電力系統(tǒng)模塊庫詳解

1、電力系統(tǒng)模塊庫電力系統(tǒng)模塊庫是專用于 RLC電路，電力電子電路，電機傳動控制和電力系統(tǒng)仿真模 塊庫。該模塊庫包含了各種交/直流電源，大量電氣元器件和電工測量儀表以及分析工具等。 利用這些模塊可以模擬電力系統(tǒng)運行和故障的各種狀態(tài)，并進行仿真和分析。電力系統(tǒng)模塊庫在樹狀結(jié)構(gòu)窗口名為 SimPowerSystems，以SimPowerSystems4.0為例， 展開后如下圖所示，共含有 7個可用子庫和1個廢棄的相量子庫。 SimPowerSystems4.0中 還含有一個功能強大的圖形用戶分析工具Powergui。電源子庫元件子庫I.EIectrical Sources2.Eleme ntsCapy

2、iriM 1Q07-4.Power ElectronicsM jchin es固Me jsursmsnisApplicationLi bbio齡SirPoune rSystc ms4 TrarEnerie T«chnlogies,n£«ro Qdbec and The MjthWoilts, I nt.電機子庫4.wer Electro nics電力電子子庫5.Measurements測量子庫6.Phasor Elements相量子庫3.Machi neswer Electr onics7.Application Libraries應用子庫 8.Extra Lib

3、rary附加子庫.Electrical Sources電源子庫電源子庫提供了 7種電源模塊，分別是單相交流電流源， 單相交流電壓源，單相受控電 流源和單相受控電壓源， 直流電壓源，三相可編程電壓源和三相電源模塊。這些模塊的圖標及功能簡介參見附錄口Untrolledi Voltage 魁olmc電口AC Current Sou(c«口C口nhu lied Cun elit uDC VoT hfee-Kh ase ognammablt Vftltaas SourceaTibi fa a- IP |>.a£A STiDLirra表D-1電源子庫模塊名用途AC Current

4、 Source提供一個正弦交流電流源AC Voltage Source提供一個正弦交流電壓源Controlled Current Source提供一個輸岀電流受輸入信號控制的可控電流源Controlled Voltage Source提供一個輸出電壓受輸入信號控制的可控電壓源DC Voltage Source提供一個直流電壓源3-Phase Programmable Voltage Source提供一個三相可調(diào)節(jié)電源信號，其中幅值、相角、頻率和 諧波均可變3-Phase Source提供一個帶有電阻和電感的三相電壓源2. Elements元件子庫元件子庫提供了 29種常用的電器元件模塊，其中有

5、9種變壓器模塊（包括耦合電路）,7種線路模型，5種負荷模型，4種斷路器模塊（包括避雷針模塊），1個物理接口端子模塊， 1個接地模塊，1個中性點模塊，1個三相濾波器模塊。這些模塊的圖標及功能簡介參見附 錄p那伸)iRIX L<i: dPJ|I«4RLCU ud d4. hw十“a- CC nTh電3巧至St-ilA* RLC B>"4 1-1 A 6 d P -LTrrJ-ft p D C III C DThr5?t-Ptia«Pauiitifiuc Bun th"li'iTk-d Phd mrns«M Filial7Ml =

6、° :八=i4irj aiinri.-sta'Vit口直rJllSU-止卜 ft fc L 口”-j”UhitePft B5EMwim Al IndMHidWtzi.acj k 下Fl EtiiDtiOfi Lr AThm*H-Ph «i«l弘品呻U *EMdii-$4nii-<-p Un-IriAKfurmlii ?T idikvl'ni-TiaiiIh i_Phw rijniwr (Thsi ' "ndi- ps)HE>i叩 HK悄FurABCIjUj dibit 7rwl«n tiPMn 口. riji

7、riipLDjd加 i rue hO<I>口 w冊nPartr hr5* Fhjr* R宅 2 蚪Fhu事八Ip st Shifting ir-aTiparn丨ThJ艷“TrnMiifW13 TwmUalf表D-2元件子庫模塊名用途Breaker斷路器（模擬空氣開關等）Connection Port物理接口端子Distributed Parameters Line分布參數(shù)線路模塊Ground接地Linear Transformer三繞組線性變壓器（單相）Multi-Winding Transformer多繞組變壓器Mutual Inductance三項耦合線圈Neutral中性點P

8、arallel RLC Branch并聯(lián)RLC支路Parallel RLC Load并聯(lián)RLC負荷PI Section Line分布電容、電感為PI型的傳輸導線Saturable Transformer飽和變壓器Series RLC Branch串聯(lián)RLC支路Series RLC Load串聯(lián)RLC負荷Surge Arrester避雷針3-Phase Breaker三相斷路器3-Phase Dynamic Load有功功率和無功功率可調(diào)節(jié)的三相三繞組動態(tài)負 荷3-Phase Fault三項可變故障斷路器3-Phase Harmonic Filter三相諧波濾波器3-Phase Mutual I

9、nductance Z1-Z0用正序和零序參數(shù)表示的三項耦合電感3-Phase Parallel RLC Branch三相并聯(lián)RLC支路3-Phase Parallel RLC Load三相并聯(lián)RLC負荷3-Phase PI Section Line三相PI型電路3-Phase Series RLC Branch三相串聯(lián)RLC支路3-Phase Series RLC Load三相串聯(lián)RLC負荷Three-Phase Transformer(Three Windings)三相三繞組變壓器Three-Phase Transformer(Two Windings)三相雙繞組變壓器3-Phase Tr

10、ansformer 12-terminals三個單項雙繞組變壓器組成的模塊，所有端口可見Zigzag Phase-Shifting TransformerZ形移相變壓器3. Mach ines電機子庫電機子庫提供了 16種常用的電機模塊，其中有 2種簡化的同步電機，3種詳細的同步 電機，2種直流電機，2種異步電機，1個汽輪機及控制器，1個永磁同步電機，2種電力系 統(tǒng)穩(wěn)定器，1個電機信號分離模塊，1個勵磁系統(tǒng)，1個水力和蒸汽渦輪一調(diào)速系統(tǒng)模型。 電機參數(shù)的單位有標幺制和國際單位制兩種。電機模塊既可以用作電動機， 也可以發(fā)發(fā)電機。這些模塊的圖標及功能簡介參見附錄S yiL*krt hi nc9 S

11、rTllinil =>imchrrn_iiis Mazfiiie pu Lints利(TlDlARd SyrchriTiJmS w*:hre-siiJnnsrtriricircht FdtrciSynchrcnoj 伽D C Methi DC M#chi-*PriMC Uttiuevsmd KeiLlatoE's Tchfcnougr Marina pu FundamentalSynitiF*rci is hrldcrirp± putterSynchr moui F旳dinc 勺 iFunvIrfl RrlllH>/4Uj|II4h lUR II* jndA h

12、5/ c Jkr* bj> ut Mac IlIjuu i jWp斗 x Ma*hi wp'j Unis陽卵 sTirai Ma Mix Si Urw-15LKCKTltl*hSwneni1U a e li l r Mrusn-rr rar nlfJrr>hi 和;Fin Mtasijcertnt 血電凡 ¥時ivj 2 -M-3 .>巾-4缺口Fw *IdrbiM?n-l winir*Srde-r sbjl zep表D-3電機子庫模塊名Asynchronous Machine pu UnitsAsynchronous Machine SI UnitsDC

13、MachineDiscrete DC Machine用途異步電機（標幺值單位）模塊異步電機（國際單位）模塊直流電機模型，可用作電動機或發(fā)電機離散直流電機Excitation System為交流同步機提供勵磁控制的模塊Generic Power System Stabilizer普通電力系統(tǒng)穩(wěn)定器模塊Hydraulic Turbine and Governor水輪機和控制器模塊，用以和同步發(fā)電機配套Machines Measurement Demux電機測量單元，將各種電機模型輸岀的測量信號集分 離為單個信號輸岀Muti-Band Power System Stabilizer多頻段電力系統(tǒng)穩(wěn)定

14、器模塊Permanent Magnet Synchronous Machine交流同步電機，轉(zhuǎn)子為永磁體Simplified Synchronous Machine pu Units同步電機簡單模塊（標幺值單位）Simplified Synchronous Machine SI Units同步電機簡單模塊（國際單位）Steam Turbine and Governor汽輪機和控制器模塊，用以和同步發(fā)電機配套Synchronous Machine pu Fundamental同步電機基本模塊（標幺值單位）Synchronous Machine pu Standard同步電機標準模塊（標幺值單位）

15、Synchronous Machine SI Fundamental同步電機簡單模塊（國際單位）4. Power Electro nics電力電子子庫電力電子子庫提供了 9種模塊，分別是二極管，簡化晶閘管，復雜晶閘管，GTO，理想開關，MOSFET , IGBT，通用橋式電路和三電平橋式電路。這些模塊的圖標及功能簡介參 見附錄 DevicesbiodeTlryristorId e al SwitchThree-Lewei BiidgeD kvorett Control bio da ExtrasUcrntwl blocks表D-4電子電力子庫模塊名用途Detailed Thyristor帶RC

16、緩沖電路的詳細晶閘管模塊Diode帶RC緩沖電路的二極管模塊Gto帶RC緩沖電路的GTO模塊Ideal Switch帶RC緩沖電路的開關模塊，開關狀態(tài)由門極信號控制IGBT帶RC緩沖電路的IGBT模塊Mosfet帶RC緩沖電路的Mosfet模塊Three-Level Bridge三相橋式整流電路模塊Thyristor帶RC緩沖電路的晶閘管模塊Universal Bridge通用橋模塊，可設置為單相或三相橋， 可以選擇不同的電力電 子器件，并且可用以用作整流器或逆變器5. Measureme nts測量子庫測量子庫中的模塊有 5種，分別是電壓測量模塊，電流測量模塊，阻抗測量模塊，三相電壓電流測量

17、模塊和萬用表模塊。這些模塊的圖標及功能簡介參見附錄Curreni M easure m emi:Voltage MeasurementE回MultimeterTh ree-Ph 35& /-l Measu rem entImpedance MleasurernenlCo ntinu ous Merem entetiscififir M«dsuram«n1sPhasor Measiiremnte表D-5測量子庫模塊名用途Current Measurement用于檢測電流，使用時串聯(lián)在被測電路中Impedance Measurement用于測量一個電路某兩點之間的阻抗M

18、ultimeter多路測量儀，可同時檢測系統(tǒng)中多點的多項電量參數(shù)Three-Phase V-I Measurement可測量三相電路中各相的電壓、電流信號，使用時串聯(lián)在被測電路 中Voltage Measurement用于檢測電壓，使用時并聯(lián)在被測電路中6. Phasor Elements相量子庫相量子庫已經(jīng)被廢棄，其中僅包括一個靜止無功補償器模塊(Static Var Compensator)。7. Applicati on Libraries應用子庫應用子庫中又包含了 3個子庫，分別是"分布式電源子庫”，"特種電機子庫”和"FACTS子庫”?！胺植际诫娫醋訋臁?/p>

19、中目前只含有適合于普通風能發(fā)電系統(tǒng)的分布式能源模型；“特種電機子庫”中含有特殊的直流，交流電機模塊和軸系及減速器模型；“FACTS子庫”中含有HVDC系統(tǒng)模型，基于FACTS的電力電子模塊和特種變壓器。這些模塊相對都比較復雜，可以在具體的應用時參看 SIMULINK的幫助。曰己就i石DrivesHi bira ryTrarismissi or SystemsLibrary(FACTS) Library8. Extra Library附加子庫附加子庫中包含了上述模塊庫中沒有的其他的電氣元件模型，使用這些模塊可以使系統(tǒng)的仿真功能更加強大。附加子庫又包含了7個子模塊庫，其中“額外電機子庫”（Addi

20、tionalMachines）和“三相模塊庫”（）已經(jīng)廢棄，剩余的 5個模塊子庫分別涉及控制模塊，離散 控制模塊，離散測量模塊，測量模塊，相量模塊等相關內(nèi)容，包括RMS測量，有效和無功功率計算，傅里葉分析HVDC控制，軸系變換，三相 V-I測量，三相脈沖和信號發(fā)生，三相序列分析，三相 PLL和連續(xù)/離散同步6/12脈沖發(fā)生器等。這些模塊的圖標及功能簡介參見附錄Control)BlocksControl BlocksLibraryobsoleteBio加Obsolete表D-6 附加子庫子庫名模塊名用途Con trol BlocksSynchronized 12-Pulse Generator1

21、2脈沖逆變器晶閘管同步觸發(fā)模型1-phase PLL單相鎖相環(huán)1st-Order Filter一階濾波器2nd- Order Filter二階濾波器3-phase PLL三相鎖相環(huán)3-phase Programmable Source三項可變電源發(fā)生器BistableSR型雙穩(wěn)態(tài)電路模塊Edge Detector邊緣檢測模塊Monostable單穩(wěn)態(tài)電路模塊On/Off Delay輸入信號變化時的延時PWM Generator脈寬調(diào)制信號發(fā)生器Sample & Hold采樣保持模塊Synchronized 6-Pulse Generator6脈沖逆變器晶閘管同步觸發(fā)模型Timer在指定

22、的時間改變信號DiscreteMeasureme nts3-phase Instantaneous Active&Reactive Power三星瞬時有功、無功功率測量儀abc_to_dqO Transformation將abc系統(tǒng)內(nèi)的信號變換到 dq0系統(tǒng)中Discrete 3-phase PLL-Driven PositiveSequence Active & Reactive Power離散三相正序有功、無功功率計算Discrete 3-phase PLL-Driven PositiveSequence Fundamental Value離散三相正序基頻分量Discret

23、e 3-phase Positive SequenceActive & Reactive Power離散三相正序有功、無功功率Discrete 3-phase Positive SequenceFundamental Value離散三相正序基頻分量Discrete 3-phase Sequence Analyzer離散三相序分量分析儀Discrete 3-phase Total Power離散三相總有功功率Discrete Active & Reactive Power計算有功功率和無功功率Discrete Fourier離散傅里葉變換Discrete Mean value離散

24、均值計算Discrete PLL-Driven Fundamental Value計算輸入信號的基頻值Discrete RMS Value離散均方根值計算Discrete Total Harmonic Distortion離散總諧波畸變率計算Discrete Variable Frequency Mean value計算輸入信號的均值dq0-based Active & Reactive Powerdq0系統(tǒng)中的有功、無功功率測量儀dq0 to abc Tran sformati on將dq0系統(tǒng)內(nèi)的信號變換到 abc系統(tǒng)中FFT傅里葉變換DiscreteCon trol Blocks

25、Discrete 1-phase PLL離散的鎖相環(huán)模型Discrete 2 nd- Order Filter離散的二階濾波器模型Discrete 2 nd- Order Variable-Tuned Filter離散的二階可調(diào)諧濾波器Discrete 3-phase PLL離散的三相鎖相環(huán)Discrete 3-phase Programmable Source離散的三相可變電源發(fā)生器Discrete 3-phase PWM Generator離散的三相PWM發(fā)生器Discrete Bistable離散的SR型雙穩(wěn)態(tài)電路模型Discrete Edge Detector離散的邊緣檢測模型Discrete Gamma Measurement離散的對比系數(shù)檢測器Discrete Lead-Lag離散的超前一滯后模型Discrete Monostable離散的單穩(wěn)態(tài)電路模型Discrete On/Off Delay離散的輸入信號延時模型Discrete PI Controller離散的PI控制器模型Discrete PID Controller離散的PID控制器模型Discrete PWM Generator離散的脈寬調(diào)制信號發(fā)生器模型D