CN101515719B - 一种建立发电机轴系多质量块变阻尼模型的方法及装置 - Google Patents

Abstract

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。

Description

一种建立发电机轴系多质量块变阻尼模型的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种基于实时数字仿真器的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。

背景技术

汽轮发电机在容性负载或由串连电容补偿的输电线路接入系统时，在一定条件下，电气系统中的LC谐振会激发发电机轴系的扭转振荡不稳定，由于轴系扭振频率通常在工频以下，故称为次同步谐振。另外，高压直流输电(HVDC)及SVC、PSS等有源快速装置在一定条件下也能激发发电机轴系扭振，由于这种扭振不存在电气谐振电路，故而称之为次同步振荡。

在研究和仿真次同步振荡过程中，汽轮发电机组不能采用单一刚体模型，而常用的方法是采用轴系弹性多质量块模型，并在此基础上，依据动力学原理对每个质量块列写转子运动方程。应用梯形法则改写方程，形成可用于数值仿真计算的离散化方程形式。

电力系统实时数字仿真器(RTDS，Real Time Digital Simulator)是迄今全世界最先进的电力系统实时仿真设备之一，能实现对电力系统及其控制系统连续、实时的仿真。由于实时仿真计算的实时性，也可用于与控制、保护等实际设备连接构成测试系统。目前实时数字仿真器广泛应用于电力行业的教育、科研、生产领域，以及电力设备制造公司。

在对发电机轴系模型的仿真计算中，输入机械转矩T_i，输出电磁转矩T_e，质量块惯性时间常数H_i，轴刚度k_i，j，机械阻尼D_i作为已知量，各个质量块转速ω_i和旋转角度θ_i为状态量，轴转矩T_i，j+1为输出量。电力系统实时数字仿真器已有的轴系多质量块模型，将质量块惯性时间常数H_i，轴刚度k_i，j，阻尼D_i作为已知参数，即仿真计算过程中，参数不能改变。按照实际情况，轴系多质量块机械阻尼将随发电机不同运行工况变化而变化。随着发电机出力从空载到满载，典型轴系机械阻尼系数从0.05sec^-1到0.2sec^-1变化，而机械阻尼的不同将对轴系扭振产生明显差异。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

由于实时数字仿真计算过程中，参数不能改变，而实际情况下随着发电机力矩的变化，轴系机械阻尼系数也相应的发生变化。因此，实时数字仿真器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。

发明内容

本发明的实施例提供了一种建立发电机轴系多质量块变阻尼模型的方法及装置，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。

一种建立发电机轴系多质量块变阻尼模型的方法，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，其中i表示自然数；

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。

一种建立发电机轴系多质量块变阻尼模型的装置，包括：

参数确定模块，用于确定建立弹性多质量块阻尼模型需要的参数；

旋转运动方程建立模块，用于根据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；

离散化模块，用于通过梯形方法对第i个质量块的旋转运动方程进行离散化；

转子运动方程建立模块，用于将离散化的第i个质量块的旋转运动方程消去一个变量，得到第i个质量块的发电机轴系转子运动方程。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，根据确立的参数建立质量块旋转运动方程，再通过离散化得到质量块的发电机轴系转子运动方程，以达到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目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例所述的一种建立发电机轴系多质量块变阻尼模型的方法的流程示意图；

图2是本发明实施例所述的一种建立发电机轴系多质量块变阻尼模型的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的具体实施方式提供的一种建立发电机轴系多质量块变阻尼模型的方法中，首先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，其中i表示自然数，再通过梯形方法对第i个质量块的旋转运动方程进行离散化，最后根据离散化的第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。

其中必需的参数包括：质量块的数量n，其中n表示自然数；第i个质量块惯性时间常数H_i，其中i表示小于n的自然数；第i个轴段刚度K_i，其中i表示小于n的自然数；第i个质量块的输入机械转矩T_i，其中i表示小于n的自然数；发电机输出电磁转矩T_e；第i个和第j个质量块的机械阻尼D_i，j，其中i和j都表示小于n的自然数，且i≤j。所述质量块的机械阻尼D_i，j，包括质量块自阻尼和第i个质量块与第j个质量块间的阻尼。

在上述过程中，所述任意一个质量块旋转运动方程为：

$2H\stackrel{\·}{\mathrm{\ω}}=\mathrm{\ΔT}$

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。

所述第i个质量块的旋转运动方程为：

$2H\stackrel{\·}{\mathrm{\ω}}=K_{i-1,i}(\mathrm{\Δ}{\mathrm{\θ}}_{i-1}-\mathrm{\Δ}{\mathrm{\θ}}_i)+\mathrm{\Δ}{T}_i-K_{i,i+1}(\mathrm{\Δ}{\mathrm{\θ}}_i-\mathrm{\Δ}{\mathrm{\θ}}_{i+1})-\mathrm{D\Δ}{\mathrm{\ω}}_i$

其中θ_i表示质量块的扭转角度，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：

$2H\frac{\mathrm{\ω}\left(t\right)-\mathrm{\ω}(t-\mathrm{\Δt})}{\mathrm{\Δt}}+D\frac{\mathrm{\ω}\left(t\right)-\mathrm{\ω}(t-\mathrm{\Δt})}{2}+K\frac{\mathrm{\θ}\left(t\right)-\mathrm{\θ}(t-\mathrm{\Δt})}{2}=\frac{T\left(t\right)-T(t-\mathrm{\Δt})}{2}$

其中2H表示惯性时间常数，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。

进一步地，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，带入所述离散化的第i个质量块的旋转运动方程，消去变量θ(t)，得到：

则所述第i个质量块的发电机轴系转子运动方程为：

其中[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。

最终通过实时数字仿真器的自定义模块CBuilder，采用C语言加以实现，以达到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目的。

为了更好的描述本实施方式，现结合说明书附图对本发明的具体实施方式进行说明。

本发明的具体实施方式提供了一种建立发电机轴系多质量块变阻尼模型的方法，如图1所示，具体可以包括：

步骤11，确定建立弹性多质量块阻尼模型需要的参数；

本实施方式采用的汽轮发电机组轴系多质量块模型具体可以包括6个质量块及5个轴段，所需的弹性多质量块模型需要的参数具体可以包括：

将上述参数改写为矩阵形式如下：

$H=\left[\begin{array}{cccccc}0.0929& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0.15559& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0.85867& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0.884215& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0.86849& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0.03422\end{array}\right]$

$K=\left[\begin{array}{cccccc}0& 19.303& 0& 0& 0& 0\\ 19.303& 0& 34.929& 0& 0& 0\\ 0& 34.929& 0& 52.038& 0& 0\\ 0& 0& 52.038& 0& 70.858& 0\\ 0& 0& 0& 70.858& 0& 2.822\\ 0& 0& 0& 0& 2.822& 0\end{array}\right]$

$T(t-\mathrm{\Δt})=\left[\begin{array}{cccccc}0.3& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0.26& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0.22& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0.22& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& -1& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0\end{array}\right]$

$T\left(t\right)=\left[\begin{array}{cccccc}0.3& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0.26& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0.22& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0.22& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& -0.35& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0\end{array}\right]$

$D(t-\mathrm{\Δt})=\left[\begin{array}{cccccc}0& 0.2& 0& 0& 0& 0\\ 0.2& 0& 0.2& 0& 0& 0\\ 0& 0.2& 0& 0.2& 0& 0\\ 0& 0& 0.2& 0& 0.2& 0\\ 0& 0& 0& 0.2& 0& 0.2\\ 0& 0& 0& 0& 0.2& 0\end{array}\right]$

$D\left(t\right)=\left[\begin{array}{cccccc}0& 0.05& 0& 0& 0& 0\\ 0.05& 0& 0.05& 0& 0& 0\\ 0& 0.05& 0& 0.05& 0& 0\\ 0& 0& 0.05& 0& 0.05& 0\\ 0& 0& 0& 0.05& 0& 0.05\\ 0& 0& 0& 0& 0.05& 0\end{array}\right]$

$\mathrm{\θ}(t-\mathrm{\Δt})=\left[\begin{array}{cccccc}0.03031835& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0.01477635& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0.00733268& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0.003105& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0\end{array}\right]$

假定扰动发生前发电机轴系处于稳定状态，各个质量块以额定同步速旋转，则：

$\left[{\mathrm{\ω}}_n(t-\mathrm{\Δt})\right]=\left[\begin{array}{cccccc}1& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 1& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 1\end{array}\right]$

仿真步长为50微秒，Δt＝5e-5。

步骤12，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。

$2H\stackrel{\·}{\mathrm{\ω}}=\mathrm{\ΔT}$

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。

步骤13，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，所述第i个质量块的旋转运动方程为：

$2H\stackrel{\·}{\mathrm{\ω}}=K_{i-1,i}(\mathrm{\Δ}{\mathrm{\θ}}_{i-1}-\mathrm{\Δ}{\mathrm{\θ}}_i)+\mathrm{\Δ}{T}_i-K_{i,i+1}(\mathrm{\Δ}{\mathrm{\θ}}_i-\mathrm{\Δ}{\mathrm{\θ}}_{i+1})-\mathrm{D\Δ}{\mathrm{\ω}}_i$

其中θ_i表示质量块的扭转角度，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：

$2H\frac{\mathrm{\ω}\left(t\right)-\mathrm{\ω}(t-\mathrm{\Δt})}{\mathrm{\Δt}}+D\frac{\mathrm{\ω}\left(t\right)-\mathrm{\ω}(t-\mathrm{\Δt})}{2}+K\frac{\mathrm{\θ}\left(t\right)-\mathrm{\θ}(t-\mathrm{\Δt})}{2}=\frac{T\left(t\right)-T(t-\mathrm{\Δt})}{2}$

其中2H表示惯性时间常数，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。

步骤14，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。

在消去变量的过程中，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：

$2H\frac{\mathrm{\ω}\left(t\right)-\mathrm{\ω}(t-\mathrm{\Δt})}{\mathrm{\Δt}}+D\frac{\mathrm{\ω}\left(t\right)-\mathrm{\ω}(t-\mathrm{\Δt})}{2}+K\frac{\mathrm{\θ}\left(t\right)-\mathrm{\θ}(t-\mathrm{\Δt})}{2}=\frac{T\left(t\right)-T(t-\mathrm{\Δt})}{2}$

$\mathrm{\θt}=\frac{\mathrm{\Δt}}{2}[\mathrm{\ω}\left(t\right)+\mathrm{\ω}(t-\mathrm{\Δt})]+\mathrm{\θ}(t-\mathrm{\Δt})$

带入所述的第i个质量块的旋转运动方程，消去变量θ(t)，并令

$A=[\frac{2}{\mathrm{\Δt}}2H+D+\frac{\mathrm{\Δt}}{2}K]$

$B=[\frac{2}{\mathrm{\Δt}}2H-D+\frac{\mathrm{\Δt}}{2}K]$

得到：

对于由轴段耦合的含n个质量块的轴系模型，可以将上式推广为矩阵形式：

对上式经过一次迭代，即仿真50微秒后，计算结果为：

ω1(t)	ω2(t)	ω3(t)	ω4(t)	ω5(t)	ω6(t)
						1.00008073274556	1.00004177698844	1.00000640531082	1.00000622022001	0.99998056979298	1.00000000006585

经过400次迭代，即仿真0.02秒后，计算结果为：

ω1(t)	ω2(t)	ω3(t)	ω4(t)	ω5(t)	ω6(t)
						1.03305554753777	1.01736803017085	1.00270994716414	1.00257050873904	0.99228904067101	1.00002016363456

本实施方式的机械阻尼随工况变化而变化，将所述的公式A经过一次迭代，即仿真50微秒后，计算结果为：

ω1(t)	ω2(t)	ω3(t)	ω4(t)	ω5(t)	ω6(t)
						1.00008073537551	1.00004177890595	1.00000640551765	1.00000622027132	0.99998057016192	1.00000000042089

经过400次迭代，即仿真0.02秒后，计算结果为：

ω1(t)	ω2(t)	ω3(t)	ω4(t)	ω5(t)	ω6(t)
						1.03363185900869	1.01785751969348	1.00278019955981	1.00259680736901	0.99236872658506	1.00008763211217

从以上结果对比可以看出，在考虑机械阻尼变化的情况下，所得结果与原有模型算法所得结果有差异，并且差异随着迭代计算次数的增加而增加。

对RTDS原有模型和本发明的实施方式实现的模型分别加次同步谐振IEEE第一算例扰动方式，轴系各个量对比如上表所示。比较量分别为一号转子转速，一、二号转子间轴转矩，三、四号转子间轴转矩，二号转子扭转角度，四号转子扭转角度。本发明的实施方式建立的新模型的仿真过程采用机械阻尼随工况变化从0.2变化为0.05，可以看出各个状态量和输出量的差别。

本发明的实施方式利用RTDS的用户自定义功能，应用RTDS用户界面软件RSCAD中的CBuilder模块，将轴系机械阻尼作为输入变量，重新编写了多质量块模型，并且能够满足仿真过程中机械阻尼随发电机运行工况变化而变化的需要。

本发明的实施方式还提供了一种建立发电机轴系多质量块变阻尼模型的装置，如图2所示，具体可以包括：

参数确定模块21，用于确定建立弹性多质量块阻尼模型需要的参数；

旋转运动方程建立模块22，用于根据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；

离散化模块23，用于通过梯形方法对第i个质量块的旋转运动方程进行离散化；

转子运动方程建立模块24，用于将离散化的第i个质量块的旋转运动方程消去一个变量，得到第i个质量块的发电机轴系转子运动方程。

本发明的实施方式所述的装置，通过参数确定模块21确定建立弹性多质量块阻尼模型需要的参数；然后通过旋转运动方程建立模块22根据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；再由离散化模块23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；最后通过转子运动方程建立模块24将离散化的第i个质量块的旋转运动方程消去一个变量，得到第i个质量块的发电机轴系转子运动方程，以达到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目的。上述装置中包含的各模块的处理功能的具体实现方式及采用的计算公式在之前的方法实施例中已经描述，在此不再重复描述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施方式中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施方式的步骤之一或其组合。

另外，在本发明各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。所述存储介质可以是只读存储器、磁盘或光盘等。

综上所述，本发明所提供的实施方式，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。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

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：

$2H\stackrel{\·}{\mathrm{\ω}}=\mathrm{\ΔT}$

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：

$2H\stackrel{\·}{\mathrm{\ω}}=K_{i-1,i}({\mathrm{\Δ\θ}}_{i-1}-{\mathrm{\Δ\θ}}_i)+{\mathrm{\ΔT}}_i-K_{i,i+1}({\mathrm{\Δ\θ}}_i-{\mathrm{\Δ\θ}}_{i+1})-\mathrm{D\Δ}{\mathrm{\ω}}_i$

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：

$2H\frac{\mathrm{\ω}\left(t\right)-\mathrm{\ω}(t-\mathrm{\Δt})}{\mathrm{\Δt}}+D\frac{\mathrm{\ω}\left(t\right)-\mathrm{\ω}(t-\mathrm{\Δt})}{2}+K\frac{\mathrm{\θ}\left(t\right)-\mathrm{\θ}(t-\mathrm{\Δt})}{2}=\frac{T\left(t\right)-T(t-\mathrm{\Δt})}{2}$

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：

$A=[\frac{2}{\mathrm{\Δt}}2H+D+\frac{\mathrm{\Δt}}{2}K]$

$B=[\frac{2}{\mathrm{\Δt}}2H-D+\frac{\mathrm{\Δt}}{2}K]$

${\mathrm{\θ}}_i\left(t\right)=\frac{\mathrm{\Δt}}{2}[{\mathrm{\ω}}_i\left(t\right)+{\mathrm{\ω}}_i(t-\mathrm{\Δt})]+{\mathrm{\θ}}_i(t-\mathrm{\Δt}).$

2.如权利要求1所述的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，所述发电机轴系多质量块变阻尼模型需要的参数包括：

质量块的数量n，其中n表示自然数；

第i个质量块惯性时间常数H_i，其中i表示小于n的自然数；

第i个轴段刚度K_i，其中i表示小于n的自然数；

第i个质量块的输入机械转矩T_i，其中i表示小于n的自然数；

发电机输出电磁转矩T_e；

第i个和第j个质量块的机械阻尼D_i，j，其中i和j都表示小于n的自然数，且i≤j。

3.如权利要求2所述的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：所述第i个和第j个质量块的机械阻尼D_i，j，其中当i＜j时，D_i，j表示质量块i和j之间的互阻尼；当i＝j时，D_i，j＝D_i，i表示第i个质量块的自阻尼。

4.一种建立发电机轴系多质量块变阻尼模型的装置，其特征在于，包括：

参数确定模块，用于确定建立发电机轴系多质量块变阻尼模型需要的参数；

旋转运动方程建立模块，用于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：

$2H\stackrel{\·}{\mathrm{\ω}}=\mathrm{\ΔT}$

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；

离散化模块，用于通过梯形方法对第i个质量块的旋转运动方程进行离散化；

转子运动方程建立模块，用于将离散化的第i个质量块的旋转运动方程消去一个变量，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：

$2H\stackrel{\·}{\mathrm{\ω}}=K_{i-1,i}({\mathrm{\Δ\θ}}_{i-1}-{\mathrm{\Δ\θ}}_i)+{\mathrm{\ΔT}}_i-K_{i,i+1}({\mathrm{\Δ\θ}}_i-{\mathrm{\Δ\θ}}_{i+1})-\mathrm{D\Δ}{\mathrm{\ω}}_i$

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：

$2H\frac{\mathrm{\ω}\left(t\right)-\mathrm{\ω}(t-\mathrm{\Δt})}{\mathrm{\Δt}}+D\frac{\mathrm{\ω}\left(t\right)-\mathrm{\ω}(t-\mathrm{\Δt})}{2}+K\frac{\mathrm{\θ}\left(t\right)-\mathrm{\θ}(t-\mathrm{\Δt})}{2}=\frac{T\left(t\right)-T(t-\mathrm{\Δt})}{2}$

式中的2H表示惯性时间常数，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：

$A=[\frac{2}{\mathrm{\Δt}}2H+D+\frac{\mathrm{\Δt}}{2}K]$

$B=[\frac{2}{\mathrm{\Δt}}2H-D+\frac{\mathrm{\Δt}}{2}K]$

${\mathrm{\θ}}_i\left(t\right)=\frac{\mathrm{\Δt}}{2}[{\mathrm{\ω}}_i\left(t\right)+{\mathrm{\ω}}_i(t-\mathrm{\Δt})]+{\mathrm{\θ}}_i(t-\mathrm{\Δt}).$

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