[发明专利]一种燃气轮机关键运行参数在线区间辨识方法

权利要求书

1.一种燃气轮机关键运行参数在线区间辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)基于Rowen模型、采用simulink/matlab平台进行燃气轮机的建模，建立包括燃料量的输入和输出功率及透平排烟温度的两输出系统，并进行仿真验证；

(2)设置运行参数的随机干扰，模拟现场运行情况，获取透平排烟温度的输出数据；

(3)在建立的燃气轮机的模型中加入输入燃料量的干扰，进行仿真实验，并采集样本数据，包含输入数据和输出数据，所述输入数据为燃料量流速，输出数据为透平排烟温度；

(4)设置实时动态工况，采用贝叶斯回归方法对燃料量-透平排烟温度的传递函数模型进行参数的在线区间辨识；

(5)利用贝叶斯回归方法对传递函数参数的辨识结果、燃料量输入变化和参数随机变化后的透平排烟温度进行估计，根据运行参数、透平排烟温度的估计结果和仿真数据的比较，验证参数辨识的合理性。

2.根据权利要求1所述燃气轮机关键运行参数在线区间辨识方法，其特征在于，在步骤(1)中，基于Rowen模型，建立燃料量输入管道、压气机、燃烧室、废热延迟模块、透平容积模块，将燃气轮机的热力学特性、控制系统都整合在一起，包含了控制回路和燃气轮机的两个特性代数方程，各个模块的建立采用传递函数的表达方法，将各环节用不同方块单元来表示，然后串联起来形成燃气轮机整体模型。

3.根据权利要求2所述燃气轮机关键运行参数在线区间辨识方法，其特征在于，步骤(1)的具体过程如下：

(1a)燃料量输入管道的模型建立是基于阀门调整和管道容积的两个动态环节建立的，这两个动态环节都用一阶惯性环节进行模拟：

其中，K_p和T₀为惯性环节参数，s为拉式算子；

对于液体燃料阀门的调整，通过改变旁通燃料来调节进入燃烧室的燃料量，即调整旁通调节阀；

(1b)燃料与空气的可压缩性产生惯性时间常数，压气机释放气体的过程用一阶惯性环节模拟；

(1c)燃烧室与废热延迟模块的建立，燃料从被喷射入燃烧室到开始燃烧之间存在延迟，燃烧室用一个延迟环节模拟；燃料燃烧放热到热电偶感受到温度变化之间存在延迟，称为废热延迟，延迟时间取决于燃气轮机的尺寸和流体平均流速；

(1d)透平的容积特性、透平容积模块的建立，燃气轮机的透平容积用一阶惯性环节模拟，计算得出燃气量变化延迟时间参数，然后建立透平容积模块；

(1e)输出机械转矩函数和排气温度函数的建立主要是基于两个特性代数方程，排气温度、机械转矩和燃料量、转子转速线性相关，两者视为燃料流量和转速的经验函数，其表达式分别为：

f₁＝T_r-650(1-W_f1)+550(1-ω)

f₂＝1.3(W_f2-0.23)+0.5(1-ω)

其中，W_f1为燃气轮机满载达到稳态时的燃料量，f₁为W_f1对应的排烟温度；W_f2为燃气轮机空载达到稳态时的燃料量，f₂为W_f2对应的机械转矩；T_r为排气温度参考值；ω为转子转速；

(1f)将搭建好的各个模块按照燃气轮机运行逻辑连接起来，加入燃料量流速的变化，进行仿真验证，分析透平排烟温度的输出。

4.根据权利要求3所述燃气轮机关键运行参数在线区间辨识方法，其特征在于，燃烧室的延迟和废热延迟均为ms量级，在构建模型时忽略燃烧室和废热延迟模块。

5.根据权利要求3所述燃气轮机关键运行参数在线区间辨识方法，其特征在于，步骤(2)的具体过程如下：

(2a)加入燃料量流速随机干扰，模拟现场运行时的加负荷、甩负荷情况，获取透平排烟温度的输出数据；

(2b)加入惯性环节参数K_p的随机干扰，模拟现场运行的真实情况，获取透平排烟温度的输出数据；

(2c)加入惯性环节参数T₀的随机干扰，模拟现场运行的真实情况，获取透平排烟温度的输出数据。