一种汽轮发电机定子端部绕组固定结构方案综合评价方法
【专利摘要】本发明公开一种汽轮发电机定子端部绕组固定结构方案综合评价方法，首先确立汽轮发电机定子端部绕组固定结构方案的综合评价指标体系，给定各项评价指标所需避开的目标区间，获取各候选方案的评价指标值，将多类型评价指标统一转换为三元区间数；确定候选方案各评价指标的成功概率；根据信息公理计算出各指标所对应的信息量，并求得总信息量，将信息量最小的候选方案作为最佳方案；本发明对汽轮发电机定子端部绕组固定结构方案进行综合评价，可减少主观因素对评价结果的影响，便捷高效地获得综合性能优且结构工艺性好的最佳方案。
【专利说明】一种汽轮发电机定子端部绕组固定结构方案综合评价方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽轮发电机【技术领域】，尤其涉及一种汽轮发电机定子端部绕组固定结构方案综合评价方法。
技术背景
[0002]汽轮发电机在运行过程中，发电机的转子是个电磁铁，其磁极产生了使定子铁心变形的磁拉力。该磁拉力在磁极中心达到最大值，在磁极之间为最小值，因而使汽轮发电机铁心呈椭圆变形，导致定子铁心产生双倍频率(IOOHz)振动。若汽轮发电机定子端部绕组固定结构的固有频率等于或接近100Hz，则可能产生共振，即使较小的激振力也会诱发较大的振动，造成绑绳和支架固定螺栓松动、线棒绝缘磨损等现象发生，影响机组的正常运行，甚至会造成严重事故。汽轮发电机在运行过程中，不可避免地会遇到短路、重合闸等故障工况，在故障工况下，发电机定子绕组的最大电流将会达到正常工况下的数倍甚至10倍以上，而定子端部绕组及固定结构在电磁力作用下的振幅与电流的平方成正比，因而将承受更大的电磁干扰力，其后果将更加严重。
[0003]因此，汽轮发电机研发过程中，需将其定子端部绕组固定结构整体模态是否避开两倍工频范围作为主要评价指标，发电机新机交接时，定子端部绕组整体模态频率应避开94Hz?115Hz范围。与此同时，根据“透平型发电机定子绕组端部动态特性和振动试验方法及评定，GBT20140-2006”，发电机定子端部振动允许的峰-峰值为250 μ m,故在发电机设计中还需分析其端部振动最大幅值是否超出该允许值。此外，固定结构工艺性的好坏对发电机的研发成本有着重要影响，也应将其作为评价指标之一。由此可见，汽轮发电机定子端部绕组固定结构方案的优选是一个涉及区间型、实数型和模糊语言型等多类型评价指标的综合决策过程。现有的方案多指标评价方法通常只能应用于具有多个相同类型评价指标的综合决策问题，且存在一定的局限性。如蔡文等在《物元模型及应用》(科技文献出版社，1994)中提出的可拓学方法，直观性好，但节域和经典域不易确定，需要的数据也多。邓聚龙等在《灰色预测与灰色决策》(华中科技大学出版社，2002)中提出的灰色系统理论方法，其分辨系数的确定带有一定的主观性，所得到的结果精确性较低。刘吾寅等在《模糊理论及其应用》(国防科技大学出版社，1998)中提出的模糊评价方法，其隶属函数的确定和指数参数的模糊化会掺杂人为主观因素并失去有用信息。因此，需要研究一种便捷高效的多类型指标综合评价方法，应用于汽轮发电机定子端部绕组固定结构方案的综合决策，以快速选出能防止共振发生且振幅小、结构工艺性好的固定结构设计方案。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种汽轮发电机定子端部绕组固定结构方案综合评价方法，评价指标体系中给定各指标所需避开的目标区间，并将其表示成三元区间数形式，将候选固定结构方案的各类评价指标值统一转换为三元区间数形式，通过计算各实际指标区间与目标区间的相离度来获得候选方案各评价指标满足设计要求的成功概率，进而计算出候选方案各指标的信息量和总信息量，从而选择信息量最少的固定结构方案作为最佳方案。
[0005]本发明实现汽轮发电机定子端部绕组固定结构方案综合评价的流程如图1所示，包括以下步骤:
[0006]I)根据汽轮发电机的工作特点和性能要求，确定汽轮发电机定子端部绕组固定结构设计方案的评价指标体系，给定各项评价指标所需避开的目标区间Af [af，a；, a；](j=l, 2，…，η)，获取各候选方案的评价指标值；
[0007]2)将每个候选方案的所有评价指标统一表示为三元区间数的形式，构造固定结构方案综合决策矩阵；
[0008]采用η项评价指标对m个汽轮发电机定子端部绕组固定结构候选方案进行综合决策时，其综合决策矩阵为[BijJmxn, Bij=Iibi,, bi,，b1:] (i=l, 2，j=l, 2，...，n)；
[0009]2.1)对实数型指标b，b_=b*=b+=b，可转换为三元区间数B= [b，b, b]；
[0010]2.2)对二元区间数型评价指标B=[b-，b+]，b_≤b+，可转换为三元区间数B= [b_，b*，b+]，b*=(b_+b+)2 ；
[0011]2.3)对模糊评价指标，采用三角形隶属函数来描述，可转换为三元区间数B= [F, b*, b+]的形式，其模糊隶属函数为
【权利要求】
1.一种汽轮发电机定子端部绕组固定结构方案综合评价方法，其特征在于:汽轮发电机定子端部绕组固定结构方案的综合评价指标体系中，给定各项评价指标所需避开的目标区间，并表示为三元区间数，将候选方案的多类型评价指标统一转换为三元区间数，利用候选方案的实际指标区间与给定目标区间的相离度确定各指标的成功概率，从而根据信息公理计算出各指标所对应的信息量，并求得各候选方案的总信息量，则信息量最小的方案即为固定结构的最佳方案。具体包括以下步骤: （1)根据汽轮发电机的工作特点和性能要求，确定汽轮发电机定子端部绕组固定结构设计方案的评价指标体系，给定各项评价指标所需避开的目标区间Af [ap a；, a；] (j=l, 2，…，η)，获取各候选方案的评价指标值；其中，A表示所需避开目标范围的三元区间数，j为评价指标的序号，表示第j个评价指标对应的区间数，af为三元区间数的小元，表示第j个目标需避开区间范围的下限；a/为三元区间数的大元，表示第j个目标所需避开区间范围的上限，a；为三元区间数的特元，表示第j个目标最需要避开的某个实数值； （2)将每个候选方案的所有评价指标统一表示为三元区间数的形式，构造固定结构方案综合决策矩阵； 采用η项评价指标对m个汽轮发电机定子端部绕组固定结构候选方案进行综合决策时，其综合决策矩阵为[BijImxn, Bij= [V，V，V] (i=l，2，…，m; j=l，2，…，η);其中，B 为三元区间数，b为实数，Bij表示第i个候选方案中第j个评价指标所对应的三元区间数，bu为Bij的可能取值，bu_为三元区间数Bij的小元，bu+为三元区间数Bij的大元，匕/为三元区间数Bu的特元； m为汽轮发电机定子端部绕组固定结构候选方案的个数； （2.1)对实数型指标b, !^?=13,可转换为三元区间数B=[b, b, b]； （2.2)对二元区间数型评价指标B=[b_，b+]，b_≤b+，可转换为三元区间数B= [b_，b*，b+]，b*=(b_+b+)2 ； （2.3)对模糊评价指标，采用三角形隶属函数来描述，可转换为三元区间数B=[b_，b*, b+]的形式，用概率分布函数描述，其分布函数为
2.根据权利要求1所述的汽轮发电机定子端部绕组固定结构方案综合评价方法，其特征在于，步骤I)确定的评价指标体系中，给定的是各评价指标所需避开的目标值，并表示为三元区间数形式。
3.根据权利要求1所述的汽轮发电机定子端部绕组固定结构方案综合评价方法，其特征在于，将候选方案的各类评价指标统一转换为三元区间数，基于三元区间数计算出候选方案评价指标值与给定目标值的相离度，从而获得候选方案各评价指标避开目标区间的成功概率。
4.根据权利要求1所述的汽轮发电机定子端部绕组固定结构方案综合决策方法，其特征在于，根据信息公理中信息量最少的设计为最佳设计的原则，基于三元区间数理论计算出各候选方案所包含的 信息量，选择信息量最少的方案作为最优方案。
【文档编号】G06Q10/00GK103942602SQ201410145749
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】程锦, 林志强, 胡炳涛, 徐文强, 谭建荣 申请人:浙江大学