单相流体网络建模方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电站实时仿真技术领域，特别是涉及一种单相流体网络建模方法。
【背景技术】
[0002] 大型火力发电机组是一个复杂的大系统，包含有大量的热力设备，这些热力设备 通过管路连接起来，不同的工质，如水、汽、润滑油等以不同的相态在这些管路里流动着。由 众多的连接不同热力设备和系统的管路组成了庞大的热力管网，而管路内流动的工质则组 成了流体网络。具体来说，流体网络是指由阻力元件（如阀门）、动力元件（如风机）、惯性 点和物源、物陷点组成的一个流体的网络，可抽象为节点和支路两部分，其中，作出如下定 义：
[0003] 1)支路：流体流过的一条通道，进、出口之间应有压力损失；
[0004] 2)节点：两条以上支路的交汇点；
[0005] 3)边界点：一种特殊的节点，其压力是流体网络方程组计算的已知条件。所选取 的流网边界点应是热力系统中压力和流量的弱耦合点，如压力变化相对缓慢的大容积点。 当某点的压力不依赖于质量守恒方程，而是由能量守恒方程可以算出时，该点就可作为流 网计算的边界点，如加热器汽侧、凝汽器汽侧、除氧器、汽包等汽液两相共存点；
[0006] 4)物源、物陷点：在流体网络中，流量不满足阻力方程的支路所在节点称为物源 或物陷点，使系统内物质增加的地方称为物源点，反之称为物陷点；
[0007] 5)惯性点：惯性点描述流体容积惯性对流动过程的影响。由于锅炉压力、流量响 应很快，一般情况下可以忽略其惯性，认为某一处的压力可以迅速地波动到整个系统。但对 于大容积、大密度变化的情况则需要加以考虑。
[0008] 为确保大型发电机组运行的安全性及经济性，对运行人员的熟练操作和事故处理 能力以及管理人员的监控管理水平都有了更高的要求。因此，针对实际机组，开发计算机仿 真培训系统以培训新的运行人员和轮训在职人员显得越来越重要，其中，仿真模型的开发 在电站仿真培训系统中占有重要的作用，其精确程度直接决定仿真系统模拟的效果。其中， 流体网络模型是电站仿真模型的重要组成部分，起着为其他的热力设备模型传递热力参数 的作用，流体网络模型精确与否决定了电站仿真模型精确与否。
[0009] 根据现有的流体网络建模方法所得到的流体网络仿真模型，由于该流体网络仿真 模型的方程是一组非线性方程组，其求解是相当困难的，使得到的流体网络仿真模型不能 实时准确地反映流体网络的实际运行情况。
【发明内容】
[0010] 基于此，有必要针对根据现有的流体网络建模方法获得的流体网络仿真模型不能 实时准确地反映流体网络的实际运行情况的技术问题，提供一种单相流体网络的建模方 法。
[0011] -种单相流体网络建模方法，包括如下步骤：
[0012] 根据流体特性，建立单相流体网络的支路模型；
[0013] 根据单相流体网络节点的质量守恒定律，建立单相流体网络的节点模型；
[0014] 根据单相流体网络的支路模型，建立单相流体网络的节点压力方程；
[0015] 对所述节点压力方程进行求解，计算单相流体网络节点的压力；
[0016] 根据所述支路模型和单相流体网络节点的压力，计算各个支路的流量；
[0017] 根据所述单相流体网络节点压力及各个支路的流量，建立单相流体网络的数学模 型。
[0018] 上述单相流体网络建模方法，根据单相流体的特性，建立单相流体网络的支路模 型；根据单相流体网络节点的质量守恒定律，建立单相流体网络的节点模型；根据单相流 体网络的支路模型，建立单相流体网络的节点压力方程；对所述节点压力方程进行求解，计 算单相流体网络节点的压力；根据所述支路模型和单相流体网络节点的压力，计算各个支 路的流量；根据所述单相流体网络节点压力及各个支路的流量，建立单相流体网络的数学 模型。通过上述步骤得到的单相流体网络的数学模型，并对得到的单相流体网络的节点压 力方程进行求解，使得根据所述单相流体网络建模方法得到的单相流体网络的数学模型能 够实时准确地反映了单相流体网络的实际运行情况。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明的一个实施例的单相流体网络建模方法流程图；
[0020] 图2为利用本发明的另一个实施例的单相流体建模方法得到的节点模型的结构 示意图。
【具体实施方式】
[0021] 为了更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳 实施例，对本发明的技术方案，进行清楚和完整的描述。
[0022] 如图1所示，图1为本发明的一个实施例的单相流体网络建模方法流程图。
[0023] -种单相流体网络建模方法，可以包括如下步骤：
[0024] 步骤SlOl :根据单相流体特性，建立单相流体网络的支路模型；
[0025] 步骤S102 :根据单相流体网络节点的质量守恒定律，建立单相流体网络的节点模 型；
[0026] 步骤S103 :根据单相流体网络的支路模型，建立单相流体网络的节点压力方程；
[0027] 步骤S104 :对所述节点压力方程进行求解，计算单相流体网络节点的压力；
[0028] 步骤S105 :根据所述支路模型和单相流体网络节点的压力，计算各个支路的流 量；
[0029] 步骤S106 :根据所述单相流体网络节点压力及各个支路的流量，建立单相流体网 络的数学模型。
[0030] 上述单相流体网络建模方法，根据单相流体的特性，建立单相流体网络的支路模 型；根据单相流体网络节点的质量守恒定律，建立单相流体网络的节点模型；根据单相流 体网络的支路模型，建立单相流体网络的节点压力方程；对所述节点压力方程进行求解，计 算单相流体网络节点的压力；根据所述支路模型和单相流体网络节点的压力，计算各个支 路的流量；根据所述单相流体网络节点压力及各个支路的流量，建立单相流体网络的数学 模型。通过上述步骤得到的单相流体网络的数学模型，并对得到的单相流体网络的节点压 力方程进行求解，使得根据所述单相流体网络建模方法得到的单相流体网络的数学模型能 够实时准确地反映了单相流体网络的实际运行情况。
[0031] 在其中一个实施例中，本发明的单相流体网络建模方法，所述根据流体特性，建立 单相流体网络的支路模型可以表示如下：
[0032] R1P1-R2P2= w+C b；
[0033] 式中，R1,私和Cb表示单相流体网络的支路特性参数，p i，？2分别表示单相流体网络 的支路进口和出口的压力，w表示单相流体网络的支路流量。
[0034] 在其中一个实施例中，本发明的单相流体网络建模方法，所述根据流体特性，建立 单相流体网络的支路模型可以包括下列情形：
[0035] 对于不可压缩流体，根据伯努利方程建立单相流体网络的支路模型如下所示：
[0036] Rb(plit+1-p2,t+1) =wt+1+Cbl；
[0037] 式中，Rb和Cbl表示不可压缩流体网络的支路特性参数，p 11+1表示单相流体网络支 路进口下一时刻的压力，P2, t+1表示单相流体网络支路出口下一时刻的压力，w t+1表示单相流 体网络支路下一时刻的流量；
[0038] 对于可压缩流体，根据气动力学原理建立单相流体网络的支路模型如下所示：
[0039] RblP1, t+1-Rb2P2,t+1= w t+1+Cb2；
[0040] 式中，Rbl，Rb2和C b2表示可压缩流体网络的支路特性参数，p 11+1表示单相流体网络 支路进口下一时刻的压力，P2, t+1表示单相流体网络支路出口下一时刻的压力，w t+1表示单相 流体网络支路下一时刻的流量。
[0041] 在其中一个实施例中，本发明的单相流体网络建模方法，所述不可压缩流体网络 的支路特性参数，可以通过下式进行计算：
[0043] 式中，Rb和Cbl表示不可压缩流体网络的支路特性参数，p ,表示单相流体网络的流 体密度，Cvl表示不可压缩流体网络的支路通流能力，Wt表示单相流体网络支路当前时刻的 流量。
[0044] 在其中一个实施例中，本发明的单相流体网络建模方法，所