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　　測(cè)功法甩負(fù)荷試驗(yàn)是在機(jī)組不解列的情況下人為觸發(fā)汽輪機(jī)超速保護(hù)系統(tǒng)，使得汽輪機(jī)進(jìn)汽閥門突然關(guān)閉，測(cè)得此后的發(fā)電機(jī)有功功率變化過(guò)程，據(jù)此換算在等價(jià)條件下“假想”的常規(guī)甩負(fù)荷的最高飛升轉(zhuǎn)速，而機(jī)組實(shí)際上并不會(huì)超速，因此具有安全、簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)近幾年我國(guó)在改善測(cè)功法甩負(fù)荷試驗(yàn)精度方面進(jìn)行了不少卓有成效的研究工作>4，最近己經(jīng)提出換算整個(gè)轉(zhuǎn)速飛升過(guò)程的高精度算法這些研究成果為測(cè)功法甩負(fù)荷試驗(yàn)方法的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)機(jī)組甩負(fù)荷試驗(yàn)工況變化較為劇烈，足以激發(fā)系統(tǒng)的主要?jiǎng)討B(tài)響應(yīng)為此，本文結(jié)合汽輪發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)模型的己有研究成果，提出利用測(cè)功法甩負(fù)荷試驗(yàn)可以提供的關(guān)鍵測(cè)量數(shù)據(jù)，辨識(shí)汽輪發(fā)電機(jī)組的主要?jiǎng)討B(tài)特性參數(shù)辨識(shí)得到的汽輪發(fā)電機(jī)組動(dòng)態(tài)特性參數(shù)可用于轉(zhuǎn)速飛升過(guò)程等動(dòng)態(tài)特性分析，對(duì)提高測(cè)功法甩負(fù)荷試驗(yàn)的技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益具有實(shí)際意義1利用測(cè)功法甩負(fù)荷試驗(yàn)辨識(shí)汽輪發(fā)電機(jī)組的主要?jiǎng)討B(tài)特性參數(shù)1.1測(cè)功法甩負(fù)荷試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛥��?shù)分析測(cè)功法甩負(fù)荷試驗(yàn)在機(jī)組并網(wǎng)狀態(tài)下進(jìn)行，描述這一過(guò)程的數(shù)學(xué)模型包括汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子汽缸容積以及發(fā)電機(jī)等部分，均有較為成熟的模型可供引甩給出了一個(gè)汽輪發(fā)電機(jī)組測(cè)功法甩負(fù)荷試驗(yàn)的數(shù)學(xué)模型，其中考慮了發(fā)電機(jī)功角特性這一非線性環(huán)節(jié)。

　　PC*指令如高壓缸Ph中低壓缸電機(jī)模型晡節(jié)級(jí)壓力、汽功率、電功率、轉(zhuǎn)速；如為標(biāo)么網(wǎng)頻；6為發(fā)電機(jī)功角（帶量綱）；乃h，分別為高、中壓油動(dòng)機(jī)時(shí)間常數(shù)；分別為高壓to和中低壓缸的容積時(shí)間常數(shù)，叫分別為高壓te和中低壓缸的功率系數(shù)；ra為轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)；為阻尼轉(zhuǎn)矩系數(shù)。

　　測(cè)功法甩負(fù)荷試驗(yàn)的數(shù)學(xué)模型可見(jiàn)，汽輪發(fā)電機(jī)組屬于一種“灰箱”系統(tǒng)，它的一些動(dòng)態(tài)特性參數(shù)可以采用參數(shù)估計(jì)方法求取，具體分析如下在一定的加速功率（汽功率和電功率之差）下，轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)Ta是影響轉(zhuǎn)速飛升過(guò)程的決定因素測(cè)功法甩負(fù)荷試驗(yàn)方法的一個(gè)基本條件是必須己知轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)TaTa可以根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算得到，也可以通過(guò)同臺(tái)或同型機(jī)組的首次常規(guī)甩負(fù)荷試驗(yàn)測(cè)出因此本文研究中認(rèn)為Ta己知。

　　時(shí)間常數(shù)T*和「表征了高、中壓油動(dòng)機(jī)對(duì)OPC指令的響應(yīng)快慢，關(guān)系到OPC指令發(fā)出后還有多少蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功，對(duì)機(jī)組甩負(fù)荷后的轉(zhuǎn)2001i27；修回2001r0al*leeepublish速飛升過(guò)程有著直接的影響高h(yuǎn)中壓油動(dòng)機(jī)的輸入bookmark3 33.研制與開發(fā)。于達(dá)仁等基于測(cè)功法甩負(fù)荷試驗(yàn)的汽輪發(fā)電機(jī)組主要?jiǎng)討B(tài)特性參數(shù)的辨識(shí)（OPC指令）和輸出（高中壓汽門開度）都是可測(cè)的參量，據(jù)此可辨識(shí)出時(shí)間常數(shù)Tsh和Tm，而且該辨識(shí)過(guò)程可以獨(dú)立進(jìn)行，相對(duì)比較容易，因此不作為本文的研究重點(diǎn)。

　　高中低壓汽缸容積時(shí)間常數(shù)7，「汽缸容積是一個(gè)蓄能環(huán)節(jié)，在常規(guī)甩負(fù)荷時(shí)即使汽門能夠立刻完全關(guān)閉，汽缸容積儲(chǔ)存的蒸汽仍會(huì)繼續(xù)做功，使機(jī)組產(chǎn)生超速隨著機(jī)組容量的大，轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)有減小的趨勢(shì)，另外，油動(dòng)機(jī)關(guān)閉速度也在提高，所以汽缸容積時(shí)間常數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)速飛升過(guò)程影響的比重在相對(duì)力口。

　　由于汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算求取汽缸容積時(shí)間常數(shù)比較困難，也不夠精確目前一般將各汽缸等效為一個(gè)集中容積，通過(guò)常規(guī)甩負(fù)荷試驗(yàn)確定其容積時(shí)間常數(shù)在所示的模型中將汽輪機(jī)等效為高壓缸和中低壓缸2個(gè)集中容積，能夠更為精確地描述汽輪機(jī)的動(dòng)態(tài)特性汽缸容積時(shí)間常數(shù)和7是待辨識(shí)的2個(gè)重要參數(shù)，它們對(duì)分析汽輪機(jī)及調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性有實(shí)際意義阻尼轉(zhuǎn)矩系數(shù)Cd及發(fā)電機(jī)初始功角W汽輪發(fā)電機(jī)組測(cè)功法甩負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，汽門關(guān)閉過(guò)程中的進(jìn)汽以及汽缸容積蓄汽產(chǎn)生的軸功率對(duì)電網(wǎng)做功，對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩主要由與功角W司相的同步轉(zhuǎn)矩和與轉(zhuǎn)速差（k -k）同相的阻尼轉(zhuǎn)矩（異步轉(zhuǎn)矩）2部分組成阻尼轉(zhuǎn)矩的強(qiáng)弱對(duì)發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)行為，特別是低頻振蕩、異步運(yùn)行和再同期等過(guò)程有明顯影響討論了Cd的計(jì)算公式，但形式比較復(fù)雜，涉及的影響因素很多�？紤]到測(cè)功法甩負(fù)荷試驗(yàn)可以充分激勵(lì)發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，如果利用試驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)辨識(shí)出Cd，將具有實(shí)際意義另外，由于同步轉(zhuǎn)矩是功角W的非線性函數(shù)，因此分析發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)行為時(shí)有必要知道W的大小，將它也作為一個(gè)待辨識(shí)的參數(shù)1.2待辨識(shí)參數(shù)可分離性討論系統(tǒng)辨識(shí)一般為輸入、輸出關(guān)系的特性辨識(shí)，在參數(shù)辨識(shí)過(guò)程中，可能出現(xiàn)辨識(shí)參數(shù)不惟一或者參數(shù)不可分離的現(xiàn)象，而只有待辨識(shí)參數(shù)是可分離性的，辨識(shí)結(jié)果才有實(shí)際意義。以下從物理概念上對(duì)待辨識(shí)參數(shù)的可分離性進(jìn)行討論首先，試驗(yàn)所測(cè)的輸入、輸出數(shù)據(jù)是系統(tǒng)辨識(shí)的基礎(chǔ)，測(cè)功法甩負(fù)荷試驗(yàn)提供的關(guān)鍵試驗(yàn)數(shù)據(jù)有：高、中壓汽門開度二h，M；調(diào)節(jié)級(jí)壓力pe；由功率變送器測(cè)量的發(fā)電機(jī)有功功率Pe.發(fā)電機(jī)有功功率P*的測(cè)量值與真實(shí)值Pe之間有一個(gè)動(dòng)態(tài)環(huán)節(jié)，即：其中，Tm為功率變送器的慣性時(shí)間常數(shù)，可以通過(guò)一個(gè)附加的離線試驗(yàn)辨識(shí)出來(lái)，在此將其作為己知參數(shù)由可見(jiàn)，對(duì)于高壓缸容積這一慣性環(huán)節(jié)，其輸入二h和輸出Ph均為試驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)，因此可以惟一地估計(jì)出容積時(shí)間常數(shù)T，h.輸入高中壓汽門開度二h，二Mt的激勵(lì)下，其信息己經(jīng)體現(xiàn)在系統(tǒng)輸出發(fā)電機(jī)有功功率測(cè)量值>e中，如所示。

　　a電功率測(cè)量值Pe初始階段的延遲和下降變化過(guò)程與汽門關(guān)閉過(guò)程中的進(jìn)汽量汽缸容積蓄汽量以及測(cè)功慣性有關(guān)，涉及到的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)有Tsh，TsMl，Toh，ToMl 4個(gè)參數(shù)可以分離估計(jì)出來(lái)，因此參數(shù)ra可分離Pe后一階段衰減振蕩的幅值變化過(guò)程集中反映了Cd的信息初始功角W與測(cè)功法甩負(fù)荷后一階段P*衰減振蕩的周期有密切關(guān)系綜上所述，利用測(cè)功法甩負(fù)荷試驗(yàn)辨識(shí)汽輪發(fā)電機(jī)組的主要?jiǎng)討B(tài)特性參數(shù)是切實(shí)可行的1.3基于遺傳算法辨識(shí)主要?jiǎng)討B(tài)特性參數(shù)汽輪發(fā)電機(jī)組是一個(gè)非線性系統(tǒng)，傳統(tǒng)的系統(tǒng)辨識(shí)技術(shù)如最小二乘估計(jì)、卡爾曼濾波等行之有效的方法，多數(shù)適用于線性系統(tǒng)，而對(duì)非線性系統(tǒng)，仍只能采取線性化一類的近似方法，容易產(chǎn)生多解及收斂問(wèn)題遺傳算法作為一種自適應(yīng)全局優(yōu)化概率搜索算法，具有良好的全局收斂性，它所確定的參數(shù)具有全局最優(yōu)的特點(diǎn)，并具有較好的魯棒性其辨識(shí)求解過(guò)程如下：a確定待辨識(shí)參數(shù)及其約束條件：在汽輪發(fā)電機(jī)組模型中，待辨識(shí)參數(shù)T，根據(jù)先驗(yàn)知識(shí)可得約束條件XmiS Xmax確定目標(biāo)函數(shù)：J（X）=，其中Z= T，為測(cè)功法甩負(fù)荷試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，W為權(quán)矩陣，N為采樣點(diǎn)數(shù)確定表示可行解的染色體編碼方法：采用二進(jìn)制編碼方法，該方法優(yōu)點(diǎn)為能包含最大的模式數(shù)，從而使得遺傳算法在確定規(guī)模的群體中能夠處理最多的模式，且編碼、解碼操作簡(jiǎn)單易行，交叉、變異等遺傳操作易于實(shí)現(xiàn)確定由目標(biāo)函數(shù)到個(gè)體適應(yīng)度的轉(zhuǎn)換規(guī)則：個(gè)體適應(yīng)度F（X）=-J（X）應(yīng)度之間大小關(guān)系進(jìn)行選擇，每次選取幾個(gè)個(gè)體之中適應(yīng)度最高的一個(gè)個(gè)體遺傳到下一代群體中。在選擇操作中，個(gè)體適應(yīng)度間只有比較運(yùn)算，無(wú)算術(shù)運(yùn)算所以相對(duì)于一般的選擇算子，更容易避免“早期收斂”現(xiàn)象確定交叉算子：采用單點(diǎn)交叉（one-pointcrossover）方法，是一種比較常用的交叉算子，即在個(gè)體編碼串中只隨機(jī)設(shè)置1個(gè)交叉點(diǎn)，然后在該點(diǎn)相互交換2個(gè)配對(duì)個(gè)體的部分染色體。它的特點(diǎn)是個(gè)體適應(yīng)性較高的個(gè)體更容易保持影響確定變異算子：采用基本位變異（simplemutation）方法，即在個(gè)體編碼串中以一定的變異概率隨機(jī)指定某一位或某幾位基因座上的基因值進(jìn)行變異運(yùn)算確定遺傳算法的有關(guān)運(yùn)行參數(shù)：群體大小M終止進(jìn)化代數(shù)T交叉概率pc及變異概率卜。

　　2汽輪發(fā)電機(jī)組動(dòng)態(tài)特性參數(shù)辨識(shí)算例本文基于汽輪發(fā)電機(jī)組測(cè)功法甩負(fù)荷試驗(yàn)仿真數(shù)據(jù)做了大量的辨識(shí)算例，表1給出了部分辨識(shí)結(jié)果表1汽輪發(fā)電機(jī)組動(dòng)態(tài)特性參數(shù)辨識(shí)結(jié)果辨識(shí)結(jié)果例1真實(shí)值估計(jì)值例2真實(shí)值估計(jì)值例3真實(shí)值估計(jì)值例4真實(shí)值估計(jì)值由先驗(yàn)知識(shí)可得：Xmin= t，Xmax=T，另外選取遺傳算法運(yùn)行參數(shù)：M=大量辨識(shí)算例表明，基于測(cè)功法甩負(fù)荷試驗(yàn)的測(cè)量數(shù)據(jù)、利用遺傳算法辨識(shí)汽輪發(fā)電機(jī)組主要?jiǎng)討B(tài)特性參數(shù)可行，且算法精度高，對(duì)噪聲不敏感3結(jié)論a對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)進(jìn)行了討論，并由大量算例得出參數(shù)辨識(shí)可分離的結(jié)論。

　　用辨識(shí)的方法求取汽輪發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，并將遺傳算法應(yīng)用于參數(shù)辨識(shí)，效果良好。

　　基于測(cè)功法甩負(fù)荷試驗(yàn)辨識(shí)汽輪發(fā)電機(jī)組的主要?jiǎng)討B(tài)特性參數(shù)，充分利用了測(cè)功法甩負(fù)荷試驗(yàn)的寶貴資源，對(duì)分析汽輪發(fā)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)特性具有實(shí)際意義。