本发明涉及电力系统的动态工作模拟技术领域，具体涉及一种带有动态模拟显示图的电力显示仪。
背景技术：
电力系统在联网初期，同步发电机之间联系紧密，阻尼绕组能够产生足够的阻尼，低频振荡少有发生。但随着电网互联规模的扩大，可高放大倍数快速励磁技术的广泛采用，以及受经济性、环保等因素影响下电网的运行更加接近稳定极限，在世界各地许多电网陆续观察到低频振荡，且电网系统的低频振荡问题愈加突出。
为解决电网系统的低频振荡问题，通常在电网系统中使用电力系统稳定器(英文全称：powersystemstabilizer，英文简称：pss)。pss对电网系统低频振荡的抑制作用主要取决于pss参数的合理整定，其中，pss参数包括放大倍数、相位等。一个pss具有多个不同的参数，且不同的参数在不同的应用环境中具有多组，为使pss最大程度的解决电网系统的低频振荡问题，需要对pss的参数进行合理整定。目前，我国pss采用的整定原则为相位补偿和增益环节分开整定，以使pss能够正常投入使用。pss的工作原理为：采用pss自身参数中的一个或几个参数作为励磁调节器的附加输入，从而产生阻尼力矩，以提高电力系统的动态稳定性。由此，根据pss的工作原理，pss对于电力系统低频振荡的阻尼效果主要取决于pss自身主回路考虑相位补偿时间后的等效放大倍数在角速度轴上的分解量。目前电力系统中普遍采用的pss模型为pss-1a模型和pss-2b模型。针对上述两种pss模型，在理论情况下，同一发电机组可以整定多组参数，但在现场只能采用唯一一组pss参数，且该参数需要在电力系统所关注的振荡模式和本发电机振荡模式中均具有较好的适应性。为此，在电力系统稳定器参数整定过程中，必须将系统所关注的振荡模式和本机振荡模式结合，以选出最适宜的整定参数。
但在现场试验时，电力系统所关注的振荡模式的阻尼效果通常无法现场验证，现场扰动仅仅能够验证本机振荡模式的阻尼效果；同时考虑到现场如果仅仅保证本机振荡模式的阻尼效果，电力系统稳定器整定参数可以有多种组合，每种组合在系统所关注的低频段呈现出较大的差异。而根据目前普遍采用的现场整定方法，电力系统所关注的低频段通常仅考虑其相位补偿效果。在此情况下，根据pss的工作原理，在同一频率点下，相同的pss主回路增益由于相位补偿的差异，其在角速度轴上的分解量可能差异较大，而该部分差异可能导致电网局部地区动稳水平不足，从而影响电网对局部中、小水电的电力外送能力。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种带有动态模拟显示图的电力显示仪，动态模拟当前电力系统的工作状态，提高电力系统的预测效率。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种带有动态模拟显示图的电力显示仪，包括：模型建模单元、信息采集单元、优化模型单元、参数计算单元、曲线绘制单元；
模型建模单元用于建立包含电力系统稳定器模型；
信息采集单元是采集为所述电力系统稳定器模型设定的电力系统稳定器参数，所述电力系统稳定器参数至少为两组；
优化模型单元用于根据所述电力系统稳定器模型中的传递函数计算所述电力系统稳定器工作频段范围内各个频率点的幅值和相位；
参数计算单元，用于根据所述幅值和所述相位计算得到所述各个频率点的幅值特性参数和相频特性参数；
曲线绘制单元，用于根据所述电力系统稳定器参数、所述综合增益系数k以及所述频率绘制每一组所述电力系统稳定器参数下的频率-综合增益系数k关系图；
所述系统的具体模拟过程如下：
步骤1，利用遗传算法，以pss补偿相位最优为目标，考虑控制变量约束以及pss输出力矩向量在0.2hz～2.0hz频率范围内滞后δω轴的角度约束，建立pss参数整定模型；
步骤2，根据dna遗传算法的染色体编码与解码规则，对pss超前滞后时间及增益等参数进行编码，随机产生初始dna种群，求解种群的适应度函数值，得到种群的最大适应度函数值和平均适应度函数值，确定交叉率、变异率和倒位率模糊控制规则，由此确定交叉率、变异率和倒位率的变化率，进行遗传算法操作，更新种群；
步骤3，根据每一次的迭代结果计算所述电力系统稳定器工作频段范围内各个频率点的幅值和相位；
步骤4，根据遗传算法的到的稳定器参数、综合增益系数以及频率绘制电力系统稳定器参数下的频率-综合增益系数k关系图。
本发明的优选实施方式中，所述优化单元还用于对所述pss参数整定数据所对应的pss参数传递函数，通过求反正切方法获取相频特性补偿角度；根据所述相频特性补偿角度判断所述pss参数整定数据是否可用。
本发明的优选实施方式中，对所述相频特性补偿角度与所述发电机的无补偿相频角度求和，计算得到所述发电机的有补偿相频角度。
应用本发明的实施例，通过模型建模单元、信息采集单元、优化模型单元、参数计算单元、曲线绘制单元，在创立了模型以后进行模型的优化以及参数的计算和曲线绘制，这样用户可以直接通过绘制的曲线得到当前电力系统的运行状态。因此，动态模拟当前电力系统的工作状态，提高电力系统的预测效率。
附图说明
图1是本发明的带有动态模拟显示图的电力显示仪的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例：
如图1所示，一种带有动态模拟显示图的电力显示仪，包括：
模型建模单元用于建立包含电力系统稳定器模型；
信息采集单元是采集为电力系统稳定器模型设定的电力系统稳定器参数，电力系统稳定器参数至少为两组；
优化模型单元用于根据电力系统稳定器模型中的传递函数计算电力系统稳定器工作频段范围内各个频率点的幅值和相位；
参数计算单元，用于根据幅值和相位计算得到各个频率点的幅值特性参数和相频特性参数；
曲线绘制单元，用于根据电力系统稳定器参数、综合增益系数k以及频率绘制每一组电力系统稳定器参数下的频率-综合增益系数k关系图；
需要说明的是，电力系统稳定器(pss)就是为抑制低频振荡而研究的一种附加励磁控制技术。它在励磁电压调节器中，引入领先于轴速度的附加信号，产生一个正阻尼转矩，去克服原励磁电压调节器中产生的负阻尼转矩作用。用于提高电力系统阻尼、解决低频振荡问题，是提高电力系统动态稳定性的重要措施之一。它抽取与此振荡有关的信号，如发电机有功功率、转速或频率，加以处理，产生的附加信号加到励磁调节器中，使发电机产生阻尼低频振荡的附加力矩。
根据dna遗传算法的染色体编码与解码规则，对pss超前滞后时间及增益等参数进行编码，随机产生初始dna种群，求解种群的适应度函数值，得到种群的最大适应度函数值和平均适应度函数值，确定交叉率、变异率和倒位率模糊控制规则，由此确定交叉率、变异率和倒位率的变化率，进行遗传算法操作，更新种群，然后将得到的电力系统稳定器参数至少为两组。
遗传算法(geneticalgorithm)是模拟达尔文生物进化论的自然选择和遗传学机理的生物进化过程的计算模型，是一种通过模拟自然进化过程搜索最优解的方法。遗传算法是从代表问题可能潜在的解集的一个种群(population)开始的，而一个种群则由经过基因(gene)编码的一定数目的个体(individual)组成。每个个体实际上是染色体(chromosome)带有特征的实体。染色体作为遗传物质的主要载体，即多个基因的集合，其内部表现(即基因型)是某种基因组合，它决定了个体的形状的外部表现，如黑头发的特征是由染色体中控制这一特征的某种基因组合决定的。
应用本发明的实施例，通过模型建模单元、信息采集单元、优化模型单元、参数计算单元、曲线绘制单元，在创立了模型以后进行模型的优化以及参数的计算和曲线绘制，这样用户可以直接通过绘制的曲线得到当前电力系统的运行状态。因此，动态模拟当前电力系统的工作状态，提高电力系统的预测效率。
系统的具体模拟过程如下：
步骤1，利用遗传算法，以pss补偿相位最优为目标，考虑控制变量约束以及pss输出力矩向量在0.2hz～2.0hz频率范围内滞后δω轴的角度约束，建立pss参数整定模型；
步骤2，根据dna遗传算法的染色体编码与解码规则，对pss超前滞后时间及增益等参数进行编码，随机产生初始dna种群，求解种群的适应度函数值，得到种群的最大适应度函数值和平均适应度函数值，确定交叉率、变异率和倒位率模糊控制规则，由此确定交叉率、变异率和倒位率的变化率，进行遗传算法操作，更新种群；
步骤3，根据每一次的迭代结果计算电力系统稳定器工作频段范围内各个频率点的幅值和相位；
步骤4，根据遗传算法的到的稳定器参数、综合增益系数以及频率绘制电力系统稳定器参数下的频率-综合增益系数k关系图。
本发明的优选实施方式中，所述优化单元还用于对所述pss参数整定数据所对应的pss参数传递函数，通过求反正切方法获取相频特性补偿角度；根据所述相频特性补偿角度判断所述pss参数整定数据是否可用，以及对所述相频特性补偿角度与所述发电机的无补偿相频角度求和，计算得到所述发电机的有补偿相频角度。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，这里所称得的存储介质，如：rom/ram、磁碟、光盘等。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。