考虑转轮质量涨落的水轮发电机组分数阶动力分析

来源：振动与冲击杂志2025年第11期北京时间：

作者：郎嵩涛，荆岫岩，孙尔军，谭志锋，郝国文5，孙万泉sunwanquan75

单位：1.华北电力大学水利与水电工程学院，北京102206；2.国家电网有限公司，北京100240；3.国网电力科学研究院有限公司，南京211000；4.中国电力科学研究院有限公司，南京210009；5.国网新源集团有限公司，北京100052

摘要：水轮发电机组在运行过程中，其振动过程相互影响，具有明显的历史记忆性。并且转轮处压力脉动频繁波动，也导致其具有明显的附加质量涨落现象。针对以上问题，在分析机组实测振动记忆效应的基础上，建立了考虑质量涨落的水轮发电机组轴系分数阶非线性动力学模型，并基于MWORKS平台对模型进行了仿真计算。研究了分数阶阶次、质量涨落对机组分数阶非线性动力学特性的影响。结果表明：水轮发电机组振动具有明显的历史记忆性和长相关特性；分数阶阶次对系统记忆性和运动状态影响较大，阶次越高系统记忆性越好，分数阶模型能够更准确更灵活地模拟机组不同工况的历史记忆特性；转轮质量涨落能在一定程度上减小机组振幅，提高系统稳定性，对系统建模和响应分析有较大影响。<br>

关键词：水轮发电机组振动；分数阶微积分；记忆性；质量涨落；非线性动力学