电力系统模块库-SimPowerSystems.doc

电力系统模块库电力系统模块库是专用于RLC电路，电力电子电路，电机传动控制和电力系统仿真模块库。该模块库包含了各种交/直流电源，大量电气元器件和电工测量仪表以及分析工具等。利用这些模块可以模拟电力系统运行和故障的各种状态，并进行仿真和分析。电力系统模块库在树状结构窗口名为SimPowerSystems，以SimPowerSystems4.0为例，展开后如下图所示，共含有7个可用子库和1个废弃的相量子库。SimPowerSystems4.0中还含有一个功能强大的图形用户分析工具Powergui。1.Electrical Sources电源子库 2.Elements元件子库3.Machines电机子库 4.Power Electronics电力电子子库5.Measurements测量子库 6.Phasor Elements相量子库 7.Application Libraries应用子库 8.Extra Library附加子库1.Electrical Sources电源子库电源子库提供了7种电源模块，分别是单相交流电流源，单相交流电压源，单相受控电流源和单相受控电压源，直流电压源，三相可编程电压源和三相电源模块。这些模块的图标及功能简介参见附录表D-1 电源子库模块名用途AC Current Source提供一个正弦交流电流源AC Voltage Source提供一个正弦交流电压源Controlled Current Source提供一个输出电流受输入信号控制的可控电流源Controlled Voltage Source提供一个输出电压受输入信号控制的可控电压源DC Voltage Source提供一个直流电压源3-Phase Programmable Voltage Source提供一个三相可调节电源信号，其中幅值、相角、频率和谐波均可变3-Phase Source提供一个带有电阻和电感的三相电压源2.Elements元件子库元件子库提供了29种常用的电器元件模块，其中有9种变压器模块（包括耦合电路）,7种线路模型，5种负荷模型，4种断路器模块（包括避雷针模块），1个物理接口端子模块，1个接地模块，1个中性点模块，1个三相滤波器模块。这些模块的图标及功能简介参见附录表D-2 元件子库模块名用途Breaker断路器（模拟空气开关等）Connection Port物理接口端子Distributed Parameters Line分布参数线路模块Ground接地Linear Transformer三绕组线性变压器（单相）Multi-Winding Transformer多绕组变压器Mutual Inductance三项耦合线圈Neutral中性点Parallel RLC Branch并联RLC支路Parallel RLC Load并联RLC负荷PI Section Line分布电容、电感为PI型的传输导线Saturable Transformer饱和变压器Series RLC Branch串联RLC支路Series RLC Load串联RLC负荷Surge Arrester避雷针3-Phase Breaker三相断路器3-Phase Dynamic Load有功功率和无功功率可调节的三相三绕组动态负荷3-Phase Fault三项可变故障断路器3-Phase Harmonic Filter三相谐波滤波器3-Phase Mutual Inductance Z1-Z0用正序和零序参数表示的三项耦合电感3-Phase Parallel RLC Branch三相并联RLC支路3-Phase Parallel RLC Load三相并联RLC负荷3-Phase PI Section Line三相PI型电路3-Phase Series RLC Branch三相串联RLC支路3-Phase Series RLC Load三相串联RLC负荷Three-Phase Transformer(Three Windings)三相三绕组变压器Three-Phase Transformer(Two Windings)三相双绕组变压器3-Phase Transformer 12-terminals三个单项双绕组变压器组成的模块，所有端口可见Zigzag Phase-Shifting TransformerZ形移相变压器3.Machines电机子库电机子库提供了16种常用的电机模块，其中有2种简化的同步电机，3种详细的同步电机，2种直流电机，2种异步电机，1个汽轮机及控制器，1个永磁同步电机，2种电力系统稳定器，1个电机信号分离模块，1个励磁系统，1个水力和蒸汽涡轮调速系统模型。电机参数的单位有标幺制和国际单位制两种。电机模块既可以用作电动机，也可以发发电机。这些模块的图标及功能简介参见附录表D-3 电机子库模块名用途Asynchronous Machine pu Units异步电机（标幺值单位）模块Asynchronous Machine SI Units异步电机（国际单位）模块DC Machine直流电机模型，可用作电动机或发电机Discrete DC_Machine离散直流电机Excitation System为交流同步机提供励磁控制的模块Generic Power System Stabilizer普通电力系统稳定器模块Hydraulic Turbine and Governor水轮机和控制器模块，用以和同步发电机配套Machines Measurement Demux电机测量单元，将各种电机模型输出的测量信号集分离为单个信号输出Muti-Band Power System Stabilizer多频段电力系统稳定器模块Permanent Magnet Synchronous Machine交流同步电机，转子为永磁体Simplified Synchronous Machine pu Units同步电机简单模块（标幺值单位）Simplified Synchronous Machine SI Units同步电机简单模块（国际单位）Steam Turbine and Governor汽轮机和控制器模块，用以和同步发电机配套Synchronous Machine pu Fundamental同步电机基本模块（标幺值单位）Synchronous Machine pu Standard同步电机标准模块（标幺值单位）Synchronous Machine SI Fundamental同步电机简单模块（国际单位）4.Power Electronics电力电子子库电力电子子库提供了9种模块，分别是二极管，简化晶闸管，复杂晶闸管，GTO，理想开关，MOSFET，IGBT，通用桥式电路和三电平桥式电路。这些模块的图标及功能简介参见附录表D-4 电子电力子库模块名用途Detailed Thyristor带RC缓冲电路的详细晶闸管模块Diode带RC缓冲电路的二极管模块Gto带RC缓冲电路的GTO模块Ideal Switch带RC缓冲电路的开关模块，开关状态由门极信号控制IGBT带RC缓冲电路的IGBT模块Mosfet带RC缓冲电路的Mosfet模块Three-Level Bridge三相桥式整流电路模块Thyristor带RC缓冲电路的晶闸管模块Universal Bridge通用桥模块，可设置为单相或三相桥，可以选择不同的电力电子器件，并且可用以用作整流器或逆变器5.Measurements测量子库测量子库中的模块有5种，分别是电压测量模块，电流测量模块，阻抗测量模块，三相电压电流测量模块和万用表模块。这些模块的图标及功能简介参见附录表D-5 测量子库模块名用途Current Measurement用于检测电流，使用时串联在被测电路中Impedance Measurement用于测量一个电路某两点之间的阻抗Multimeter多路测量仪，可同时检测系统中多点的多项电量参数Three-Phase V-I Measurement可测量三相电路中各相的电压、电流信号，使用时串联在被测电路中Voltage Measurement用于检测电压，使用时并联在被测电路中6.Phasor Elements相量子库相量子库已经被废弃，其中仅包括一个静止无功补偿器模块（Static Var Compensator）。7.Application Libraries应用子库应用子库中又包含了3个子库，分别是“分布式电源子库”，“特种电机子库”和“FACTS子库”。“分布式电源子库”中目前只含有适合于普通风能发电系统的分布式能源模型；“特种电机子库”中含有特殊的直流，交流电机模块和轴系及减速器模型；“FACTS子库”中含有HVDC系统模型，基于FACTS的电力电子模块和特种变压器。这些模块相对都比较复杂，可以在具体的应用时参看SIMULINK的帮助。8.Extra Library附加子库附加子库中包含了上述模块库中没有的其他的电气元件模型，使用这些模块可以使系统的仿真功能更加强大。附加子库又包含了7个子模块库，其中“额外电机子库”（Additional Machines）和“三相模块库”（）已经废弃，剩余的5个模块子库分别涉及控制模块，离散控制模块，离散测量模块，测量模块，相量模块等相关内容，包括RMS测量，有效和无功功率计算，傅里叶分析HVDC控制，轴系变换，三相V-I测量，三相脉冲和信号发生，三相序列分析，三相PLL和连续/离散同步6/12脉冲发生器等。这些模块的图标及功能简介参见附录表D-6 附加子库子库名模块名用途Control BlocksSynchronized 12-Pulse Generator12脉冲逆变器晶闸管同步触发模型1-phase PLL单相锁相环1st-Order Filter一阶滤波器2nd- Order Filter二阶滤波器3-phase PLL三相锁相环3-phase Programmable Source三项可变电源发生器BistableSR型双稳态电路模块Edge Detector边缘检测模块Monostable单稳态电路模块On/Off Delay输入信号变化时的延时PWM Generator脉宽调制信号发生器Sample Hold采样保持模块Synchronized 6-Pulse Generator6脉冲逆变器晶闸管同步触发模型Timer在指定的时间改变信号Discrete Measurements3-phase Instantaneous Active Reactive Power三星瞬时有功、无功功率测量仪abc_to_dq0 Transformation将abc系统内的信号变换到dq0系统中Discrete 3-phase PLL-Driven Positive Sequence Active Reactive Power离散三相正序有功、无功功率计算Discrete 3-phase PLL-Driven Positive Sequence Fundamental Value离散三相正序基频分量Discrete 3-phase Positive Sequence Active Reactive Power离散三相正序有功、无功功率Discrete 3-phase Positive Sequence Fundamental Value离散三相正序基频分量Discrete 3-phase Sequence Analyzer离散三相序分量分析仪Discrete 3-phase Total Power离散三相总有功功率Discrete Active Reactive Power计算有功功率和无功功率Discrete Fourier离散傅里叶变换Discrete Mean value离散均值计算Discrete PLL-Driven Fundamental Value计算输入信号的基频值Discrete RMS Value离散均方根值计算Discrete Total Harmonic Distortion离散总谐波畸变率计算Discrete Variable Frequency Mean value计算输入信号的均值dq0-based Active Reactive Powerdq0系统中的有功、无功功率测量仪dq0_to_abc Transformation将dq0 系统内的信号变换到abc系统中FFT傅里叶变换Discrete Control BlocksDiscrete 1-phase PLL离散的锁相环模型Discrete 2nd- Order Filter离散的二阶滤波器模型Discrete 2nd- Order Variable-Tuned Filter离散的二阶可调谐滤波器Discrete 3-phase PLL离散的三相锁相环Discrete 3-phase Programmable Source离散的三相可变电源发生器Discrete 3-phase PWM Generator离散的三相PWM发生器Discrete Bistable离散的SR型双稳态电路模型Discrete Edge Detector离散的边缘检测模型Discrete Gamma Measurement离散的对比系数检测器Discrete Lead-Lag离散的超前滞后模型Discrete Monostable离散的单稳态电路模型Discrete On/Off Delay离散的输入信号延时模型Discrete PI Controller离散的PI控制器模型Discrete PID Controller离散的PID控制器模型Discrete PWM Generator离散的脉宽调制信号发生器模型Discrete Rate Limiter离散的比率限制器模型Discrete Simple Hold离散的采样与保持器模型Discrete Synchronized 12-Pulse Generator离散的同步12脉冲发生器Discrete Synchronized 6-Pulse Generator离散的同步6脉冲发生器Discr