[发明专利]利用粒子群优化算法的发电机轴系多质块参数简化方法

权利要求书

1.一种利用粒子群优化算法的发电机轴系多质块参数简化方法，其特征在于，所述发电机轴系多质块参数简化方法是基于逐次合并原理，将汽轮机组轴系多质块轴系模型进一步简化为只含次同步扭振频率分量轴系等效模型的方法，并利用粒子群算法进行参数校正，具体流程包括：

(1)输入发电机多质块的参数：惯性时间常数M及各质量块之间的刚度系数K；所述输入发电机多质块的惯性时间常数M及各质量块之间的刚度系数K为汽轮机组的轴系扭振频率指机组在受到扰动后，汽轮发电机转子轴系的各个质块之间产生的自然频率，它们只与机械系统的固有特性有关；因此若将相邻两个质块进行合并，则会减少一个自然频率，通过判断减少自然频率的值进而得出次同步频率分量所在的截面；其中，新质块的惯性时间常数为合并前二者之和，合并后的各质量块之间的刚度系数按比例分配，具体计算公式为：

M_j＝M_i+M_i+1 (1-1)

上式中，i表示质块合并前的质块位置数，j表示合并后的质块位置数，M₁为第一个质块的惯性时间常数，K₁为质块1和质块2之间的刚度系数；

通过电厂提供的扭振频率中选出保留的次同步频率分量，记做：

rest_f＝[rest_f₁，rest_f₂，…，rest_f_k] (1-4)

式中，rest_f为保留的次同步频率，rest_f_k为保留的第k个频率；

(2)逐次将发电机多质块进行合并，用合并后的惯性时间常数M及各质量块之间的刚度系数K计算新的扭振频率，并与保留的次同步扭振频率分量进行比较；

(3)得到只含次同步扭振频率分量轴系等效模型，并计算合并后的惯性时间常数M及各质量块之间的刚度系数K；

(4)利用粒子群算法对质量块之间的刚度系数K进行校正；

(5)满足精度：若是满足精度要求，则进行下一步骤(6)；若否，则返回步骤(4)；

(6)输出优化后的参数。

2.根据权利要求1所述利用粒子群优化算法的发电机轴系多质块参数简化方法，其特征在于，所述步骤(2)、(3)具体为将相邻的两个质块进行合并，按式(1-1)、(1-2)、(1-3)计算合并后的轴系惯性时间常数及各质量块之间的刚度系数；当相邻两个质块进行合并时，则合并后的自然频率，记：

f＝[f₁,f₂,…,f_h] (1-5)

上式中，f_h为保留的第h个频率；

将式(1-4)中的每一个保留的频率分量分别与(1-5)中的h个频率做差，并取其绝对值的最小值，记做T：

T＝[T₁,T₂,…,T_k] (1-6)

上式中T_k为：

T_k＝min{|rest_f_k-f₁|,|rest_f_k-f₂|,…,|rest_f_k-f_h|} (1-7)

上式中的rest_f_k即为保留的第k个频率分量，f_h同式(1-5)；

此时，若T_k的值为接近于零，则代表该频率分量未被合并，反之，则代表该频率分量存在于该相邻质块之间，进而确定该位置需要被保留；并根据T中的最大值是否接近于零来判断合并后的质块之间是否包含所想保留的低频分量，若T的最大值接近于零，则不包含所想保留的低频分量；这里记质块数量为n，则合并次数共n-1次，则可以相应得到n-1个maxT，记做S：

S＝[S₁,S₂,…,S_n-1] (1-8)

上式中S_n-1代表每一次合并之后对应于式(1-6)中的最大值；

根据S中前k个保留频率个数的最大值的位置即确定所保留次同步频率分量所在的位置，并对其余的质块进行合并，同时按式1-1～1-3计算相应的惯性时间常数及各质量块之间的刚度系数。