在使用电磁暂态仿真软件 PSCAD 进行电力系统建模时，尽管软件内置了大量标准化电气元件和控制模块，但面对新型电力电子器件、自定义控制算法或特殊计算逻辑时，工程师常常需要创建自定义模块（User-defined Components）来满足更高的建模灵活性与计算需求。那么，PSCAD软件如何添加自定义模块？又如何定义模块接口，使其能够与其他模型模块高效交互？本文将从基础结构、实现路径到接口设置，系统讲解如何在 PSCAD 中构建功能完善、接口清晰、可复用的自定义模块。
一、PSCAD软件如何添加自定义模块
在 PSCAD 中，自定义模块是一种封装逻辑与图形界面的“黑盒组件”，通常包含图形层（可视化界面）、代码层（FORTRAN 编写的数学模型），以及参数配置层。通过这些层级的配合，用户可以构建具有自主控制逻辑、算法运行和信号交互能力的功能单元。
1. 打开或创建主工程
启动 PSCAD 软件，打开已有项目或新建一个 .pscx 工程文件；
保持结构清晰，建议为用户模块创建专属页面（如“CustomLib”）。
2. 插入空模块并命名
在项目树上，右键点击“Modules”，选择“Add New Module”；
为模块命名（如MyInverter、PI_Controller等），并双击打开；
进入模块内部，进入图形编辑模式，可布置输入、输出端口、参数控件等元素。
3. 添加输入输出端口
在左侧工具栏中，选择 "Port" 图标；
拖动到画布上放置端口，设置名称和方向（Input/Output）；
注意合理命名，避免后续混淆（如 Vin、Iout、Enable 等）；
输入端可用于接收模拟信号，输出端用于输出仿真结果。
4. 添加控制组件与表达逻辑
在模块内部放置 Math、Logic、Gain、Integrator、If-Else、Switch 等控制逻辑组件；
根据目标功能（如PI控制器、PWM发生器、过零检测器等）进行逻辑搭建；
所有控制图块均与外部 FORTRAN 代码可交互。
5. 编写/嵌入 Fortran 代码逻辑
如果逻辑复杂，也可以点击“Script”区域，打开代码编辑器；
在 Initial（初始化）、Branch（运行）、Final（收尾）等代码段中插入 Fortran 程序；
通过 VARIABLE、INPUT、OUTPUT 指令与图形层接口联动；
编译前需确保语法无误，所有变量声明完整，接口定义统一。
6. 保存模块并添加到主工程
回到主工程，在工作画布中点击“Modules”分类，找到刚创建的模块；
拖动到主电路图中，如同标准元件一样使用；
与系统中的信号、母线、电流源连接，组成完整仿真流程。
二、PSCAD如何定义模块接口
一个良好的模块接口，能够让自定义模块具备更强的移植性、复用性和扩展性。在 PSCAD 中，模块接口设计包含图形端口、参数输入、输出变量、FORTRAN函数定义、状态变量管理等几个层面。
1. 图形化端口定义
每个端口都对应一个信号输入或输出；
可设置端口类型：Control Signal（控制信号）、Electrical Connector（电流/电压连接）、Logical Connector（逻辑信号）；
PSCAD 允许将端口编组，如Bus Group、Three Phase Connector以提升模块可读性；
命名规范建议采用前缀+类型（如 Vin_RMS、I_out、flag_ctrl 等）。
2. 参数定义（Parameter Interface）
在模块属性中点击“Parameters”标签；
添加参数名称、默认值、单位、可选范围；
用户在主电路中调用模块时可手动输入参数值；
也支持参数化控制（与外部变量或脚本联动）；
示例：
3. FORTRAN接口代码设计
模块内所有变量、输入、输出、状态量均需在代码中清晰声明：
说明：
INPUT、OUTPUT 表示与图形端口绑定；
所有变量必须提前在 VARIABLE 中声明；
若存在积分、记忆等状态行为，应声明 STATE 类型变量，并用 SAV 存储。
4. 状态变量与多步计算管理
使用 STATE 定义有历史记忆的变量（如积分、滤波器）；
利用 TSTEP（当前时间步长）进行基于时间的动态计算；
模拟离散系统或控制器时，需用 IF (T.GT.Tlast) 控制触发条件。
5. 模块嵌套与组件复用
自定义模块可以再次嵌套其他模块，形成层级结构；
将常用组件（如三相PWM、限幅器、电压源）统一封装为模块库，提升开发效率；
可导出为 .pslx 模块库文件供他人导入。
三、自定义模块的工程应用与最佳实践
掌握了自定义模块开发与接口设置之后，用户就可以在实际工程中发挥更大的建模能力。以下是几个典型应用与经验建议：
1. 创建新型电力电子模型
建立一个“多模式双向DC-DC变换器”模块；
输入：电压、电流、控制信号；
内部封装电感电流采样、开关逻辑、PWM控制器；
输出：控制信号反馈、电流变化波形；
可复用于储能系统、微网变换器等场景。
2. 自定义继电保护逻辑
构建基于时间-过电流保护的模块；
通过判断电流是否超过门限值 + 延时时长；
输出Trip信号控制断路器动作；
可扩展为距离保护、差动保护等复杂方案。
3. 嵌入外部DLL函数
若计算逻辑较复杂，可在模块中调用外部 .dll 动态库；
使用 CALL FUNCTION_NAME() 接口在 Fortran 中调用；
DLL函数可由 MATLAB/Python/C++ 编译生成；
实现外部模型嵌入（如机器学习控制器、MPPT算法等）。
4. 模块接口命名与文档规范化
所有模块命名需反映功能，如 PI_Controller、PLL_Module；
参数文档需提供默认值、物理意义、调参建议；
接口注释完整，便于团队协作与后期维护。
总结
PSCAD软件如何添加自定义模块 PSCAD如何定义模块接口，不仅是构建个性化仿真组件的必要手段，更是将理论算法、控制逻辑转化为仿真验证的重要桥梁。通过图形化建模与 Fortran 代码逻辑结合，用户可以在 PSCAD 中快速构建模块化、参数化、可重用的建模体系，实现从电力电子变换器、继电保护器、系统控制器到算法接口的全覆盖建模。科学定义模块接口、合理组织参数结构、封装通用功能组件，将极大提升工程效率与模型可扩展性，为实现电网数字孪生与智能仿真提供坚实的底层能力。
