電力系統(tǒng)模塊庫(kù)-SimPowerSystems.doc

電力系統(tǒng)模塊庫(kù)電力系統(tǒng)模塊庫(kù)是專用于RLC電路，電力電子電路，電機(jī)傳動(dòng)控制和電力系統(tǒng)仿真模塊庫(kù)。該模塊庫(kù)包含了各種交/直流電源，大量電氣元器件和電工測(cè)量?jī)x表以及分析工具等。利用這些模塊可以模擬電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的各種狀態(tài)，并進(jìn)行仿真和分析。電力系統(tǒng)模塊庫(kù)在樹(shù)狀結(jié)構(gòu)窗口名為SimPowerSystems，以SimPowerSystems4.0為例，展開(kāi)后如下圖所示，共含有7個(gè)可用子庫(kù)和1個(gè)廢棄的相量子庫(kù)。SimPowerSystems4.0中還含有一個(gè)功能強(qiáng)大的圖形用戶分析工具Powergui。1.Electrical Sources電源子庫(kù) 2.Elements元件子庫(kù)3.Machines電機(jī)子庫(kù) 4.Power Electronics電力電子子庫(kù)5.Measurements測(cè)量子庫(kù) 6.Phasor Elements相量子庫(kù) 7.Application Libraries應(yīng)用子庫(kù) 8.Extra Library附加子庫(kù)1.Electrical Sources電源子庫(kù)電源子庫(kù)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(biāo)及功能簡(jiǎn)介參見(jiàn)附錄表D-1 電源子庫(kù)模塊名用途AC Current Source提供一個(gè)正弦交流電流源AC Voltage Source提供一個(gè)正弦交流電壓源Controlled Current Source提供一個(gè)輸出電流受輸入信號(hào)控制的可控電流源Controlled Voltage Source提供一個(gè)輸出電壓受輸入信號(hào)控制的可控電壓源DC Voltage Source提供一個(gè)直流電壓源3-Phase Programmable Voltage Source提供一個(gè)三相可調(diào)節(jié)電源信號(hào)，其中幅值、相角、頻率和諧波均可變3-Phase Source提供一個(gè)帶有電阻和電感的三相電壓源2.Elements元件子庫(kù)元件子庫(kù)提供了29種常用的電器元件模塊，其中有9種變壓器模塊（包括耦合電路）,7種線路模型，5種負(fù)荷模型，4種斷路器模塊（包括避雷針模塊），1個(gè)物理接口端子模塊，1個(gè)接地模塊，1個(gè)中性點(diǎn)模塊，1個(gè)三相濾波器模塊。這些模塊的圖標(biāo)及功能簡(jiǎn)介參見(jiàn)附錄表D-2 元件子庫(kù)模塊名用途Breaker斷路器（模擬空氣開(kāi)關(guān)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(xiàng)耦合線圈Neutral中性點(diǎn)Parallel RLC Branch并聯(lián)RLC支路Parallel RLC Load并聯(lián)RLC負(fù)荷PI Section Line分布電容、電感為PI型的傳輸導(dǎo)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(fù)荷Surge Arrester避雷針3-Phase Breaker三相斷路器3-Phase Dynamic Load有功功率和無(wú)功功率可調(diào)節(jié)的三相三繞組動(dòng)態(tài)負(fù)荷3-Phase Fault三項(xiàng)可變故障斷路器3-Phase Harmonic Filter三相諧波濾波器3-Phase Mutual Inductance Z1-Z0用正序和零序參數(shù)表示的三項(xiàng)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(fù)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(fù)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 Transformer 12-terminals三個(gè)單項(xiàng)雙繞組變壓器組成的模塊，所有端口可見(jiàn)Zigzag Phase-Shifting TransformerZ形移相變壓器3.Machines電機(jī)子庫(kù)電機(jī)子庫(kù)提供了16種常用的電機(jī)模塊，其中有2種簡(jiǎn)化的同步電機(jī)，3種詳細(xì)的同步電機(jī)，2種直流電機(jī)，2種異步電機(jī)，1個(gè)汽輪機(jī)及控制器，1個(gè)永磁同步電機(jī)，2種電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，1個(gè)電機(jī)信號(hào)分離模塊，1個(gè)勵(lì)磁系統(tǒng)，1個(gè)水力和蒸汽渦輪調(diào)速系統(tǒng)模型。電機(jī)參數(shù)的單位有標(biāo)幺制和國(guó)際單位制兩種。電機(jī)模塊既可以用作電動(dòng)機(jī)，也可以發(fā)發(fā)電機(jī)。這些模塊的圖標(biāo)及功能簡(jiǎn)介參見(jiàn)附錄表D-3 電機(jī)子庫(kù)模塊名用途Asynchronous Machine pu Units異步電機(jī)（標(biāo)幺值單位）模塊Asynchronous Machine SI Units異步電機(jī)（國(guó)際單位）模塊DC Machine直流電機(jī)模型，可用作電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)Discrete DC_Machine離散直流電機(jī)Excitation System為交流同步機(jī)提供勵(lì)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(jī)和控制器模塊，用以和同步發(fā)電機(jī)配套Machines Measurement Demux電機(jī)測(cè)量單元，將各種電機(jī)模型輸出的測(cè)量信號(hào)集分離為單個(gè)信號(hào)輸出Muti-Band Power System Stabilizer多頻段電力系統(tǒng)穩(wěn)定器模塊Permanent Magnet Synchronous Machine交流同步電機(jī)，轉(zhuǎn)子為永磁體Simplified Synchronous Machine pu Units同步電機(jī)簡(jiǎn)單模塊（標(biāo)幺值單位）Simplified Synchronous Machine SI Units同步電機(jī)簡(jiǎn)單模塊（國(guó)際單位）Steam Turbine and Governor汽輪機(jī)和控制器模塊，用以和同步發(fā)電機(jī)配套Synchronous Machine pu Fundamental同步電機(jī)基本模塊（標(biāo)幺值單位）Synchronous Machine pu Standard同步電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)模塊（標(biāo)幺值單位）Synchronous Machine SI Fundamental同步電機(jī)簡(jiǎn)單模塊（國(guó)際單位）4.Power Electronics電力電子子庫(kù)電力電子子庫(kù)提供了9種模塊，分別是二極管，簡(jiǎn)化晶閘管，復(fù)雜晶閘管，GTO，理想開(kāi)關(guān)，MOSFET，IGBT，通用橋式電路和三電平橋式電路。這些模塊的圖標(biāo)及功能簡(jiǎn)介參見(jiàn)附錄表D-4 電子電力子庫(kù)模塊名用途Detailed Thyristor帶RC緩沖電路的詳細(xì)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(kāi)關(guān)模塊，開(kāi)關(guān)狀態(tài)由門(mén)極信號(hào)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(shè)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.Measurements測(cè)量子庫(kù)測(cè)量子庫(kù)中的模塊有5種，分別是電壓測(cè)量模塊，電流測(cè)量模塊，阻抗測(cè)量模塊，三相電壓電流測(cè)量模塊和萬(wàn)用表模塊。這些模塊的圖標(biāo)及功能簡(jiǎn)介參見(jiàn)附錄表D-5 測(cè)量子庫(kù)模塊名用途Current Measurement用于檢測(cè)電流，使用時(shí)串聯(lián)在被測(cè)電路中Impedance Measurement用于測(cè)量一個(gè)電路某兩點(diǎn)之間的阻抗Multimeter多路測(cè)量?jī)x，可同時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)中多點(diǎn)的多項(xiàng)電量參數(shù)Three-Phase V-I Measurement可測(cè)量三相電路中各相的電壓、電流信號(hào)，使用時(shí)串聯(lián)在被測(cè)電路中Voltage Measurement用于檢測(cè)電壓，使用時(shí)并聯(lián)在被測(cè)電路中6.Phasor Elements相量子庫(kù)相量子庫(kù)已經(jīng)被廢棄，其中僅包括一個(gè)靜止無(wú)功補(bǔ)償器模塊（Static Var Compensator）。7.Application Libraries應(yīng)用子庫(kù)應(yīng)用子庫(kù)中又包含了3個(gè)子庫(kù)，分別是“分布式電源子庫(kù)”，“特種電機(jī)子庫(kù)”和“FACTS子庫(kù)”?！胺植际诫娫醋訋?kù)”中目前只含有適合于普通風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的分布式能源模型；“特種電機(jī)子庫(kù)”中含有特殊的直流，交流電機(jī)模塊和軸系及減速器模型；“FACTS子庫(kù)”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(duì)都比較復(fù)雜，可以在具體的應(yīng)用時(shí)參看SIMULINK的幫助。8.Extra Library附加子庫(kù)附加子庫(kù)中包含了上述模塊庫(kù)中沒(méi)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(qiáng)大。附加子庫(kù)又包含了7個(gè)子模塊庫(kù)，其中“額外電機(jī)子庫(kù)”（Additional Machines）和“三相模塊庫(kù)”（）已經(jīng)廢棄，剩余的5個(gè)模塊子庫(kù)分別涉及控制模塊，離散控制模塊，離散測(cè)量模塊，測(cè)量模塊，相量模塊等相關(guān)內(nèi)容，包括RMS測(cè)量，有效和無(wú)功功率計(jì)算，傅里葉分析HVDC控制，軸系變換，三相V-I測(cè)量，三相脈沖和信號(hào)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(biāo)及功能簡(jiǎn)介參見(jiàn)附錄表D-6 附加子庫(kù)子庫(kù)名模塊名用途Control BlocksSynchronized 12-Pulse Generator12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(xiàng)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(cè)模塊Monostable單穩(wěn)態(tài)電路模塊On/Off Delay輸入信號(hào)變化時(shí)的延時(shí)PWM Generator脈寬調(diào)制信號(hào)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在指定的時(shí)間改變信號(hào)Discrete Measurements3-phase Instantaneous Active Reactive Power三星瞬時(shí)有功、無(wú)功功率測(cè)量?jī)xabc_to_dq0 Transformation將abc系統(tǒng)內(nèi)的信號(hào)變換到dq0系統(tǒng)中Discrete 3-phase PLL-Driven Positive Sequence Active Reactive Power離散三相正序有功、無(wú)功功率計(jì)算Discrete 3-phase PLL-Driven Positive Sequence Fundamental Value離散三相正序基頻分量Discrete 3-phase Positive Sequence Active Reactive Power離散三相正序有功、無(wú)功功率Discrete 3-phase Positive Sequence Fundamental 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(jì)算有功功率和無(wú)功功率Discrete Fourier離散傅里葉變換Discrete Mean value離散均值計(jì)算Discrete PLL-Driven Fundamental Value計(jì)算輸入信號(hào)的基頻值Discrete RMS Value離散均方根值計(jì)算Discrete Total Harmonic Distortion離散總諧波畸變率計(jì)算Discrete Variable Frequency Mean value計(jì)算輸入信號(hào)的均值dq0-based Active Reactive Powerdq0系統(tǒng)中的有功、無(wú)功功率測(cè)量?jī)xdq0_to_abc Transformation將dq0 系統(tǒng)內(nèi)的信號(hào)變換到abc系統(tǒng)中FFT傅里葉變換Discrete Control BlocksDiscrete 1-phase PLL離散的鎖相環(huán)模型Discrete 2nd- Order Filter離散的二階濾波器模型Discrete 2nd- 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(cè)模型Discrete Gamma Measurement離散的對(duì)比系數(shù)檢測(cè)器Discrete Lead-Lag離散的超前滯后模型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(hào)延時(shí)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(hào)發(fā)生器模型Discrete Rate Limiter離散的比率限制器模型Discrete Simple Hold離散的采樣與保持器模型Discrete Synchronized 12-Pulse Generator離散的同步12脈沖發(fā)生器Discrete Synchronized 6-Pulse Generator離散的同步6脈沖發(fā)生器Discr