实测数据驱动的抽水蓄能机组轴系分数阶动力学建模与分析

来源：振动与冲击杂志2025年第19期北京时间：

作者：谭志锋，孙尔军8585，汪洋，郝国文，李燕5，孙万泉6

单位：1.中国电力科学研究院有限公司，南京210009；2.国网电力科学研究院有限公司，南京211000；3.北京中元瑞讯科技有限公司，北京100085；4.国网新源集团有限公司，北京100052；5.国网四川省电力公司电力科学研究院，成都610095；6.华北电力大学水利与水电工程学院，北京102206

摘要：随着数字孪生和智慧水电的快速发展，面向真实场景的数据驱动建立高效率和高仿真系统模型的需求越发迫切。针对机组系统运行中的关键轴系振动问题，利用Hurst指数和Hilbert边际谱深入挖掘了抽水蓄能机组实测振动信息的内在动力学特征和发生机理，揭示了不同运行工况下时程信号的长记忆特性和非平稳宽频振动特性；利用分数阶微积分具有历史性、记忆性以及非局部性的特点，提出了新的机组轴系分数阶动力学建模理论；结合先前整数阶模型的系统经验参数，并充分利用实测振动数据，优化识别出模型中的分数阶微分参数。通过预估-校正法求解和非线性动力学特性分析，并与传统整数阶轴系模型进行了对比，验证了所构建分数阶模型的有效性和先进性，提高了抽水蓄能机组轴系动力学分析的仿真精度。<br>

关键词：抽水蓄能机组；实测数据驱动；机组轴系振动；分数阶模型；非线性振动