Modelica 中无事件的开/关控制

Question

我正在尝试根据电网电压控制并网光伏系统。 这个想法是这样的：当电网电压上升到VMax以上时，我想关闭系统一段时间。当 timeOff 过去后，我想再次打开，但只有当电网电压低于 VMax 时。

我目前有两个实现；两者都在创建许多事件，我想知道是否有更有效的方法。这就是它现在的实现方式：

package Foo
model PVControl1 "Generating most events"

parameter Real VMax=253;
parameter Real timeOff=60;

input Real P_init "uncontrolled power";
input Real VGrid;
Real P_final "controlled power";
Boolean switch (start = true) "if true, system is producing";
discrete Real restartTime (start=-1, fixed=true) 
  "system is off until time>restartTime";

equation
when {VGrid > VMax, time > pre(restartTime)} then
  if VGrid > VMax then
    switch = false;
    restartTime = time + timeOff;
  else
    switch = true;
    restartTime = -1;
  end if;
end when;

if pre(switch) then
  P_final = P_init;
else
  P_final = 0;
end if;
end PVControl1;

model PVControl2;
  "Generating less events, but off-time is no multiple of timeOff"

parameter Real VMax=253;
parameter Real timeOff=60;

input Real P_init "uncontrolled power";
input Real VGrid;
Real P_final "controlled power";
discrete Real stopTime( start=-1-timeOff, fixed=true) 
  "system is off until time > stopTime + timeOff";

equation 
when VGrid > VMax then
  stopTime=time;
end when;

if noEvent(VGrid > VMax) or noEvent(time < stopTime + timeOff) then
  P_final = 0;
else
  P_final = P_init;
end if;
end PVControl2;

model TestPVControl;
  "Simulate 1000s to get an idea"

PVControl pvControl2(P_init=4000, VGrid = 300*sin(time/100));
end TestPVControl;

end foo;

运行时，我通过 PVControl1 获取 8 个事件，通过 PVControl2 获取 4 个事件。 看看PVControl2，我实际上只需要在VGrid 变得大于VMax 时发生一个事件。这只会给出 2 个事件。当 VGrid 再次低于 VMax 时，会生成其他 2 个事件。

有没有办法进一步改进我的模型？
谢谢， 罗尔

Answer 1

我有几点意见。我认为您正在将事件视为何时激活when子句中的方程。但这并不完全正确。当离散变量的值发生变化时，就会发生事件。关键是连续积分器必须在该点停止并将方程与新值积分。

要了解在这种情况下这对您有何影响，您应该考虑匿名表达式（如 when 子句中的表达式）可能被视为匿名离散变量。换句话说，您可以将其视为等价于：

Boolean c1 = VGrid > VMax;

when c1 then
  ...
end when;

...并且需要注意的重要一点是，当 当 >VGrid 变得大于 VMax 时，以及当它变得小于 VMax 时。现在考虑一下：

Boolean c1 = VGrid > VMax;
Boolean c2 = time > pre(restartTime);

when {c1, c2} then
  ...
end when;

现在您已经获得了更多事件，因为涉及两个条件，并且每次其中一个条件更改值时您都会生成事件。

说了这么多，你真的遇到性能问题了吗？通常，此类事件仅在出现“抖动”（由于积分过程中的数值噪声而导致条件值改变符号的情况）时才成为问题。您是否有任何数字可以表明这些事件的严重程度？了解您使用什么工具来模拟这些事情也可能会有所帮助。

最后，我从你的逻辑中不明白的一件事是，如果 VGrid>VMax 然后在 timeOff 之后，VGrid 仍然大于 VMax 会发生什么？

假设它正确处理最后一种情况，我认为 PVControl2 实际上就是您想要的（并且生成的事件数量正是我期望的，并且出于我期望的原因）。

Answer 2

也许我的答案是 1/2 一年太晚了，但在这种情况下，系统似乎有可能不僵硬，在这种情况下，显式积分器（如 Dymola 中的 CERK 积分器）将使您的模拟运行时间快得多。