电力系统模块库详解.docx
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电力系统模块库详解
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.ElectricalSources——电源子库2.Elements——元件子库
3.Machines——电机子库4.PowerElectronics——电力电子子库
5.Measurements——测量子库6.PhasorElements——相量子库
7.ApplicationLibraries——应用子库8.ExtraLibrary——附加子库
1.ElectricalSources——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
ACCurrentSource
提供一个正弦交流电流源
ACVoltageSource
提供一个正弦交流电压源
ControlledCurrentSource
提供一个输出电流受输入信号控制的可控电流源
ControlledVoltageSource
提供一个输出电压受输入信号控制的可控电压源
DCVoltageSource
提供一个直流电压源
3-PhaseProgrammableVoltageSource
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-PhaseSource
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）
ConnectionPort
物理接口端子
DistributedParametersLine
分布参数线路模块
Ground
接地
LinearTransformer
三绕组线性变压器（单相）
Multi-WindingTransformer
多绕组变压器
MutualInductance
三项耦合线圈
Neutral
中性点
ParallelRLCBranch
并联RLC支路
ParallelRLCLoad
并联RLC负荷
PISectionLine
分布电容、电感为PI型的传输导线
SaturableTransformer
饱和变压器
SeriesRLCBranch
串联RLC支路
SeriesRLCLoad
串联RLC负荷
SurgeArrester
避雷针
3-PhaseBreaker
三相断路器
3-PhaseDynamicLoad
有功功率和无功功率可调节的三相三绕组动态负荷
3-PhaseFault
三项可变故障断路器
3-PhaseHarmonicFilter
三相谐波滤波器
3-PhaseMutualInductanceZ1-Z0
用正序和零序参数表示的三项耦合电感
3-PhaseParallelRLCBranch
三相并联RLC支路
3-PhaseParallelRLCLoad
三相并联RLC负荷
3-PhasePISectionLine
三相PI型电路
3-PhaseSeriesRLCBranch
三相串联RLC支路
3-PhaseSeriesRLCLoad
三相串联RLC负荷
Three-PhaseTransformer（ThreeWindings）
三相三绕组变压器
Three-PhaseTransformer（TwoWindings）
三相双绕组变压器
3-PhaseTransformer12-terminals
三个单项双绕组变压器组成的模块，所有端口可见
ZigzagPhase-ShiftingTransformer
Z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
AsynchronousMachinepuUnits
异步电机（标幺值单位）模块
AsynchronousMachineSIUnits
异步电机（国际单位）模块
DCMachine
直流电机模型，可用作电动机或发电机
DiscreteDC_Machine
离散直流电机
ExcitationSystem
为交流同步机提供励磁控制的模块
GenericPowerSystemStabilizer
普通电力系统稳定器模块
HydraulicTurbineandGovernor
水轮机和控制器模块，用以和同步发电机配套
MachinesMeasurementDemux
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-BandPowerSystemStabilizer
多频段电力系统稳定器模块
PermanentMagnetSynchronousMachine
交流同步电机，转子为永磁体
SimplifiedSynchronousMachinepuUnits
同步电机简单模块（标幺值单位）
SimplifiedSynchronousMachineSIUnits
同步电机简单模块（国际单位）
SteamTurbineandGovernor
汽轮机和控制器模块，用以和同步发电机配套
SynchronousMachinepuFundamental
同步电机基本模块（标幺值单位）
SynchronousMachinepuStandard
同步电机标准模块（标幺值单位）
SynchronousMachineSIFundamental
同步电机简单模块（国际单位）
4.PowerElectronics——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
DetailedThyristor
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
IdealSwitch
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-LevelBridge
三相桥式整流电路模块
Thyristor
带RC缓冲电路的晶闸管模块
UniversalBridge
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
CurrentMeasurement
用于检测电流，使用时串联在被测电路中
ImpedanceMeasurement
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-PhaseV-IMeasurement
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
VoltageMeasurement
用于检测电压，使用时并联在被测电路中
6.PhasorElements——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（StaticVarCompensator）。
7.ApplicationLibraries——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.ExtraLibrary——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”（AdditionalMachines）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
ControlBlocks
Synchronized12-PulseGenerator
12脉冲逆变器晶闸管同步触发模型
1-phasePLL
单相锁相环
1st-OrderFilter
一阶滤波器
2nd-OrderFilter
二阶滤波器
3-phasePLL
三相锁相环
3-phaseProgrammableSource
三项可变电源发生器
Bistable
SR型双稳态电路模块
EdgeDetector
边缘检测模块
Monostable
单稳态电路模块
On/OffDelay
输入信号变化时的延时
PWMGenerator
脉宽调制信号发生器
Sample＆Hold
采样保持模块
Synchronized6-PulseGenerator
6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
DiscreteMeasurements
3-phaseInstantaneousActive＆ReactivePower
三星瞬时有功、无功功率测量仪
abc_to_dq0Transformation
将abc系统内的信号变换到dq0系统中
Discrete3-phasePLL-DrivenPositiveSequenceActive＆ReactivePower
离散三相正序有功、无功功率计算
Discrete3-phasePLL-DrivenPositiveSequenceFundamentalValue
离散三相正序基频分量
Discrete3-phasePositiveSequenceActive＆ReactivePower
离散三相正序有功、无功功率
Discrete3-phasePositiveSequenceFundamentalValue
离散三相正序基频分量
Discrete3-phaseSequenceAnalyzer
离散三相序分量分析仪
Discrete3-phaseTotalPower
离散三相总有功功率
DiscreteActive＆ReactivePower
计算有功功率和无功功率
DiscreteFourier
离散傅里叶变换
DiscreteMeanvalue
离散均值计算
DiscretePLL-DrivenFundamentalValue
计算输入信号的基频值
DiscreteRMSValue
离散均方根值计算
DiscreteTotalHarmonicDistortion
离散总谐波畸变率计算
DiscreteVariableFrequencyMeanvalue
计算输入信号的均值
dq0-basedActive＆ReactivePower
dq0系统中的有功、无功功率测量仪
dq0_to_abcTransformation
将dq0系统内的信号变换到abc系统中
FFT
傅里叶变换
DiscreteControlBlocks
Discrete1-phasePLL
离散的锁相环模型
Discrete2nd-OrderFilter
离散的二阶滤波器模型
Discrete2nd-OrderVariable-TunedFilter
离散的二阶可调谐滤波器
Discrete3-phasePLL
离散的三相锁相环
Discrete3-phaseProgrammableSource
离散的三相可变电源发生器
Discrete3-phasePWMGenerator
离散的三相PWM发生器
DiscreteBistable
离散的SR型双稳态电路模型
DiscreteEdgeDetector
离散的边缘检测模型
DiscreteGammaMeasurement
离散的对比系数检测器
DiscreteLead-Lag
离散的超前—滞后模型
DiscreteMonostable
离散的单稳态电路模型
DiscreteOn/OffDelay
离散的输入信号延时模型
DiscretePIController
离散的PI控制器模型
DiscretePIDController
离散的PID控制器模型
DiscretePWMGenerator
离散的脉宽调制信号发生器模型
DiscreteRateLimiter
离散的比率限制器模型
DiscreteSimple＆Hold
离散的采样与保持器模型
DiscreteSynchronized12-PulseGenerator
离散的同步12脉冲发生器
DiscreteSynchronized6-PulseGenerator
离散的同步6脉冲发生器
DiscreteVariableTransportDelay
离散的可变传输延时器
DiscreteVirtualPLL
离散的虚拟锁相环模型
Timer
可编程阶跃信号，在设定的时间上，使输出发生阶跃变化（0或1），常用于理想开关和断路器的控制
Measurements
3-PhaseInstantaneousActive＆ReactivePower
三项瞬时有功、无功功率测量仪
3-PhaseSequenceAnalyzer
输出三相不平衡信号的正、负、零序分量
abc_to_dq0Transformation
将abc系统内的信号变换到dq0系统中
Active＆ReactivePower
有功、无功功率测量仪
dq0_basedActive＆ReactivePower
dq0系统中的有功、无功功率测量仪
dq0_to_abcTransformation
将dq0系统内的信号变换到abc系统中
Fourier
傅里叶变换
RMS
求均方根值
TotalHarmonicDistorsion
计算总谐波畸变率
PhasorLibrary
3-PhaseActive＆ReactivePower
（PhasorType）
相量域的三相有功和无功功率测量仪
Active＆ReactivePower（PhasorType）
相量域的有功和无功功率测量仪
SequenceAnalyzer（PhasorType）
相量域的序分析仪
StaticVarCompensator（PhasorType）
相量域的静止无功补偿器
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