(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210791586.2 (22)申请日 2022.07.07 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114880882 A (43)申请公布日 2022.08.09 (73)专利权人 华北电力科 学研究院有限责任公 司 地址 100045 北京市西城区复兴门外地 藏 庵南巷一 号 专利权人 北方上都正蓝旗 新能源有限责任 公司　 国家电网有限公司 (72)发明人 易姝娴　李悦　曹天植　崔艳宾　 康君　高永峰　李英伟　王晓斐　 吴利平　刘廷兴　屈星　谢欢　 李善颖　李长宇　辛光明　 (74)专利代理 机构 北京三友知识产权代理有限 公司 11127 专利代理师 王涛　崔博(51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 17/12(2006.01) (56)对比文件 CN 111753410 A,2020.10.09 CN 113779697 A,2021.12.10 CN 101603855 A,2009.12.16 WO 2009107688 A1,2009.09.03 US 202023 3929 A1,2020.07.23 CN 110083994 A,2019.08.02 颜湘武,王俣珂,贾焦心,王德胜,张波. “基 于非线性 最小二乘曲线拟合的虚拟同步发电机 惯量与阻尼系数测量方法 ”. 《电工技 术学报》 .2019,第34卷(第7期), 赵书强等.双馈风电机组经串补并 网的振荡 模式分析. 《高电压技 术》 .2016,第42卷(第10 期), 审查员 陈静 (54)发明名称 发电机组轴系机械阻尼参数的获取方法及 装置 (57)摘要 本发明提供一种发电机组轴系机械阻尼参 数的获取方法及装置， 该方法包括： 获取发电机 组轴系弹性多质量模型中各质量块的转动惯量 和相邻质量块间的轴段刚度； 根据所述转动惯量 及所述轴段刚度确定各质量块的模态 转动惯量； 根据各质量块的模态阻尼衰减率及所述模态转 动惯量确定各质量块的模态阻尼有名值； 根据所 述转动惯 量、 所述轴段刚度及所述模态阻尼有名 值构建非齐次方程组并进行求解， 得到机械阻尼 参数； 其中， 所述机械阻尼参数包括各质量块的 自阻尼系数和相邻质量块间的互阻尼系数。 本申 请有效解决了模态阻尼参数获取过程中无法通 过参数设计和实测直接获得机械阻尼参数的难题， 是对发电机组轴系扭振分析研究和计算方法 的重要补充。 权利要求书5页 说明书12页 附图9页 CN 114880882 B 2022.09.06 CN 114880882 B 1.一种发电机组轴 系机械阻尼参数的获取 方法， 其特 征在于， 包括： 获取发电机组轴系弹性多质量模型中各质量块的转动惯量和相邻质量块间的轴段刚 度； 根据所述 转动惯量及所述轴段刚度确定各质量 块的模态转动惯量； 根据各质量块的模态阻尼衰减率及所述模态转动惯量确定各质量块的模态阻尼有名 值； 根据所述转动惯量、 所述轴段刚度及所述模态阻尼有名值构建非齐次方程组并进行求 解， 得到机械阻尼参数； 其中， 所述机械阻尼参数包括各质量块的自阻尼系数和相 邻质量块 间的互阻尼系数； 其中， 所述 根据所述 转动惯量及所述轴段刚度确定各质量 块的模态转动惯量， 包括： 分别根据所述 转动惯量及所述轴段刚度构建转动惯量矩阵和轴段刚度矩阵； 将所述转动惯量矩阵和所述轴段刚度矩阵代入如下公式， 得到解耦矩阵： Q = M‑1K 其中，Q为解耦矩阵， M为转动惯量矩阵， M‑1为转动惯量矩阵 M的逆矩阵， K为轴段刚度矩 阵； 将所述解耦矩阵和所述转动惯量矩阵代入如下公式， 得到所述各质量块的模态转动惯 量： M(m)=QTMQ 其中，Q为解耦矩阵， M为转动惯量矩阵， QT为解耦矩阵 Q的转置，M(m)为转动惯量矩阵 M的 解耦矩阵， M(m)的对角元 素为各质量 块的模态转动惯量； 所述根据各质量块的模态阻尼衰减率及所述模态转动惯量确定各质量块的模态阻尼 有名值， 包括： 获取各质量块的模态阻尼衰减率， 所述模态阻尼衰减率 为经验值或实测值； 将各质量块的模态阻尼衰减率及所述模态转动惯量代入如下公式， 得到所述模态阻尼 有名值： 其中， 为第i个质量块的模态阻尼有名值， σi为第i个质量块的模态阻尼衰减率， 为第i个质量块的模态转动惯量， i=1， 2，…，n，n为质量块的数量； 所述根据所述转动惯量、 所述轴段刚度及所述模态阻尼有名值构建非齐次方程组， 包 括： 构建机械阻尼矩阵： 其中，Dii为第i个质量块的自 阻尼系数， i=1,2，…，n，n为质量块的数量； D(j‑1)j为第(j‑ 1)个质量 块和相邻的第 j个质量块之间的互阻尼系数， j=2， 3，…，n；n为质量块的数量； 以及权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114880882 B 2根据各质量 块的模态阻尼有名值构建模态阻尼有名值矩阵 其中， 为第i个质量块的模态阻尼有名值， i=1， 2，…，n；n为质量块的数量； 将所述转动惯量矩阵及所述轴段刚度矩阵代入以下公式求 解解耦矩阵 Q = M‑1K 其中，Q为解耦矩阵， M‑1为转动惯量矩阵M的逆矩阵， K为轴段刚度矩阵； 根据所述机械阻尼矩阵、 所述解耦矩阵以及所述模态阻尼有名值矩阵构建非其次方程 组， 所述非齐次方程组的矩阵形式方程 为： D(m) = QTDQ 其中，D(m)为模态阻尼有名值矩阵， Q为解耦矩阵， QT为解耦矩阵 Q的转置矩阵； D为机械阻 尼矩阵。 2.根据权利要求1所述的发电机组轴系机械阻尼参数的获取方法， 其特征在于， 所述转 动惯量矩阵为 其中，Mi为第i个质量块的转动惯量， i=1， 2，…，n；n为质量块的数量； 所述轴段刚度矩阵为 其中，K(j‑1)j为第(j‑1)个质量块和相邻的第 j个质量块之间的轴段 刚度，j=2， 3，…，n；n 为质量块的数量。 3.一种发电机组轴 系机械阻尼参数的获取装置， 其特 征在于， 包括： 参数获取模块， 用于获取发电机组轴系弹性多质量模型中各质量块的转动惯量和相邻 质量块间的轴段刚度；权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114880882 B 3