電力系統(tǒng)模塊庫(kù)詳解

1、電力系統(tǒng)模塊庫(kù)電力系統(tǒng)模塊庫(kù)是專(zhuān)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.的例，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(hù)分析工具PowerguLk lilial Ifflnr-u - K 如口 -DO住Ekctri cal SourciesEle

2、me nisApplication Librjri 的P tjwerElectronicsMachinesMeasurements3.MachinesCopyright 1997-2(104 TrjiEn6rgi& T,h向。gle, urkdtrsublkenf« from H例e-Q心Me amd The MmthW。和-Inu電機(jī)子庫(kù)2.Elements1.Electrical Sources電源子庫(kù)4.er Electronics5.Measurements測(cè)量子庫(kù)6.PhasorElements元件子庫(kù)-一電力電子子庫(kù) 一相量子庫(kù)7.Application Libr

3、aries應(yīng)用子庫(kù)8.Extra Library附加子庫(kù)I.ElectricaSource s-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AC VuI Ld Qe SuurDeAC L'urr«ntC+nhnH號(hào)d "dHhq史 SourceCQn>trQ)l«d Current SflurocThrtt Phase 尸gjrammm由睡 Volltjq a G&utmThree-Phidae So

4、ortc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-PhaseSource提供一個(gè)帶有電阻和電感的三相電壓源2 .Elements-元

5、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(xiàn)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Ewn七用工小M方;如明丘: st £.t i，M川 Ji:K4rrpc Laid，.R.hljC L-1-4E*1 ion11d T*it Ltr J d'&Mr由L B 1 RLjC 白i-r<6TMtPF k E P j tild PL 的rhhiliJ-iil Ir-luridr «Beur

6、fiH"ID<z>r p- 網(wǎng) r,Put-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 ParametersLine分布參數(shù)線(xiàn)路模塊Ground接地Linear Transformer三繞組線(xiàn)性變壓器（單相）Multi-Winding Transformer多繞組變壓器Mutual Inductance三項(xiàng)耦合線(xiàn)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

7、傳輸導(dǎo)線(xiàn)SaturableTransformer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-PhaseBreaker三相斷路器3-PhaseDynamic 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-PhaseFault三項(xiàng)可變故障斷路器3-PhaseHarmonic Filter三相諧波濾波器3-PhaseMutual Inductance Z1-Z0用正序和零序參數(shù)表示的三項(xiàng)耦合電感3-PhaseParallel RLC Branch三相并聯(lián)RLC支路3-PhaseParallel

8、 RLC Load三相并聯(lián)RLC負(fù)荷3-PhasePI Section Line三相PI型電路3-PhaseSeriesRLC Branch三相串聯(lián)RLC支路3-PhaseSeriesRLC Load三相串聯(lián)RLC負(fù)荷Three-PhaseTransformer(Three Windings)三相三繞組變壓器Three-PhaseTransformer(Two Windings)三相雙繞組變壓器3-PhaseTransformer 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 .Mach

9、ines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)水力和蒸汽渦輪一調(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v f*一九 mP ri w e hT«v e ra a Tid ftc ii L a I« ri5gEai>'J爭(zhēng)中¥舊。1曲c Mg可ijenOiiiBMailh-Bane

10、l Ei 3國(guó)*Hi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

11、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PermanentMagnet 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）SteamTurbine 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

12、（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）DC Machine直流電機(jī)模型，可用作電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)4 .PowerElectronic-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MosfetUniv君作ml BridgeThree'Level BridgeDevice* 1 a k

13、Thyristori C 1 I) EIGBTld«al Switch Extras Control blocksDiscrete Control blocks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Univers

14、al 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 .Measuremen測(cè)量子庫(kù)Multimeterl3bc >Three-Ph i3seV«H Measurement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Current MeasurementoMtasucementsImpedance hAeaEur電m唯ntExtras Continuous Me asurem e nts表D-5 測(cè)量子庫(kù)模塊名用途Curr

15、ent 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-PhaseV-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Voltage Measurement路中用于檢測(cè)電壓，使用時(shí)并聯(lián)在被測(cè)電路中6 .PhasoElements相量子庫(kù)Static Var Compensator-)o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（7 .ApplicatiorLibraries應(yīng)用子庫(kù)應(yīng)用子庫(kù)中

16、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。(FACTS) Ubraiy8 .ExtraLibrary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)”（Add

17、itional 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FhasDrLibrary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-phasePLL單相鎖相環(huán)st1 -Order

18、Filter一階濾波器nd 一 .2 - Order Filter二階濾波器3-phasePLL三相鎖相環(huán)3-phaseProgrammable 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)DiscreteMeasurements3-phase Ins

19、tantaneous 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 PositiveSequenceActive & Reactive Power離散三相正序有功、無(wú)功功率計(jì)算Discrete 3-phase PLL-Driven PositiveSequenceFundamental Value離散三相正序基頻分量Discrete 3-phase Positive SequenceActive &

20、Reactive Power離散三相正序有功、無(wú)功功率Discrete 3-phase Positive SequenceFundamental Value離散三相正序基頻分量Discrete 3-phaseSequenceAnalyzer離散三相序分量分析儀Discrete 3-phaseTotal 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

21、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-basedActive & 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DiscreteControl BlocksDiscrete 1-phasePLL離散的鎖相環(huán)模型ndDiscrete 2 - Order

22、 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-phasePLL離散的三相鎖相環(huán)Discrete 3-phaseProgrammable Source離散的三相可變電源發(fā)生器Discrete 3-phasePWM 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(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DiscreteSynchronized12