3. RTDS软件体系概览
RTDS的软件体系并不是一个“大而全”的单一程序，而是围绕“建模—编译—运行—分析”这条主线，由若干职责明确的模块协同完成。初学者最容易混淆的是：RSCAD到底是不是仿真器？Draft和Runtime是什么关系？TLine为什么单独存在？要真正把RTDS用起来，必须先把这套软件分工理清楚，否则很容易出现“模型建好了却跑不起来”“改了参数但结果没变”“线路模型选错导致波形异常”等问题。
从整体上看，RTDS的软件可以分成三层：建模与配置层（RSCAD中的Draft、TLine等）、编译与调度层（RSCAD的编译与Runtime接口）、运行与交互层（Runtime、RunTime监控、脚本与外部接口）。RSCAD是集成开发环境（IDE），它本身不是实时仿真内核；真正在RTDS硬件（如NovaCor、PB5卡）上以固定步长实时求解的是Runtime。Draft负责画电路、设参数、连信号；TLine负责输电线路等分布参数模型的专门配置；Runtime负责把编译后的模型加载到硬件、推进仿真时钟、与用户交互。理解这条“谁生成什么、谁消费什么”的链路，比记住模块名字更重要。
下面把各模块的职责和实际使用中的关键点展开说明。
RSCAD：集成开发环境，不是实时内核
RSCAD 是用户接触最多的软件，它把 Draft、TLine、编译工具、Runtime 启动入口、脚本编辑器等集成在一个界面里。很多人误以为“打开 RSCAD 就是在仿真”，实际上 RSCAD 只是前端。它负责工程管理（.rsc 工程文件）、图形化建模、参数录入、编译触发和 Runtime 调用。RSCAD 与 RTDS 硬件之间通过局域网或专用接口通信，编译产物下载到机箱内的计算卡后，仿真才真正开始。
实际工程中，一个典型的 RSCAD 工程目录下会包含：.rsc 工程文件、Draft 电路文件、TLine 线路定义文件、编译生成的 .rtds 或中间文件、以及 Runtime 的配置文件。理解这些文件的归属，有助于排查“工程打不开”“编译报错找不到元件”等问题。
Draft：电路拓扑与信号连接的主战场
Draft 是 RSCAD 中最核心的图形化编辑器。它的工作方式接近“画电路图 + 连信号线”：从元件库中拖出电阻、电感、电容、变压器、开关、电源、控制模块等，放置到画布上，用导线连接节点，再双击元件填写参数。Draft 中的“节点”对应实时仿真中的电气节点，节点编号和名称会直接影响编译后的网络方程规模。
在 Draft 中需要特别注意三类设置：第一是元件参数，例如三相电压源的有效值、频率、初相角；第二是信号路由，把电压、电流测量点通过信号线引到示波器或控制模块；第三是运行步长与求解器选项，通常在工程属性或 Draft 的仿真设置中指定。以一条 10 kV 配电馈线为例，若在 Draft 中把线路用集中参数 π 型等效，步长可设为 50 μs；若改用 TLine 的分布参数模型，步长和线路分段数需要重新评估。
Draft 还支持“子系统”封装，把继电保护、PWM 控制等逻辑打包成模块，便于复用。但要注意：子系统内部的信号在编译后仍然展开为实时任务，封装只影响编辑视图，不影响计算量。
TLine：输电线路分布参数模型的专门配置
TLine 是 RSCAD 中相对独立的一个模块，专门用于配置输电线路和电缆的分布参数模型。为什么线路要单独拿出来？因为线路模型涉及波过程、频率相关参数、换位、杆塔几何等复杂信息，用普通 Draft 元件很难表达。TLine 允许用户输入线路长度、单位长度电阻/电感/电容、杆塔坐标、导线半径、分裂间距等，然后生成 Bergeron 模型、π 型模型或频率相关模型。
以一条 100 km、500 kV 的架空线路为例，在 TLine 中可选择“频率相关相域模型”，输入导线几何和土壤电阻率，TLine 会计算出多段等效电路。这个模型在 Draft 中以一个“TLine 元件”出现，用户只需连接两端节点。若线路较短（如 20 km 以下）且研究的是工频稳态，用 π 型集中参数即可；若研究雷击过电压或行波保护，则必须用分布参数模型，并保证仿真步长足够小（例如 1～2 μs），否则波前会被数值抹平。
TLine 与 Draft 的协同体现在：TLine 负责“线路内部怎么算”，Draft 负责“线路接在哪个节点”。修改 TLine 参数后，必须重新编译，Runtime 才会加载新的线路模型。
Runtime：实时推进与在线交互
Runtime 是真正跑在 RTDS 硬件上的实时仿真程序。编译完成后，RSCAD 会启动 Runtime，把模型下载到计算卡，并开始按固定步长推进。Runtime 的核心任务是：在每个步长内求解网络方程、更新控制逻辑、读写 I/O、与上位机交换数据。用户通过 RunTime 监控界面（通常称为“Runtime GUI”或“RunTime 面板”）观察波形、修改可调参数、操作开关和故障。可调参数包括：电源幅值、频率、负荷大小、控制器增益、故障持续时间等。不可调参数包括：拓扑连接、线路模型类型、节点编号等，这些必须回到 Draft/TLine 修改并重新编译。
Runtime 还支持脚本和外部接口，例如通过 Python、C 或 MATLAB 与 RTDS 交互，实现自动化测试。实际项目中，常把 Runtime 的波形记录功能与脚本结合，批量跑故障工况并自动保存 COMTRADE 文件。
模块协同的典型工作流
把上述模块串起来，一个完整的 RTDS 工程通常按以下顺序推进：
- 在 RSCAD 中新建工程，打开 Draft，搭建主电路拓扑，设置元件参数和测量点。
- 若包含输电线路，打开 TLine 定义线路模型，保存后回到 Draft 连接线路两端。
- 在 Draft 中检查节点编号、信号命名和步长设置，执行编译。编译成功后会生成实时模型文件。
- 启动 Runtime，加载模型，确认硬件映射无误，设置初始状态并开始仿真。
- 在 RunTime 监控界面观察波形，调整可调参数，记录关键数据。
- 若需改变拓扑或线路模型，回到 Draft/TLine 修改，重新编译并重启 Runtime。
常见误区与排障要点
第一，把 RSCAD 当仿真器。RSCAD 关闭后，只要 Runtime 仍在硬件上运行，仿真可以继续；但若 Runtime 未启动，RSCAD 里画得再漂亮也不会有实时结果。第二，忽略编译步骤。Draft 中的修改不会自动同步到 Runtime，必须手动或自动触发编译。第三，TLine 模型选型不当。长线路用集中参数、短线路用分布参数且步长过大，都会导致波形失真。第四，节点命名冲突。Draft 中不同子系统若使用相同节点名，编译可能报错或产生意外连接。