一种建立发电机轴系多质量块变阻尼模型的方法及装置

摘要

一种建立发电机轴系多质量块变阻尼模型的方法及装置，属于电力系统实时数字仿真领域，以解决在对现有多质量块模型的仿真计算过程中不能完全反映实际情况的问题。该方法包括确定建立弹性多质量块阻尼模型需要的参数；根据所述参数建立的任意一个质量块旋转运动方程，获得第i个质量块的旋转运动方程；通过梯形方法对第i个质量块的旋转运动方程进行离散化；根据离散化的第i个质量块的旋转运动方程，得到第阶质量块的发电机轴系转子运动方程。本发明具有能够在对现有多质量块模型的仿真计算过程中反映实际情况的优点。

主权项

1.一种建立发电机轴系多质量块变阻尼模型的方法，其特征在于，包括：确定建立发电机轴系多质量块变阻尼模型需要的参数；根据所述参数建立的任意一个质量块旋转运动方程，获得第i个质量块的旋转运动方程，其中i表示自然数，所述任意一个质量块旋转运动方程为：$2H\stackrel{·}{\omega }=\mathrm{\Delta T}$其中ω表示旋转角速度，表示旋转角加速度，H为质量块围绕旋转轴的惯性时间常数，ΔT为不平衡转矩；通过梯形方法对第i个质量块的旋转运动方程进行离散化；根据离散化的第i个质量块的旋转运动方程，得到第i个质量块的发电机轴系转子运动方程；其中，所述第i个质量块的旋转运动方程为：$2H\stackrel{·}{\omega }=K_{i-1,i}({\mathrm{\Delta \theta }}_{i-1}-{\mathrm{\Delta \theta }}_i)+{\mathrm{\Delta T}}_i-K_{i,i+1}({\mathrm{\Delta \theta }}_i-{\mathrm{\Delta \theta }}_{i+1})-\mathrm{D\Delta }{\omega }_i$式中的θ_i表示第i个质量块的扭转角度，θ_i+1表示第(i+1)个质量块的扭转角度，θ_i-1表示第(i-1)个质量块的扭转角度，ω_i表示第i个质量块的旋转角速度，K_i，i+1表示第i个质量块和第(i+1)个质量块间轴段的刚度，K_i-1，i表示第(i-1)个质量块和第i个质量块间轴段的刚度，ΔT_i为第i个质量块的不平衡转矩，K_i表示第i个轴段刚度，并且K_i-1，i|_i＝1＝0，K_i，i+1|_i＝n＝0，i表示自然数；将第i个质量块的旋转运动方程离散化得到离散化的第i个质量块的旋转运动方程为：$2H\frac{\omega \left(t\right)-\omega (t-\mathrm{\Delta t})}{\mathrm{\Delta t}}+D\frac{\omega \left(t\right)-\omega (t-\mathrm{\Delta t})}{2}+K\frac{\theta \left(t\right)-\theta (t-\mathrm{\Delta t})}{2}=\frac{T\left(t\right)-T(t-\mathrm{\Delta t})}{2}$式中的K为常数，表示轴刚度，转矩T和阻尼D作为已知量，ω(t)和θ(t)为未知量；将离散化的第i个质量块的旋转运动方程和t时刻质量块的扭转角度θ_i的表达式带入所述的第i个质量块的旋转运动方程，消去变量θ(t)，得到第i个质量块的发电机轴系转子运动方程为：式中的[ω_i(t)]表示第i个质量块转速的本次迭代结果，[T_i(t)]表示用于本次迭代的作用于第i个质量块的转矩，[ω_i(t-Δt)]表示第i个质量块转速值的上次迭代结果，[B]表示参数B形成的矩阵，[2K]表示刚度参数2K矩阵，[θ_i(t-Δt)]表示第i个质量块旋转角度的上次迭代结果，[A^-1]中A的表达式、参数B以及t时刻质量块的扭转角度θ_i的表达式分别为：$A=[\frac{2}{\mathrm{\Delta t}}2H+D+\frac{\mathrm{\Delta t}}{2}K]$$B=[\frac{2}{\mathrm{\Delta t}}2H-D+\frac{\mathrm{\Delta t}}{2}K]$${\theta }_i\left(t\right)=\frac{\mathrm{\Delta t}}{2}[{\omega }_i\left(t\right)+{\omega }_i(t-\mathrm{\Delta t})]+{\theta }_i(t-\mathrm{\Delta t}).$