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：
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。
式中，q11是单位流量，m11是单位转矩，n11是单位转速。
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。
技术实现要素：
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。
本发明是通过下述技术方案来实现的。
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：
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。
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。
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：
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,
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。
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，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。
附图说明
图1是改进前的水泵水轮机组的流量特性曲线。
图2是改进前的水泵水轮机组的力矩特性曲线。
图3是改进后的水泵水轮机组的流量特性曲线。
图4是本发明改进后的水泵水轮机组的力矩特性曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作详细说明。
针对suter变换的上述缺点，本发明以公式(2)为基础，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,
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。根据改进suter变换法得到的wh(x,y)和wb(x,y)，曲线如图3、图4所示，其中参数k1＝10，k2＝0.9，cy＝0.2，ch＝0.5。
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。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。