[發明專利]基于輪盤應力快速評估的燃氣輪機安全啟動方法及系統

在審

• 申請號: 202210480843.0
• 申請日: 2022-05-05
• 公開（公告）號: CN114970325A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 張荻;朱光亞;郭鼎;謝永慧
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06F30/23;G06N3/04;G06N3/08;F02C7/26;F02C9/00;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

1.一種基于輪盤應力快速評估的燃氣輪機安全啟動方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取待啟動燃氣輪機的進氣參數以及輪盤溫度場向量；

基于獲取的進氣參數以及輪盤溫度場向量，采用預訓練好的應力分析預測模型獲得預出現的輪盤最大應力值；

基于所述預出現的輪盤最大應力值和預設輪盤安全應力區間的比較結果，實現燃氣輪機安全啟動；

其中，所述應力分析預測模型為神經網絡模型；

獲取所述預訓練好的應力分析預測模型的步驟包括：

獲取訓練樣本集；所述訓練樣本集的每個訓練樣本均包括采樣時刻的進氣參數以及對應的輪盤應力標簽；

訓練時，將選定訓練樣本中的采樣時刻的進氣參數輸入神經網絡模型中，獲得輪盤應力預測值；獲取輪盤應力預測值與選定訓練樣本中的輪盤應力標簽的差值，基于所述差值更新神經網絡模型的參數，達到預設收斂條件獲得所述預訓練好的應力分析預測模型。

2.根據權利要求1所述的一種基于輪盤應力快速評估的燃氣輪機安全啟動方法，其特征在于，所述獲取訓練樣本集的步驟具體包括：

獲取n組啟動過程中的燃氣輪機的進氣參數和輪盤溫度場標簽，獲得初始數據集；

基于所述初始數據集，采用拉丁超立方抽樣獲得m組燃氣輪機進氣參數曲線；其中在，燃氣輪機進氣參數曲線式中，P為燃氣輪機進氣壓強，T為燃氣輪機進氣溫度，w為燃氣輪機輪盤轉速，為燃氣輪機輪盤轉速變化率；

基于m組燃氣輪機進氣參數曲線與n組燃氣輪機輪盤溫度場標簽，計算分析得到m×n組進氣參數曲線對應的燃氣輪機輪盤最大應力值σ_max及出現時間t_max作為訓練樣本集。

3.根據權利要求2所述的一種基于輪盤應力快速評估的燃氣輪機安全啟動方法，其特征在于，所述獲取n組啟動過程中的燃氣輪機的進氣參數和輪盤溫度場標簽，獲得初始數據集的過程中，每個采樣時刻的輪盤溫度場標簽的獲取步驟包括：

測量獲得采樣時刻t下燃氣輪機的進氣參數式中P_t為t時刻下燃氣輪機進氣壓強，T_t為t時刻下燃氣輪機進氣溫度，w_t為t時刻下燃氣輪機輪盤轉速，為t時刻下燃氣輪機輪盤轉速變化率；測量得到輪盤通流區域外表面氣體溫度分布DT_t；

根據燃氣輪機的輪盤形狀參數，建立輪盤有限元分析模型；其中，所述輪盤有限元分析模型的計算邊界包括：輪盤的通流區域外表面與進氣的換熱視為第三類邊界條件；輪盤左右側壁面以及輪盤內部空腔面視為絕熱邊界；軸線視為絕熱邊界；輪盤左右軸承和軸承座處視為第一類等溫邊界條件；

對所述輪盤有限元分析模型進行瞬態熱分析，獲得輪盤整體溫度分布TF_t；將輪盤整體溫度分布TF_t輸入至預訓練好的溫度場自編碼器，獲得t時刻下輪盤溫度向量TV_t；其中，所述溫度場自編碼器用于將包含較多節點溫度信息的輪盤整體溫度分布TF_t降維與特征提取，獲得更低維度且保留溫度分布特征的溫度向量TV_t。

4.根據權利要求3所述的一種基于輪盤應力快速評估的燃氣輪機安全啟動方法，其特征在于，所述溫度場自編碼器為深度自編碼器、欠完備自編碼器、去噪自編碼器或稀疏自編碼器。