一种燃气轮机变系数特性曲线修正方法和系统与流程

本申请涉及燃气轮机，特别是涉及一种燃气轮机变系数特性曲线修正方法和系统。

背景技术：

1、燃气轮机具有环保、灵活、燃料范围广、高效率等优点，在航空、航海、发电领域应用广泛。燃气轮机运行工况的预测、优化和诊断具有重要意义，燃气轮机运行工况的预测、优化和诊断的准确性需要基于燃气轮机部件特性曲线的精确度。燃气轮机部件特性曲线获取需要在不同操作条件下在发动机试车台实验获得。然而，由于试车台实验昂贵且费时，通常只会提供一套类似型号的燃气轮机部件特性曲线。但是由于制作、安装偏差、维护、改造、大修等原因，燃气轮机部件特性曲线也会发生变化。因此，一套固定的燃气轮机部件特性曲线无法满足不同燃汽轮机精确模拟需求。为此需要研究如何基于一套燃气轮机特性曲线来匹配求解不同燃气轮机特性曲线的方法。

2、现有方法通过求解得到一组特性曲线修正系数来修正一套已知的特性曲线，但是考虑到燃汽轮机机操作范围较广，非线性较强，实际工况数据点数量差别较大，使用一组固定的特性曲线修正系数会降低燃气轮机在特定工况点上的预测精度。

3、目前针对相关技术中，如何准确计算燃气轮机部件的特性曲线修正系数以及如何优化特性曲线修正系数的问题，尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种燃气轮机变系数特性曲线修正方法和系统，以至少解决相关技术中，如何准确计算燃气轮机部件的特性曲线修正系数以及如何优化特性曲线修正系数的问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种燃气轮机变系数特性曲线修正方法，所述方法包括：

3、根据燃气轮机运行数据集，获取特性曲线修正系数；

4、将所述燃气轮机运行数据集和所述特性曲线修正系数输入燃气轮机热力学模型，得到第一预测值；

5、根据所述第一预测值，对所述特性曲线修正系数进行优化，得到目标特性曲线修正系数。

6、在其中一些实施例中，根据所述第一预测值，对所述特性曲线修正系数进行优化，得到目标特性曲线修正系数包括：

7、步骤s1、根据所述第一预测值，通过优化算法优化特性曲线修正系数，得到优化后的特性曲线修正系数；

8、步骤s2、将所述优化后的特性曲线修正系数输入燃气轮机热力学模型，得到第二预测值；

9、步骤s3、将所述第二预测值作为所述第一预测值，重复执行步骤s1和步骤s2的迭代计算直至满足预设条件，得到目标特性曲线修正系数。

10、在其中一些实施例中，，根据所述第一预测值，通过优化算法优化特性曲线修正系数，得到优化后的特性曲线修正系数包括：

11、通过优化算法公式计算得到所述优化后的特性曲线修正系数，其中，代表通过燃气轮机热力学模型得到的第一预测值，z代表实际测量值，m代表测量值的数量，n代表目标非设计工况点数量，bx代表优化后的一阶特性曲线修正系数，cx代表优化后的二阶特性曲线修正系数。

12、在其中一些实施例中，在所述根据燃气轮机运行数据集，获取特性曲线修正系数之前，所述方法包括：

13、采集燃气轮机运行数据，根据所述燃气轮机中压气机的折合转速，将所述运行数据进行分类，得到若干不同类别的燃气轮机运行数据集。

14、在其中一些实施例中，所述根据燃气轮机运行数据集，获取特性曲线修正系数包括：

15、根据燃气轮机运行数据集，设置非设计点修正因子；

16、建立所述修正因子与折合转速的关系，获取特性曲线修正系数。

17、在其中一些实施例中，所述设置非设计点修正因子包括：

18、通过设置压气机折合质量流量的非设计点修正因子，其中，comp代表压气机，m代表折合质量流量，wac*代表修正后折合质量流量，wac代表修正前折合质量流量，od代表非设计工况点；

19、通过设置压气机压比的非设计点修正因子，其中，comp代表压气机，π代表压比，pr*代表修正后压比，pr代表修正前压比，od代表非设计工况点；

20、通过设置压气机等熵效率的非设计点修正因子，其中，comp代表压气机，η代表等熵效率，eat*代表修正前等熵效率，eta代表修正后等熵效率，od代表非设计工况点。

21、在其中一些实施例中，建立所述修正因子与折合转速的关系，获取特性曲线修正系数包括：

22、通过建立所述修正因子与折合转速的关系，获取特性曲线修正系数，其中，sf代表修正因子，x代表压气机折合质量流量、压气机压比或压气机等熵效率，dp代表设计点，bx代表一阶特性曲线修正系数，cx代表二阶特性曲线修正系数，od代表非设计工况点。

23、在其中一些实施例中，所述优化算法包括粒子群优化算法、遗传算法、蚁群算法和鲸鱼算法。

24、在其中一些实施例中，所述根据燃气轮机运行数据集，设置非设计点修正因子包括：

25、基于所述燃气轮机运行数据集中的设计点和工况点，通过缩放、插值和平移操作对初始特性曲线进行调整，获取基础特性曲线，根据所述基础特性曲线设置非设计点修正因子。

26、第二方面，本申请实施例提供了一种燃气轮机变系数特性曲线修正系统，其特征在于，所述系统包括获取特性曲线修正系数模块、第一预测值模块和目标特性曲线修正系数模块；其中：

27、所述获取特性曲线修正系数模块，用于根据燃气轮机运行数据集，获取特性曲线修正系数；

28、所述第一预测值模块，用于将所述燃气轮机运行数据集和所述特性曲线修正系数输入燃气轮机热力学模型，得到第一预测值；

29、所述目标特性曲线修正系数模块，用于根据所述第一预测值，对所述特性曲线修正系数进行优化，得到目标特性曲线修正系数。

30、相比于相关技术，本申请实施例提供的一种燃气轮机变系数特性曲线修正方法，通过根据燃气轮机运行数据集，获取特性曲线修正系数，将燃气轮机运行数据集和特性曲线修正系数输入燃气轮机热力学模型，得到第一预测值，根据第一预测值，对特性曲线修正系数进行优化，得到目标特性曲线修正系数。解决了如何准确计算燃气轮机部件的特性曲线修正系数以及如何优化特性曲线修正系数的问题，实现了依据折合转速变化而变化的特性曲线修正系数，通过优化后的特性曲线修正系数实现特性曲线的精细化调整，提高了燃气轮机热力学模型预测精度。

技术特征：

1.一种燃气轮机变系数特性曲线修正方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一预测值，对所述特性曲线修正系数进行优化，得到目标特性曲线修正系数包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述第一预测值，通过优化算法优化特性曲线修正系数，得到优化后的特性曲线修正系数包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据燃气轮机运行数据集，获取特性曲线修正系数之前，所述方法包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据燃气轮机运行数据集，获取特性曲线修正系数包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述设置非设计点修正因子包括：

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，建立所述修正因子与折合转速的关系，获取特性曲线修正系数包括：

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述优化算法包括粒子群优化算法、遗传算法、蚁群算法和鲸鱼算法。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据燃气轮机运行数据集，设置非设计点修正因子包括：

10.一种燃气轮机变系数特性曲线修正系统，其特征在于，所述系统包括获取特性曲线修正系数模块、第一预测值模块和目标特性曲线修正系数模块；其中：

技术总结
本申请涉及一种燃气轮机变系数特性曲线修正方法和系统，其中，该方法包括根据燃气轮机运行数据集，获取特性曲线修正系数，将燃气轮机运行数据集和特性曲线修正系数输入燃气轮机热力学模型，得到第一预测值，根据第一预测值，对特性曲线修正系数进行优化，得到目标特性曲线修正系数。本申请解决了如何准确计算燃气轮机部件的特性曲线修正系数以及如何优化特性曲线修正系数的问题，实现了依据折合转速变化而变化的特性曲线修正系数，通过优化后的特性曲线修正系数实现特性曲线的精细化调整，提高了燃气轮机热力学模型预测精度。

技术研发人员：孔婧,蔚伟,张方,黄一博,郑瑞祥,张莉,姜海明,吴学崇
受保护的技术使用者：华电电力科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15