[发明专利]基于非线性阻尼的汽轮发电机模型建立方法

权利要求书

1.一种基于非线性阻尼的汽轮发电机模型建立方法，其特征在于，包括：

第一质块弹簧模型生成步骤，根据汽轮发电机组质块的轴动惯性时间常数矩阵、弹性系数矩阵、轴系机械转矩列向量和轴系电磁转矩列向量生成所述汽轮发电机组质块的第一质块弹簧模型，所述汽轮发电机组质块为表示汽轮发电机大轴的弹性连接的质量块；

解耦变换步骤，对所述汽轮发电机组质块的第一质块弹簧模型进行解耦变换；

设定步骤，根据所述汽轮发电机组现场实测的空载阻尼系数、有功出力和幅值设定所述汽轮发电机组质块的非线性阻尼系数函数；

第二质块弹簧模型生成步骤，根据解耦变换结果和所述非线性阻尼系数函数生成所述汽轮发电机组质块的第二质块弹簧模型；以及

转速变化规律获得步骤，对所述第二质块弹簧模型进行求解，并对求解结果进行还原变换以得到所述汽轮发电机组的转速变化规律。

2.如权利要求1所述的基于非线性阻尼的汽轮发电机模型建立方法，其特征在于，所述转速变化规律包括所述汽轮发电机组质块的转子角速度和转子角位移。

3.如权利要求1所述的基于非线性阻尼的汽轮发电机模型建立方法，其特征在于，所述汽轮发电机组质块的幅值包括：所述汽轮发电机组质块的转速幅值、转子角幅值和转矩幅值。

4.如权利要求1所述的基于非线性阻尼的汽轮发电机模型建立方法，其特征在于，在所述解耦变换步骤中，对所述第一质块弹簧模型解耦变换为以下公式，

Δδ^（m）=Q^-1Δδ，

其中，Δδ为所述汽轮发电机组质块的转子角位移增量列向量，Q为线性变换矩阵，Δδ^(m)为解耦后所述汽轮发电机组质块的等值转子角位移增量列向量。

5.如权利要求1所述的基于非线性阻尼的汽轮发电机模型建立方法，其特征在于，所述阻尼系数非线性函数通过如下公式表示，所述公式为，

D_i=D_i0+k₁P+k₂exp(k₃·α)，

其中，D_i0表示所述汽轮发电机现场实测的在模态i下的空载阻尼系数，P表示所述汽轮发电机的有功出力，exp表示指数函数，α表示所述汽轮发电机的幅值，k₁、k₂和k₃分别表示常系数。

6.如权利要求1所述的基于非线性阻尼的汽轮发电机模型建立方法，其特征在于，所述第二质块弹簧模型通过如下公式表示，所述公式为，

(M^(m)p²+D^(m)p+K^(m))Δδ^（m）=ΔT_m^(m)-ΔT_e^(m)，

其中，M^(m)和K^(m)分别表示对角阵，p为微分算子，Δδ^(m)为解耦后所述汽轮发电机组质块的等值转子角位移增量列向量，D^(m)为模态阻尼系数矩阵，ΔT_m^(m)为解耦后所述汽轮发电机组质块的等值机械转矩增量列向量，ΔT_e^(m)为解耦后所述汽轮发电机组质块的等值电磁转矩增量列向量。

7.如权利要求6所述的基于非线性阻尼的汽轮发电机模型建立方法，其特征在于，

求解所述第二质块弹簧模型，得到解耦后所述汽轮发电机组质块的等值转子角位移增量列向量Δδ^(m)，

所述转速变化规律获得步骤通过如下公式将解耦后所述汽轮发电机组质块的等值转子角位移增量还原为所述汽轮发电机组质块转子角位移增量，所述公式为，

Δδ=QΔδ^（m），

其中，Δδ为所述汽轮发电机组质块的转子角位移列向量，Q为线性变换矩阵，Δδ^(m)为解耦后所述汽轮发电机组质块的等值转子角位移增量列向量。

8.如权利要求7所述的基于非线性阻尼的汽轮发电机模型建立方法，其特征在于，根据所述汽轮发电机组质块的转子角位移列向量得到所述汽轮发电机组质块的转子角速度增量，所述汽轮发电机组质块的转子角速度增量通过如下公式表示，所示公式为，

Δω=pΔδ

其中，Δω为所述汽轮发电机组质块的转子角速度增量，p为微分算子，Δδ为所述汽轮发电机组质块的转子角位移列向量。