基于改进SUTER变换的插值模型.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108416100A(43)申请公布日2018.08.17(21)申请号201810108844.6(22)申请日2018.02.05(71)申请人国网江西省电力有限公司电力科学研究院地址330096江西省南昌市民营科技园民强路88号申请人国家电网公司(72)发明人徐在德李升健潘建兵曹蓓刘洋邓才波刘蓓(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人赵艾亮(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称基于改进SUTER变换的插值模型(57)摘要本发明公开了一种基于改进SUTER变换的插值模型，采用改进的SUTER变换对水泵水轮机全特性曲线进行处理，经改进SUTER变换后的水泵水轮机全特性曲线消除了全曲线中反“S”特性和驼峰特性，曲线分布均匀，且无插值多值性问题，为仿真计算中的水泵水轮机机械转矩和流量的获取提供便利，增加了计算的精度。CN108416100ACN108416100A权利要求书1/1页1.一种基于改进SUTER变换的插值模型，其特征是：采用改进的SUTER变换对水泵水轮机全特性曲线进行处理，公式如下：式中，式中，Q11是单位流量，Q11r是流量的基准值，M11是单位转矩，M11r是转矩的基准值,a为转速的相对值,q流量的相对值,h为水头的相对值、m转矩的相对值；x为相对流量角，Cy、Ch、k1、ks为误差修正系数，k1＞|M11max|/M11r，k2＝0.5～1.2，Cy＝0.1～0.3，Ch＝0.4～0.6。2CN108416100A说明书1/3页基于改进SUTER变换的插值模型技术领域[0001]本发明属于电力领域，具体涉及一种基于改进SUTER变换的插值模型，用于处理水泵水轮机组全特性曲线。背景技术[0002]抽水蓄能电站因工况变换频繁，要频繁利用可逆式水泵水轮机的全特性曲线求解当前机组的瞬变参数。水泵水轮机全特性曲线是以导叶开度α为参变量，建立水泵水轮机的流量特性曲线Q11～N11和转矩特性曲线M11～N11。[0003][0004]式中，Q11是单位流量，M11是单位转矩，n11是单位转速。[0005]根据水泵水轮机运行工况的不同，全特性曲线可以分为5个区域，分别是水泵工况区、水泵制动工况区、水轮机工况区、水轮机工况制动区和反水泵工况区。其流量特性曲线和力矩特性曲线，分别如图1、图2所示，水泵水轮机组全特性曲线在水轮机制动区、反水泵区和水轮机制动均出现了开度线交叉、聚集的现象。若对全特性曲线直接利用N11和Q11值进行插值计算，将会带来较大的插值误差，并且由于多值性的存在，甚至可能导致插值和迭代计算无法进行。发明内容[0006]为了解决上述水泵水轮机组全特性曲线的处理问题，本发明提供了一种基于改进SUTER变换的插值模型，采用改进的SUTER变换对水泵水轮机全特性曲线进行处理。[0007]本发明是通过下述技术方案来实现的。[0008]SUTER变换将可逆式机组在四象限内的全特性曲线转换成两条周期性变化的曲线，物理概念清晰、计算工作量小并且对全特性曲线的多值性处理较好。SUTER数值变换公式如下：[0009][0010]式中，a、q、h、m分别为转速、流量、水头和转矩的相对值；x为相对流量角。[0011]SUTER变换虽然将全特性曲线两侧拉平，消除了“S”特性给插值计算带来的困难，但仍存在以下缺陷：(1)不同的等开度线分布极不均匀，在大开度时曲线聚集，小开度时曲线则非常稀疏并且陡峭；(2)变换后的全特性曲线在水泵工况区和反水泵工况区(曲线的两头)仍然存在交叉、聚集的现象，插值计算时较小的舍入误差会引发较大的工况变化，从而影响计算结果的精度。(3)零开度线的SUTER变换无法描述和N11＝0且Q11＝0情况无法处理的问题。3CN108416100A说明书2/3页[0012]针对SUTER变换的上述缺点，本发明以公式(2)为基础，一种基于改进SUTER变换的插值模型，采用改进的SUTER变换对水泵水轮机全特性曲线进行处理，公式如下：[0013][0014]式中，Q11是单位流量，Q11r是流量的基准值，M11是单位转矩，M11r是转矩的基准值,[0015]N11是单位转速，N11r是转速的基准值，a为转速的相对值,q流量的相对值,h为水头的相对值、m转矩的相对值；x为相对流量角，Cy、Ch、k1、ks为误差修正系数，k1＞|M11max|/M11r，k2＝0.5～1.2，Cy＝0.1～0.3，Ch＝0.4～0.6。[0016]本发明的技术效果：经改进SUTER变换后的水泵水轮机全特性曲线消除了全曲线中反“S”特性和驼峰特性，曲线分布均匀，且无插值多值性问题