1.    概述

NPS（新型电力系统）模型库，包括电力电子库、基础组件、电机库、电力系统库等组件模型。该库可应用于电气系统、电机系统、电力电子系统的设计、验证、与优化，用户可根据实际需求搭建所需的系统模型，应用于复杂电气系统快速设计与仿真验证、电机控制策略的开发、电力系统电磁暂态分析等。

2.    功能要点

      全面的变换器模型

提供多种常用变换器模型，包括DCDC、ACDC、DCAC等，能够满足不同电力转换需求，适用于各类电力电子设计与仿真；

      灵活的模式选择

变换器模型支持多种模式选择，包括开关器件模式、开关函数模式、平均值模式以及平均值无整流模式，满足不同仿真速率的需求；

      丰富的半导体器件模型

提供多种不控、半控和全控的半导体器件模型，并且部分变换器支持根据选择不同的器件；

      多样化的PWM发生器模型

提供多种PWM发生器模型，可与不同电平、拓扑结构或变换器模型搭配，进行各类电力电子系统仿真。

      丰富的电机本体模型

提供多种类型的电机本体模型，包括同步电机（有名值与标幺值）、异步电机（有名值和标幺值）、简化同步电机（有名值和标幺值）、单相异步电机等，可进行电机系统的构建与仿真；

      多种电力系统输配电关键设备模型

断路器、PI型线路、分布式线路、单/三相线性变压器、饱和变压器、三相两绕组变压器（励磁及开短路参数类型）、三相三绕组变压器（励磁及开短路参数类型）、PLC支路、RLC负载、三相恒功率负载、PLL等，支撑电力系统电磁暂态仿真应用；

      高效的仿真求解算法

所有模型均支持离散求解积分算法进行系统级仿真，确保精确高效的分析与求解；

      丰富的电力电子案例

新增并完善了大量示例模型，涵盖了常用DC/DC电路（如升压、降压、升降压、Cuk、正激、反激、同步降压、LLC谐振、双有源桥等）、DC/AC并网案例（两电平并网、三电平逆变、微电网VF控制等）、以及储能直流并网与电机FOC控制等应用案例，为用户提供了多种场景的应用参考；

3.    模型库目录

NPS（新型电子系统）模型库提供了复杂电子系统构成所需的零部件模型，主要包括：变换器（升压变换器、降压变换器、通用桥变换器）、控制组件（PWM发生器、五相两电平PWM发生器、多电平PWM发生器、三相三电平PWM发生器）、传感器与测量组件、电机库（基础同步电机有名值、基础同步电机标幺值、异步电机单元标幺值）、发电机库（汽轮机及调速器、水轮机及调速器）、负载库（三相恒定功率负载）、控制与保护组件（三相锁相环模型、单相锁相环模型）、其他设备库（电流倍乘）等模型，采用搭积木和连线的模块化建模方式，易于快速实现电子系统的开发和复杂电子系统模型的仿真分析。

名称		描述
UsersGuide	用户指南	提供模型库概述、联系方式、版本说明等介绍文档
ExampleEntryGuide	案例入口指南	提供所有案例入口操作方式
Powergui	潮流分析器	提供潮流分析工具箱
PowerElectronics	电力电子库	提供多种变换器、控制组件、半导体以及典型案例
Motors	电机库	提供各类电机，如同步电机、异步电机、风力发电机等
PowerSystem	电力系统库	提供组成电力系统的各类组件，包括基础组件、可再生能源库、发电库、输配电库、负载库、控制与保护组件、潮流计算组件、典型案例以及其他设备等
Sources	电源	提供多种电源模型，包括AC、DC、受控电流源、受控电压源等
Sensors	传感器库	提供不同类型的传感器模型，用于采集模型信号
Utilities	公用组件库	提供多种类型组件，包括传感器与测量组件、控制组件、坐标转换组件等
Interfaces	接口库	提供模型库组件的接口模型，可用于模型组件的二次开发，如电接口（单相、多相）、控制接口、机械接口（一维平动、一维转动）、热接口等

4.    主要模型

5.    应用场景

      电气系统动态特性建模与仿真

支持快速搭建电子系统模型，提供多种变换器模型与PWM发生器模型，满足不同仿真速率的需求，可进行各类电力电子系统仿真。

      电机系统控制策略开发与验证

提供多种类型电机模型，可进行电机系统的构建，对电机系统在不同控制模式下的电流、转速和转矩等变量的动态特性进行仿真分析。

      电力系统电磁暂态仿真分析

提供多种配备电力系统输配电关键设备模型，支撑电力系统电磁暂态仿真分析。

      电气系统示教培训

利用电力系统模型库可以动态模拟电力电子器件和电气系统的工作原理，加强理论知识与仿真应用的结合，开拓视野、培养创新思维和专业意识。

6.    应用案例

      两电平并网

两电平并网是将直流电（DC）转换为交流电（AC），逆变器选用两电平拓扑。该电路广泛应用于太阳能光伏系统、风力发电系统以及其他可再生能源系统，能够将产生的直流电转换为符合电网要求的交流电，并输送到电网中。其关键功能是确保输出电能的质量与电网的电压和频率相匹配。

系统主要由直流电压源、通用桥、交流电压源、电阻、电感、两电平PWM发生器、三相锁相环、离散PI控制器等组件组成，系统原理图如下所示：

并网逆变电路

逆变电路直流侧输入电压为750V，交流网侧电压幅值为310V，网侧输出电压和电流归一化后的结果如下图所示，可以看出电流和电压的相位差基本重合。在一秒时将id的参考电流从0.5突变为1，可以看到输出的电流也是能够快速响应，且符合预期。

网侧电压电流对比图

参考电流突变后的响应结果

      双向DCDC蓄电池直流并网

模拟电池充电和放电的过程，它涉及到电能转换、能量双向流动。本案例采用双向DCDC变换器来进行电池充放电的实现，可以使能量双向流动实现降压或升压的功能。

系统主要由直流电压源、电池、双向DCDC变换器、开关、电阻、电感、电容、载波发生器、离散PI控制器等组件组成，系统原理图如下所示：

电池充放电电路

充电时恒压源侧电压为48V，电池的目标电压为23.2V，并且采用外环电压环、内环电流环的控制策略；

放电时负载，负载侧的目标电压为48V，并且采用外环电压环、内环电流环的控制策略；

系统工况设定为：0-2.5s为放电模式，2.5秒后为充电模式，控制策略根据充放电状态信号进行相应的切换；

下图分别为负载电压和电流图，可以看到充放电切换后，负载的电压能够前后维持在48V左右；功率计算可以看到2.5秒之前电池在放电，功率为正，负载消耗的功率由电池提供，而2.5秒之后电池在充电，功率为负，负载消耗的功率由直流侧提供，直流侧消耗功率为电池功率与负载功率的和。

负载电压及电流图

功率结果图