真模型对应的*.atp文件中，以写文件方式将各个故障参数的新值写入各自对应的位置。Matlab调用可执行程序Tpbig.exe，执行对修改后的*.atp文件的仿真。仿真结束后，Matlab调用可执行程序P142mat.exe,将仿真生成的*.pl4文件转化为与*.atp文件同名的*.mat文件。[0029]4)Matlab读取此时的循环进程对应的故障信息，并整合成字符串；将mat文件导入其工作空间Workspace内，以该字符串对*.mat文件重命名。Matlab接收⑶I界面中的设置的数据存储位置，将重命名后的*.mat文件导入该位置。
[0030]5)Matlab通过嵌套循环完成各个故障参数变化组合下的所有故障情景的仿真。
[0031]同传统方法相比，该方法使得ATP在功能上成为Matlab的一个内嵌模块，人工与GUI界面交互，只需进行一次设置，其他所有操作均由后台程序自动完成。由于仿真结果的mat文件是以其各自代表的故障信息命名，故所有mat文件命名具有规律性，可通过批处理技术统一分析数据结果。极大提高了仿真过程的自动化、仿真效率及数据处理效率。
[0032]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【权利要求】
1.一种Matlab-ATP集成自动化调用方法，其特征是:包括以下步骤: (1)在ATPDraw软件界面中进行常规图形建模，建立待研究的仿真模型，并生成对应的*.atp文件； (2)Matlab从ATP安装目录下的work路径下，导出待仿真模型的*.atp文件,将该文件导入ATP安装目录的atpmingw路径下； (3)Matlab接收⑶I界面中输入的各个故障参数的变化范围，将多个参数的变化处理成多层循环嵌套； (4)在最内层循环，Matlab切换当前路径至ATP安装目录下的atpmingw路径下,在仿真模型对应的*.atp文件中，以写文件方式将各个故障参数的新值写入各自对应的位置，以*.mat文件保存仿真结果； (5)Matlab读取此时的循环进程对应的故障信息，并整合成字符串；将*.mat文件导入其工作空间Workspace内，以该字符串对*.mat文件重命名； (6)Matlab通过嵌套循环完成各个故障参数变化组合下的所有故障情景的仿真。
2.如权利要求1所述的一种Matlab-ATP集成自动化调用方法，其特征是:所述步骤(3)中，每层嵌套对应一个参数的变化，变化范围对应该参数设定的初值、终值，循环步长对应该参数设定的步长；对嵌套的内外顺序没有要求。
3.如权利要求1所述的一种Matlab-ATP集成自动化调用方法，其特征是:所述步骤(4)的具体方法为:最内层循环，Matlab切换当前路径至ATP安装目录下的atpmingw路径下，在仿真模型对应的*.atp文件中，以写文件方式将各个故障参数的新值写入各自对应的位置；Matlab调用可执行程序Tpbig.exe，执行对修改后的*.atp文件的仿真，仿真结束后，Matlab调用可执行程序P142mat.exe，将仿真生成的*.pl4文件转化为与*.atp文件同名的*.mat文件。
4.如权利要求1所述的一种Matlab-ATP集成自动化调用方法，其特征是:所述步骤(5)中，其具体方法为=Matlab读取此时的循环进程对应的故障信息，并整合成字符串；将*.mat文件导入其工作空间Workspace内，以该字符串对*.mat文件重命名，Matlab接收GUI界面中的设置的数据存储位置，将重命名后的*.mat文件导入该位置。
5.如权利要求1所述的一种Matlab-ATP集成自动化调用方法，其特征是:所述步骤(6)的具体方法为:对于所有参数对应的整个嵌套循环，由外层循环逐层进入内层循环，在内层循环终止之后，接着执行外层，再由外层循环进入内层循环中，当最外层循环执行完成时,全部仿真完成。
【文档编号】G06F9/455GK103970591SQ201410231073
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】梁军, 牛睿, 贠志皓 申请人:山东大学