【正文】 步發(fā)電機(jī)的基本方程。 r為回路電阻標(biāo)幺值形式。 Xff， Xkdd， Xkqq分別是勵(lì)磁繞組、 d和 q軸阻尼繞組的自感電抗。 （ 3）靜止軸：靜止軸正比于零序系統(tǒng)。這三個(gè)軸是： （ 1）縱軸：沿轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)繞組的縱軸方向，用 d表示縱軸。 為算子。假定定子電流由電機(jī)端流出時(shí)為正方向，則電壓矩陣方程為： 2/??（ 4） 各繞組的合成磁鏈 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????QDfcbaQDfcbaQDfcbafcbappppppiiiiiirrrrrrvvvv00000000000000000000000000000000（ 350） 式中： v、 r、 i、 分別為各繞組的電壓、電阻、電流。 （ 3）各角標(biāo)分別代表所屬繞組。 同步發(fā)電機(jī)繞組的合成磁鏈?zhǔn)怯桑罕纠@組的 自感磁鏈 、本繞組與其它繞組的 互感磁鏈 組成。如圖所示。 ? 要得到定子的電流和電壓，必須把描述同步發(fā)電機(jī)電勢(shì)和定子電流、電壓之間關(guān)系的方程式與網(wǎng)絡(luò)方程式聯(lián)立求解。 ? 電磁轉(zhuǎn)矩通?？筛鶕?jù)定子的電流和電壓算出。 因此在實(shí)時(shí)仿真中所用的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程式為： Nt—— 汽輪機(jī)的輸出功率； Ng——發(fā)電機(jī)的電磁功率； D—— 阻尼系數(shù)。用 代替 可以得到用標(biāo)幺值表示的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程式： ? 0/??MNdtdT gJ ???? ??)1(2 0 ?? ??? fdtdJKT J 202 0??? —— 轉(zhuǎn)子以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)所儲(chǔ)藏動(dòng)能的兩倍（ MW ????KM?發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的相對(duì)角度，即轉(zhuǎn)子相對(duì)于同步旋轉(zhuǎn)軸的角位移 與絕對(duì)角度 之間的關(guān)系為： ? ?t0??? ??0? —— 同步電角速度。m2） —— 轉(zhuǎn)子機(jī)械角度（ rad） —— 轉(zhuǎn)子電角速度（ rad/s） —— 轉(zhuǎn)子電角度（ rad）； —— 發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)的倒數(shù)； —— 作用在轉(zhuǎn)子軸上的不平衡轉(zhuǎn)矩（ N 汽輪機(jī)的輸出功率為： ? ?* )()(1)( o u tiiniiniinit HHFN ?? ??? (341) 式中： Nt—— 汽輪機(jī)輸出功率（ MW）； Fi(in)—— 級(jí)組的進(jìn)汽量（ kg/s）； （ 2）以高壓缸和中低壓缸分別作為環(huán)節(jié)的功率計(jì)算 )()( i p oi p iipiph p oh p ihphpiphpt hhFhhFNNN ?????? ??（ 342） 式中： Nhp， Nip—— 高、中低壓缸的輸出功率； Fhp， Fip—— 高、中低壓缸進(jìn)汽量（ kg/s）； —— 汽機(jī)效率對(duì)高、中低壓缸的影響系數(shù)； hhpi， hipi—— 高、中低壓缸入口比焓（ J/kg）； hhpo， hipo—— 高、中低壓缸排汽比焓（ J/kg）。 汽輪機(jī)的輸出功率 （ 1）以級(jí)組為環(huán)節(jié)的功率計(jì)算 每個(gè)級(jí)組的出口壓力為： )()()( iniiiniouti FKPP ?? （ 339） 式中： —— 本級(jí)組的入口壓力（ Pa）； —— 本級(jí)組的進(jìn)汽量（ kg/s）； Ki—— 系數(shù)。 h?（ 2）中壓缸的進(jìn)汽量 iviviiviv TPKF ?? （ 337） 式中 Fiv， Piv， Tiv—— 中壓缸進(jìn)汽量、調(diào)門前汽壓、汽溫； Kiv—— 為常數(shù)； —— 為配汽凸輪轉(zhuǎn)角，代表中壓缸調(diào)門開(kāi)度。 式中： 由上式可知，變動(dòng)工況下通過(guò)機(jī)組的流量為： vvvrvvvrrrrv TPPKTPPPPTFF122211222122211 ??????（ 335） 式中： 22211rrrrrPPTFK???為一常數(shù)，可根據(jù)額定參數(shù)（ Fr， Tr， Pr） 計(jì)算。 汽輪機(jī)的流量計(jì)算 對(duì)兩側(cè)進(jìn)汽的汽輪機(jī)，在建模時(shí)假定兩側(cè)汽流勻稱，并合為一路考慮。 （ 2）以級(jí)組為環(huán)節(jié)的計(jì)算模型。蒸汽在低壓缸向兩側(cè)分流，做功后由尾部排汽進(jìn)入凝汽器。 新蒸汽在高壓缸做功后，經(jīng)排汽逆止閥進(jìn)入鍋爐再熱器，再熱后的蒸汽經(jīng) 2個(gè)中壓主汽門和 2個(gè)中壓調(diào)節(jié)汽門進(jìn)入中壓缸繼續(xù)做功。 汽輪機(jī)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 高壓部分由 1個(gè)沖動(dòng)式調(diào)節(jié)級(jí)和 10個(gè)反動(dòng)式壓力級(jí)組成， 中壓部分由 9個(gè)反動(dòng)式壓力級(jí)組成， 中壓部分為二分流式，每個(gè)分流由 7個(gè)反動(dòng)式壓力級(jí)組成 具有一次中間再熱的汽輪機(jī)簡(jiǎn)化熱力系統(tǒng)圖如下： 全機(jī)共有 8段非調(diào)整式抽汽，分別抽到 3個(gè)高壓加熱器、 1個(gè)除氧器、 4個(gè)低壓加熱器，以加熱給水。 ? 本節(jié)以 300MW凝汽式中間再熱汽輪機(jī)為例，側(cè)重說(shuō)明汽輪機(jī) 通流計(jì)算 和汽輪機(jī) 輸出功率 的數(shù)學(xué)模型。 )(udlsV? 在單元機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，汽輪機(jī)的熱慣性較小，因此在建立模型時(shí)，對(duì)汽輪機(jī)工況的變動(dòng)可用穩(wěn)態(tài)代數(shù)方程來(lái)描述，即可按靜態(tài)平衡來(lái)處理?！?） ]； Trsm—— 上升管金屬溫度（ K）； （ 2）管內(nèi)沸騰換熱方程： 3)( r s vr s mv a pv a p TTKQ ??（ 322） 式中： Qvap—— 上升管工質(zhì)吸熱使飽和水蒸發(fā)的熱量（ J）； Kvap—— 蒸發(fā)換熱系數(shù)； Trsv—— 上升管內(nèi)工質(zhì)飽和溫度（ K）； 上升管的數(shù)學(xué)模型 （ 1）管內(nèi)飽和水的質(zhì)量平衡方程： a d drsrsrsv a po u tdnswr s w FxFFFdVd ????? )1()()(??r s wr s so u tdnr s wo u tdnva pva p hhhhFQF???? )( )()( （ 323） 式中： Vrsw—— 水冷壁上升管飽和水容積（ m3）； —— 上升管內(nèi)的飽和水密度（ kg/m3）； —— 上升管入口（即下降管出口）工質(zhì)流量（ kg/s）； —— 上升管內(nèi)由于吸熱產(chǎn)生的蒸發(fā)量（ kg/s）； —— 上升管汽水混合物流量（ kg/s）； —— 上升管內(nèi)由于附加熱量產(chǎn)生的蒸汽量（ kg/s）； xrs —— 上升管內(nèi)蒸汽干度； —— 上升管工質(zhì)吸熱使飽和水蒸發(fā)的熱量（ J）； hdn（ out） —— 下降管出口比焓 (J/kg)； hrsw， hrss—— 上升管內(nèi)飽和水、蒸汽的比焓（ J/kg）； )(outdnFvapFrsFaddrsFvapQ其中： sw?（ 2）管內(nèi)飽和蒸汽的質(zhì)量平衡方程： rsrsa d drsv a pssr s s xFFFdVd ?????? )( （ 324） 式中： Vrss—— 水冷壁上升管蒸汽容積（ m3）； —— 上升管內(nèi)飽和蒸汽密度（ kg/m3）； ss?（ 3）上升管的能量平衡方程： ? ? v a prsrso u tdno u tdnr s sssr s sr s wswr s w QhFhFhVhVd d ???? )()(???)1( rsr s wrsr s srs xhxhh ???? （ 325） （ 4）上升管總?cè)莘e Vrs為： .co n s tVVV r s sr s wrs ??? （ 326） （ 5）上升管內(nèi)蒸汽的容積為： r s sr s wrsr s s VV ?? )1( ??（ 327） 式中： ???????????111avswssr s sxk??? —— 管內(nèi)含汽段的平均蒸汽截面份額 2rsavxx ? —— 含汽段平均蒸汽干度； k—— 比例系數(shù)，可近似取 ?kv a pdnr s wo u tdnr s w QhhF )()( ???—— 管內(nèi)熱水段長(zhǎng)度占水冷壁全長(zhǎng)的份額 汽包的數(shù)學(xué)模型 （ 1）汽包內(nèi)飽和水質(zhì)量平衡方程： a d ddrdnd r a i nco n dsrsecoswd FFFFxFFddV ??????? )1(??? （ 328） Vdw —— 汽包飽和水的容積（ m3）； Feco —— 來(lái)自省煤器的給水量（ kg/s）； Frs —— 上升管來(lái)的汽水混合流量（ kg/s）； xs —— 汽包內(nèi)蒸汽干度； Fcond —— 被省煤器來(lái)水所凝結(jié)的蒸汽量（ kg/s）； Fdrain—— 連續(xù)排污量（ kg/s）； Fdn —— 自汽包到下降管的流量（ kg/s）； —— 壓力下降時(shí)汽包中的附加蒸汽量（ kg/s）； adddrF式中： （ 2）汽包內(nèi)飽和蒸汽質(zhì)量平衡方程： co n ddsa d ddrsrsssds FFFxFddV ??????式中： Vds—— 汽包飽和蒸汽的容積（ m3）； Fds—— 汽包出口至下降管的流量（ kg/s）； （ 329） （ 3）汽包內(nèi)能量平衡方程： ? ?ssdmdmdsssdsdwswdw tCMhVhVd d ?? ???（ 330） 式中： hdw， hds—— 汽包內(nèi)飽和水及飽和蒸汽比焓（ J/kg）； Mdm—— 汽包金屬質(zhì)量（ kg）； Cdm—— 汽包金屬比熱 [（ J/kg 各個(gè)環(huán)節(jié)的模型如下： 下降管的數(shù)學(xué)模型 ? 下降管的能量平衡方程如下： dnd n mdno u tdno u tdnindnindno u tdnswdn tCMhFhFdhVd ???)()()()()( )(?? （ 320） 式中： —— 下將管入口和出口工質(zhì)質(zhì)量流量（ kg/s）； —— 下將管入口和出口工質(zhì)比焓（ J/kg）； —— 下降管的容積（ m3）； —— 飽和水密度（ kg/m3）； Mdn—— 下降管金屬質(zhì)量（ kg）； Cdnm—— 下降管金屬比熱 [J/(kg （ 3）蒸發(fā)區(qū)內(nèi)各處水的密度按飽和水密度計(jì)算。下聯(lián)箱包括在下降管內(nèi)，上聯(lián)箱和汽水導(dǎo)管包括在上升管內(nèi)計(jì)算。在汽包內(nèi)水與飽和蒸汽共存。在上升管內(nèi)主要是飽和水與飽和蒸汽。如圖所示： 在下降管內(nèi)的工質(zhì)，可認(rèn)為全部是水。 AVfh )(ifP AVfT? 自然循環(huán)鍋爐的蒸發(fā)區(qū)包括： ? 汽包（ drum）、 ? 下降管（ downers）、 ? 上升管（ risers）、 ? 汽水導(dǎo)管及水冷壁（ waterwalls） ? 上、下聯(lián)箱等部件。 —— 壓降常數(shù)。 —— 工質(zhì)比焓（ J/kg）； —— i區(qū)金屬管壁向工質(zhì)的傳熱（ J/s）。 ? 單相區(qū)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型如下： 鍋爐工質(zhì)側(cè)單相區(qū)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 質(zhì)量平衡方程 )()( o u tifinifif FFddM ??????? ??????? )()()( )()( o u tifinififif FFMM （ 315） 式中： —— 此次計(jì)算的 i區(qū)工質(zhì)質(zhì)量（ kg）； —— 上次計(jì)算的 i區(qū)工質(zhì)質(zhì)量（ kg）； —— 進(jìn)入 i區(qū)的工質(zhì)流量（ kg/s）； —— 流出 i區(qū)的工質(zhì)流量（ kg/s）。 ? 單相區(qū)段包括：省煤器、再熱器和過(guò)熱器。 igQigC爐內(nèi) i區(qū)煙氣壓力 igigigoutiginig oFPP 2)()( ???（ 314） 式中： —— i區(qū)煙氣入口壓力（ Pa）； —— i區(qū)煙氣出口壓力（ Pa）； —— 煙氣阻力系數(shù)； —— i區(qū)煙氣密度（ kg/m3）； —— 煙氣容積流量（ m3/s）。 )(?igh)(inigh)(outigh)(heatiQMGiQ ?lossQlossKambt0)(