一种燃气轮机转速控制器模型构建方法及装置

技术领域

本发明涉及燃气轮机建模与控制技术领域，尤其涉及一种燃气轮机转速控制器模型构建方法及装置。

背景技术

燃气轮机转速控制器是燃气轮机发电系统中的关键组成部分，其性能表现对于燃气轮机的运行控制具有重要意义。

相关技术可以构建燃气轮机转速控制器模型，并使用燃气轮机转速控制器模型进行仿真试验，确定其对燃气轮机转速的仿真控制效果，进而优化控制算法和转速运行控制。

但是，相关技术所建立的燃气轮机转速控制器模型，其对于燃气轮机转速的仿真控制效果不佳。

发明内容

本发明提供一种燃气轮机转速控制器模型构建方法及装置，用以解决相关技术中燃气轮机转速控制器模型对于燃气轮机转速的仿真控制效果不佳的缺陷，建立一种新的燃气轮机转速控制器模型的构建，具有调节时间短、超调量低和较优的抗扰动性。

第一方面，本发明提供一种燃气轮机转速控制器模型构建方法，包括：

基于燃气轮机的冷却抽气量建立燃气轮机模型；

建立模型结构为二阶线性自抗扰控制结构以及包括有待整定参数的初始转速控制器模型；

使用所述燃气轮机模型和全局搜索算法对所述初始转速控制器模型中的所述待整定参数进行整定，得到最终的转速控制器模型。

可选的，所述基于燃气轮机的冷却抽气量建立燃气轮机模型，包括：

建立惯性延迟模块；以及，在假设对小偏差进行线性化处理并忽略运动部件质量和液态摩擦力的情况下，分别基于压气机、燃烧室和透平的运行机理建立压气机模块、燃烧室模块和透平模块；

使用冷却抽气量对所述燃烧室模块和所述透平模块进行修正，得到修正后燃烧室模块和修正后透平模块；

依次通信连接所述惯性延迟模块、所述压气机模块、所述修正后燃烧室模块和所述修正后透平模块，得到所述燃气轮机模型。

可选的，所述燃烧室模块和所述透平模块中分别包括燃烧室机理公式和透平机理公式；

所述使用冷却抽气量对所述燃烧室模块和所述透平模块进行修正，得到修正后燃烧室模块和修正后透平模块，包括：

引入所述冷却抽气量修正所述燃烧室机理公式和所述透平机理公式，以得到所述修正后燃烧室模块和所述修正后透平模块。

可选的，所述建立模型结构为二阶线性自抗扰控制结构以及包括有待整定参数的初始转速控制器模型，包括：

建立与所述二阶线性自抗扰控制结构对应的扩张状态观测器模块和控制模块；其中，所述扩张状态观测器模块中包括观测参数，所述控制模块中包括控制参数、设定值变量、扰动变量和输出变量；

通信连接所述扩张状态观测器模块和所述控制模块以建立二阶线性自抗扰控制器模型；

将所述二阶线性自抗扰控制器模型中的所述设定值变量、所述扰动变量和所述输出变量分别确定为设定转速值变量、外部扰动变量和燃料量输出变量，以及将所述二阶线性自抗扰控制器模型中的所述控制参数和所述观测器参数确定为所述待整定参数，以得到所述初始转速控制器模型。

可选的，所述使用所述燃气轮机模型和全局搜索算法对所述初始转速控制器模型中的所述待整定参数进行整定，得到最终的转速控制器模型，包括：

基于所述燃气轮机模型和所述初始转速控制器模型建立燃气轮机转速控制模型；

仿真运行所述燃气轮机转速控制模型并使用全局搜索算法对所述燃气轮机转速控制模型中的所述待整定参数进行迭代优化，直至达到收敛条件为止，以得到最终整定参数以及所述转速控制器模型。

可选的，所述基于所述燃气轮机模型和所述初始转速控制器模型建立燃气轮机转速控制模型，包括：

构建转速差计算模块、最小燃料量控制模块、燃料阀执行机构模块、功率差计算模块、转子模块和转速测量模块；

依次通信连接所述转速差计算模块、所述初始转速控制器模型、所述最小燃料量控制模块、所述燃料阀执行机构模块、所述燃气轮机模型、所述功率差计算模块、所述转子模块和所述转速测量模块，以及通信连接所述转速测量模块和所述转速差计算模块，以建立所述燃气轮机转速控制模型。

可选的，所述转速差计算模块用于根据外部输入的模拟设定转速和来自所述转速测量模块的模拟测量转速，生成模拟转速差；

所述初始转速控制器模型，用于根据所述模拟转速差生成携带有模拟初始燃料量的模拟燃料量控制指令并输出；

所述最小燃料量控制模块，用于对所述模拟燃料量控制指令中的所述模拟初始燃料量进行优化处理得到模拟优化燃料量，并生成与所述模拟优化燃料量对应的模拟阀门开度；

所述燃料阀执行机构模块，用于根据所述模拟阀门开度生成所述模拟优化燃料量并输出；

所述燃气轮机模型，用于根据所述模拟优化燃料量生成并输出模拟净功率；

所述功率差计算模块，用于根据所述模拟净功率和外部输入的模拟负载功率确定模拟功率差并输出；

所述转子模块，用于根据所述模拟功率差生成相应的模拟转速并输出；

所述转速测量模块，用于根据所述模拟转速生成所述模拟测量转速。

可选的，在所述得到最终整定参数以及所述转速控制器模型之后，所述方法还包括：

分别对所述转速控制器模型和参照模型进行转速控制仿真试验，并分别计算所述转速控制器模型和所述参照模型的性能指标；

比较所述转速控制器模型和所述参照模型的性能指标，以比较所述转速控制器模型和所述参照模型的性能优劣。

可选的，所述仿真试验中包括负荷扰动试验和连续给定值阶跃变化的转速跟踪试验中的至少一个，所述性能指标中包括超调量、恢复时间、绝对误差积分准则IAE值和时间乘绝对误差积分准则ITAE值中的至少一个。

第二方面，本发明提供一种燃气轮机转速控制器模型构建装置，包括：

第一建立单元，用于基于燃气轮机的冷却抽气量建立燃气轮机模型；

第二建立单元，用于建立模型结构为二阶线性自抗扰控制结构以及包括有待整定参数的初始转速控制器模型；

参数整定单元，用于使用所述燃气轮机模型和全局搜索算法对所述初始转速控制器模型中的所述待整定参数进行整定，得到最终的转速控制器模型。

本发明提供的燃气轮机转速控制器模型构建方法及装置，可以在燃气轮机建模过程中考虑了冷却抽气量，建立出的燃气轮机模型更符合实际机组运行工况，可信度更高，基于LADRC结构构建的初始转速控制器模型具有短调节时间、低超调量和较优的抗扰动性，而使用燃气轮机模型和全局搜索算法对初始转速控制器模型进行参数整定所得到的转速控制器模型，具有可信度高，以及具有短调节时间、低超调量和较优的抗扰动性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种燃气轮机转速控制器模型构建方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种燃气轮机模型中压气机模块、燃烧室模块和透平模块之间的数据交互示意图；

图3为本发明实施例提供的一种二阶线性自抗扰控制器模型的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种燃气轮机转速控制模型的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种燃气轮机转速控制模型的结构示意图

图6为本发明实施例提供的一种基于PSO算法的参数整定流程图；

图7为本发明实施例提供的一种连续给定值扰动转速跟踪曲线示意图；

图8为本发明实施例提供的一种连续给定值扰动IAE值变化曲线示意图；

图9为本发明实施例提供的一种连续给定值扰动ITAE值变化曲线示意图；

图10为本发明实施例提供的一种燃气轮机转速控制器模型构建装置的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1-图9描述本发明的燃气轮机转速控制器模型构建方法。

如图1所示，本实施例提出第一种基于燃气轮机的冷却抽气量建立燃气轮机模型，该方法可以包括以下步骤：

S101、基于燃气轮机的冷却抽气量建立燃气轮机模型。

需要说明的是，在燃气轮机发电系统运行过程中，通常会从压气机内部抽取部分压缩空气用于冷却燃气轮机内部的热部件，比如燃烧室。相关技术在对燃气轮机建模时未考虑燃气轮机的冷却抽气量，导致燃气轮机模型的仿真准确性较低。

本实施例可以在相关技术以及考虑冷却抽气量的情况下，对燃气轮机进行建模，得到相应的燃气轮机模型，并将燃气轮机模型参与至燃气轮机转速控制器模型的建模过程，以提高燃气轮机转速控制器模型的仿真控制效果。

可选的，上述步骤S101可以包括：

建立惯性延迟模块；以及，在假设对小偏差进行线性化处理并忽略运动部件质量和液态摩擦力的情况下，分别基于压气机、燃烧室和透平的运行机理建立压气机模块、燃烧室模块和透平模块；

使用冷却抽气量对燃烧室模块和透平模块进行修正，得到修正后燃烧室模块和修正后透平模块；

依次通信连接惯性延迟模块、压气机模块、修正后燃烧室模块和修正后透平模块，得到燃气轮机模型。

其中，惯性延迟模块可以用于模拟燃气轮机内部容积惯性延迟以及燃烧反应延迟。

可选的，上述燃烧室模块和透平模块中分别包括燃烧室机理公式和透平机理公式；

使用冷却抽气量对燃烧室模块和透平模块进行修正，得到修正后燃烧室模块和修正后透平模块，包括：

引入冷却抽气量修正燃烧室机理公式和透平机理公式，以得到修正后燃烧室模块和修正后透平模块。

具体的，本实施例在燃气轮机模型建模过程中，可以对小偏差进行线性化处理，忽略运动部件的质量、液态摩擦力，采用模块化建模法建立每个调节组件的传递函数，分别建立压气机模块、燃烧室模块和透平模块。

需要说明的是，本实施例可以分别基于压气机、燃烧室和透平的机理公式，构建压气机模块、燃烧室模块和透平模块，之后基于冷却抽气量修正得到修正后燃烧室模块和修正后透平模块，模块之间的数据交互可参见图2。

其中，压气机机理公式包括：

P

P

其中，燃烧室机理公式包括：

P

P

其中，透平机理公式包括：

T

具体的，本实施例可以引入冷却抽气量对燃烧室机理公式和透平机理公式进行修正，以得到修正后燃烧室模块和修正后透平模块。此时，燃烧室出口温度T

x为冷却抽气量。

需要说明的是，本发明的发明人使用某燃气电厂燃气-蒸汽联合循环机组实际运行数据中的P

表1为电厂典型负荷工况画面数据

可以理解的是，本实施例在燃气轮机建模过程中考虑了冷却抽气量，并可以利用燃气发电厂实际运行数据验证基于冷却抽气量的修正效果，使得所建立的燃气轮机模型更符合实际机组运行工况，可信度更高。

S102、建立模型结构为二阶线性自抗扰控制(LinearActive DisturbanceRejection Control，LADRC)结构以及包括有待整定参数的初始转速控制器模型。

需要说明的是，在实际的燃气轮机机组中，被控对象具有非线性、时滞、时变、多输入多输出、难以精确建模等特点，相关技术针对燃气轮机的转速控制大多采用传统比例积分微分(Proportional-Integral-Derivative，PID)控制器模型，控制算法较为简单，针对燃气轮机组的复杂工况其抗扰动性较差，难以对深度调峰下负荷突变导致转速突变做出及时的反应，传统控制方案对深度调峰工况下做出的响应慢、不灵敏，不利于调峰。本实施例基于LADRC结构构建的初始转速控制器模型，相较于PID控制模型，可以具有更短的调节时间、更低的超调量和更好的抗扰动性。

可选的，上述步骤S102可以包括：

建立与二阶线性自抗扰控制结构对应的扩张状态观测器模块和控制模块；其中，扩张状态观测器模块中包括观测参数，控制模块中包括控制参数、设定值变量、扰动变量和输出变量；

通信连接扩张状态观测器模块和控制模块以建立二阶线性自抗扰控制器模型；

将二阶线性自抗扰控制器模型中的设定值变量、扰动变量和输出变量分别确定为设定转速值变量、外部扰动变量和燃料量输出变量，以及将二阶线性自抗扰控制器模型中的控制参数和观测器参数确定为待整定参数，以得到初始转速控制器模型。

具体的，本实施例可以先行建立扩张状态观测器(Extended State Observer，ESO)模块。其中，ESO模块的形式可以具体为：

其中，β

如图3所示的二阶线性自抗扰控制器模型，即包括ESO模块和控制模块。其中，k

本实施例可以通过公式(1)定义被控对象的扩张。

f＝g+(b-b

g为内外扰动综合特性。

其中：

u

u＝(u

需要说明的是，待整定参数中包括控制参数b

本实施例可以将参数简化为三个独立参数分别为b

s

s

ω

S103、使用燃气轮机模型和全局搜索算法对初始转速控制器模型中的待整定参数进行整定，得到最终的转速控制器模型。

其中，全局搜索算法可以为粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization，PSO)、遗传算法和蚁群算法等，也可以由PSO算法、遗传算法和蚁群算法等相结合得到。

其中，转速控制器模型即为燃气轮机转速控制器模型。

具体的，本实施例基于燃气轮机模型和初始转速控制器模型进行转速控制的仿真试验，并基于试验数据使用全局搜索算法对初始转速控制器模型中的待整定参数进行整定。

具体的，本实施例在对初始转速控制器模型中的待整定参数进行整定后，可以得到整定好的最终整定参数以及转速控制器模型。可以理解的是，转速控制器模型中即包括该最终整定参数。

本实施例提出的燃气轮机转速控制器模型构建方法，在燃气轮机建模过程中考虑了冷却抽气量，建立出的燃气轮机模型更符合实际机组运行工况，可信度更高，基于LADRC结构构建的初始转速控制器模型具有短调节时间、低超调量和较优的抗扰动性，而使用燃气轮机模型和全局搜索算法对初始转速控制器模型进行参数整定所得到的转速控制器模型，即具有可信度高和具有短调节时间、低超调量和较优的抗扰动性。

基于图1，本实施例提出第二种燃气轮机转速控制器模型构建方法，上述步骤S103可以包括步骤S1031和S1032。其中：

S1031、基于燃气轮机模型和初始转速控制器模型建立燃气轮机转速控制模型。

可选的，步骤S1031可以包括：

构建转速差计算模块、最小燃料量控制模块、燃料阀执行机构模块、功率差计算模块、转子模块和转速测量模块；

依次通信连接转速差计算模块、初始转速控制器模型、最小燃料量控制模块、燃料阀执行机构模块、燃气轮机模型、功率差计算模块、转子模块和转速测量模块，以及通信连接转速测量模块和转速差计算模块，以建立燃气轮机转速控制模型。

参见图4，本实施例提出燃气轮机转速控制模型的结构示意图，可以体现各模块之间的数据交互。

转速差计算模块用于根据外部输入的模拟设定转速和来自转速测量模块的模拟测量转速，生成模拟转速差；

初始转速控制器模型，用于根据模拟转速差生成携带有模拟初始燃料量的模拟燃料量控制指令并输出；

最小燃料量控制模块，用于对模拟燃料量控制指令中的模拟初始燃料量进行优化处理得到模拟优化燃料量，并生成与模拟优化燃料量对应的模拟阀门开度；

燃料阀执行机构模块，用于根据模拟阀门开度生成模拟优化燃料量并输出；

燃气轮机模型，用于根据模拟优化燃料量生成并输出模拟净功率；

功率差计算模块，用于根据模拟净功率和外部输入的模拟负载功率确定模拟功率差并输出；

转子模块，用于根据模拟功率差生成相应的模拟转速并输出；

转速测量模块，用于根据模拟转速生成模拟测量转速。

需要说明的是，最小燃料量控制模块可以防止输入燃气轮机模型的模拟燃料量小于最小允许燃料量。当初始转速控制器模型输出的模拟燃料量控制指令中携带的模拟初始燃料量小于最小允许燃料量时，最小燃料量控制模块可以对模拟初始燃料量进行优化，生成不小于最小允许燃料量的模拟优化燃料量。

如图5所示的燃气轮机转速控制模型，最小燃料量控制模块中可以包括比例模块1-K

燃料阀执行机构模块中包括速比阀执行机构模块和燃气控制阀执行机构模块，可以分别采用类似一阶惯性环节的模型来描述，使用传递函数表示即为

其中，T

需要说明的是，速比阀执行机构模块和燃气控制阀执行机构模块用于联合作用控制流向透平模块的模拟燃料量，本实施例可以通过控制速比阀执行机构模块来控制压气机出口压力稳定为一个特定值，该特定值与模拟转速成正比，还可以通过控制燃气控制阀执行机构模块来改变模拟燃气流量。

具体的，燃气轮机模型中的惯性延迟模块可以使用e

具体的，本实施例在建立转子模块过程中，可以先确定转子机理公式：

J为转动惯量，ω为转子角速度，M

之后，本实施例可以将转子机理公式转换为转子功率平衡方程：

其中，P

T

可以理解的是，本实施例可以确定转速测量模块对应的传递函数为：

T

S1032、仿真运行燃气轮机转速控制模型并使用全局搜索算法对燃气轮机转速控制模型中的待整定参数进行迭代优化，直至达到收敛条件为止，以得到最终整定参数以及转速控制器模型。

具体的，当全局搜索算法为PSO算法时，本实施例可以使用燃气轮机模型和PSO算法整定初始转速控制器模型中的待整定参数，将粒子的位置参数设置为待整定参数，整定过程中使用的适应度函数为时间乘误差的积分，将随机选取的粒子带入模型中经过适应度函数计算得到的值为粒子的适应度，适应值最小时的那粒子为最佳粒子，该粒子的位置参数为所整定的最优参数。如图6所示，可以具体包括以下步骤：

S601、流程开始，初始化粒子。

S602、将初始化粒子参数代入模型。

S603、判断是否适应度最低。若是，则结束流程。若否，则执行步骤S604。

S604、更新粒子位置和速度。

S605、更新权重调整粒子关系。

S606、目标函数评价。调用Simulink模型，将粒子参数赋予LADRC各参数，将参数代入燃气轮机调速系统模型(即上述燃气轮机转速控制模型)中输出性能指标并返回。

S607、更新粒子历史最优位置。

S608、更新全体最优位置，返回执行步骤S603。

具体的。本实施例可以选取合适的b

可以理解的是，本实施例当采用PSO算法时，得到的转速控制器模型即可以为PSO-LADRC控制器模型。基于上述表1数据进行参数整定时，本实施例可以确定在89.8MW负荷工况下满足适应度最低，粒子群规模为60，最大进化代数50，加速常数c

本实施例提出的燃气轮机转速控制器模型构建方法，可以基于燃气轮机模型和初始转速控制器模型搭建燃气轮机转速控制模型，仿真运行燃气轮机转速控制模型，并在运行过程中使用全局搜索算法对初始转速控制器模型中的待整定参数进行整定，从而实现对待整定参数的有效优化和整定，进而保障转速控制器模型的性能以及转速控制效果。

本实施例提出第三种燃气轮机转速控制器模型构建方法，该方法在上述得到最终整定参数以及转速控制器模型之后，还包括：

分别对转速控制器模型和参照模型进行转速控制仿真试验，并分别计算转速控制器模型和参照模型的性能指标；

比较转速控制器模型和参照模型的性能指标，以比较转速控制器模型和参照模型的性能优劣。

其中，参照模型可以为用于与本实施例建立的转速控制器模型进行性能比较的控制器模型，如相关技术中的PID控制器模型。

可选的，仿真试验中包括负荷扰动试验和连续给定值阶跃变化的转速跟踪试验中的至少一个，性能指标中包括超调量、恢复时间、绝对误差积分准则(Integral ofAbsolute Value ofError Criterion，IAE)值和时间乘绝对误差积分准则(Integral ofTime Multiplied by the Absolute Value of Error Criterion，ITAE)值中的至少一个。

具体的，本实施例可以将转速控制器模型与相关技术中的控制器模型进行仿真分析，在相同扰动下观察转速飞升曲线、比较不同控制器模型的性能表现。

具体的，本实施例可以使用IAE值和ITAE值评价转速控制器模型的控制效果。IAE和ITAE值越低，说明系统受到扰动时误差越小，系统瞬态响应能力越好，抗扰动能力越强。

其中，IAE和ITAE公式分别为：

其中，0＜t＜T，e为系统误差。

为了比较不同控制器模型的性能表现，本实施例可以在上述表1中89.8MW负荷工况下分别进行负荷扰动试验和连续给定值阶跃变化的转速跟踪试验，使用超调量、稳定时间、IAE值和ITAE值作为性能指标。其中，超调量表示在阶跃输入作用下，被调量的瞬时最大偏差值(X

具体的，本实施例在连续给定值阶跃变化的转速跟踪试验中，可以采用连续阶跃信号作为设定转速，负载功率为满负载功率，其他扰动均不设置，仿真总时间设置为50s，当转速给定值连续阶跃变化时，测量实际转速与给定转速偏差经过控制器控制燃料量，进而改变实际转速，表现为实际转速跟踪给定值变化。转速跟踪曲线图可参见图7，纵轴为转速，横轴为时间t/s，图7中PSO-LADRC控制器的控制效果明显好于PSO-PID控制器，传统PID控制器效果最差，使用PSO-LADRC控制器的超调量和恢复时间均最小，图8和图9分别为其IAE和ITAE图，PSO-LADRC控制器控制效果最佳。

具体的，本实施例在负荷扰动试验中，可以将设定转速设置为3000r/min，初始负载为满负载，在20s时负载加入负向50％和75％阶跃扰动，仿真总时间设置为30s，负荷扰动后三种控制方案超调量大小依次为PID控制>PSO-PID>PSO-LADRC控制器控制器，恢复时间大小分别为PID控制>PSO-PID控制器>PSO-LADRC控制器，其中PSO-LADRC控制器在收到不同程度的扰动后其IAE和ITAE值均最低，说明新型控制器控制效果最佳，且抗扰动能力最强。具体性能指标参数如表二和表三所示。

表二负向50％负荷阶跃扰动性能指标参数

表三负向75％负荷阶跃扰动性能指标参数

本实施例建立的转速控制器模型相对于相关技术中的燃气轮机转速控制器模型比如PID控制器模型，在系统受到同等程度的扰动下，具有更小的超调量以及更短的调节时间，且使用PSO算法对LADRC参数进行优化，一定程度上解决了LADRC参数难整定的问题。本实施例建立的PSO-LADRC控制器在系统受到大扰动时能够迅速反应且仍具有良好的控制性能，具有较强的抗扰动性。

本实施例提出的燃气轮机转速控制器模型构建方法，可以对不同控制器模型进行仿真试验，并计算控制器模型的性能指标，比较不同控制器模型的性能优劣。

如图10所示，本实施例提出一种燃气轮机转速控制器模型构建装置，该装置可以包括：

第一建立单元101，用于基于燃气轮机的冷却抽气量建立燃气轮机模型；

第二建立单元102，用于建立模型结构为二阶线性自抗扰控制结构以及包括有待整定参数的初始转速控制器模型；

参数整定单元103，用于使用燃气轮机模型和全局搜索算法对初始转速控制器模型中的待整定参数进行整定，得到最终的转速控制器模型。

需要说明的是，第一建立模型、第二建立模型和参数整定模型的处理过程及其带来的有益效果，可以分别参照图1中的步骤S101至S103，不再赘述。

可选的，第一建立单元101还用于：

建立惯性延迟模块；以及，在假设对小偏差进行线性化处理并忽略运动部件质量和液态摩擦力的情况下，分别基于压气机、燃烧室和透平的运行机理建立压气机模块、燃烧室模块和透平模块；

使用冷却抽气量对燃烧室模块和透平模块进行修正，得到修正后燃烧室模块和修正后透平模块；

依次通信连接惯性延迟模块、压气机模块、修正后燃烧室模块和修正后透平模块，得到燃气轮机模型。

可选的，燃烧室模块和透平模块中分别包括燃烧室机理公式和透平机理公式；第一建立单元101，还用于：

引入冷却抽气量修正燃烧室机理公式和透平机理公式，以得到修正后燃烧室模块和修正后透平模块。

可选的，第二建立单元102，用于：

建立与二阶线性自抗扰控制结构对应的扩张状态观测器模块和控制模块；其中，扩张状态观测器模块中包括观测参数，控制模块中包括控制参数、设定值变量、扰动变量和输出变量；

通信连接扩张状态观测器模块和控制模块以建立二阶线性自抗扰控制器模型；

将二阶线性自抗扰控制器模型中的设定值变量、扰动变量和输出变量分别确定为设定转速值变量、外部扰动变量和燃料量输出变量，以及将二阶线性自抗扰控制器模型中的控制参数和观测器参数确定为待整定参数，以得到初始转速控制器模型。

可选的，参数整定单元103，还用于：

基于燃气轮机模型和初始转速控制器模型建立燃气轮机转速控制模型；

仿真运行燃气轮机转速控制模型并使用全局搜索算法对燃气轮机转速控制模型中的待整定参数进行迭代优化，直至达到收敛条件为止，以得到最终整定参数以及转速控制器模型。

可选的，参数整定单元103，还用于：

构建转速差计算模块、最小燃料量控制模块、燃料阀执行机构模块、功率差计算模块、转子模块和转速测量模块；

依次通信连接转速差计算模块、初始转速控制器模型、最小燃料量控制模块、燃料阀执行机构模块、燃气轮机模型、功率差计算模块、转子模块和转速测量模块，以及通信连接转速测量模块和转速差计算模块，以建立燃气轮机转速控制模型。

可选的，转速差计算模块用于根据外部输入的模拟设定转速和来自转速测量模块的模拟测量转速，生成模拟转速差；

初始转速控制器模型，用于根据模拟转速差生成携带有模拟初始燃料量的模拟燃料量控制指令并输出；

最小燃料量控制模块，用于对模拟燃料量控制指令中的模拟初始燃料量进行优化处理得到模拟优化燃料量，并生成与模拟优化燃料量对应的模拟阀门开度；

燃料阀执行机构模块，用于根据模拟阀门开度生成模拟优化燃料量并输出；

燃气轮机模型，用于根据模拟优化燃料量生成并输出模拟净功率；

功率差计算模块，用于根据模拟净功率和外部输入的模拟负载功率确定模拟功率差并输出；

转子模块，用于根据模拟功率差生成相应的模拟转速并输出；

转速测量模块，用于根据模拟转速生成模拟测量转速。

可选的，上述装置还包括：

仿真试验单元，用于在得到最终整定参数以及转速控制器模型之后，分别对转速控制器模型和参照模型进行转速控制仿真试验；

计算单元，用于分别计算转速控制器模型和参照模型的性能指标；

比较单元，用于比较转速控制器模型和参照模型的性能指标，以比较转速控制器模型和参照模型的性能优劣。

可选的，仿真试验中包括负荷扰动试验和连续给定值阶跃变化的转速跟踪试验中的至少一个，性能指标中包括超调量、恢复时间、绝对误差积分准则IAE值和时间乘绝对误差积分准则ITAE值中的至少一个。

本实施例提出的燃气轮机转速控制器模型构建装置，可以在燃气轮机建模过程中考虑了冷却抽气量，建立出的燃气轮机模型更符合实际机组运行工况，可信度更高，基于LADRC结构构建的初始转速控制器模型具有短调节时间、低超调量和较优的抗扰动性，而使用燃气轮机模型和全局搜索算法对初始转速控制器模型进行参数整定所得到的转速控制器模型，即具有可信度高和具有短调节时间、低超调量和较优的抗扰动性。

本实施例中的燃气轮机转速控制器模型构建装置是以功能单元的形式来呈现，这里的单元是指ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)电路，执行一个或多个软件或固定程序的处理器和存储器，和/或其他可以提供上述功能的器件。

本发明实施例还提供一种计算机设备，具有上述图10所示的燃气轮机转速控制器模型构建装置。

请参阅图11，本发明可选实施例提供的一种计算机设备的结构示意图，该计算机设备包括：一个或多个处理器10、存储器20，以及用于连接各部件的接口，包括高速接口和低速接口。各个部件利用不同的总线互相通信连接，并且可以被安装在公共主板上或者根据需要以其它方式安装。处理器可以对在计算机设备内执行的指令进行处理，包括存储在存储器中或者存储器上以在外部输入/输出装置(诸如，耦合至接口的显示设备)上显示GUI的图形信息的指令。在一些可选的实施方式中，若需要，可以将多个处理器和/或多条总线与多个存储器和多个存储器一起使用。同样，可以连接多个计算机设备，各个设备提供部分必要的操作(例如，作为服务器阵列、一组刀片式服务器、或者多处理器系统)。图11中以一个处理器10为例。

处理器10可以是中央处理器，网络处理器或其组合。其中，处理器10还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路，可编程逻辑器件或其组合。上述可编程逻辑器件可以是复杂可编程逻辑器件，现场可编程逻辑门阵列，通用阵列逻辑或其任意组合。

其中，存储器20存储有可由至少一个处理器10执行的指令，以使至少一个处理器10执行实现上述实施例示出的方法。

存储器20可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序。存储数据区可存储根据计算机设备的使用所创建的数据等。此外，存储器20可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非瞬时存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非瞬时固态存储器件。在一些可选的实施方式中，存储器20可选包括相对于处理器10远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该计算机设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

存储器20可以包括易失性存储器，例如，随机存取存储器。存储器也可以包括非易失性存储器，例如，快闪存储器，硬盘或固态硬盘。存储器20还可以包括上述种类的存储器的组合。

该计算机设备还包括通信接口30，用于该计算机设备与其他设备或通信网络通信。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，上述根据本发明实施例的方法可在硬件、固件中实现，或者被实现为可记录在存储介质，或者被实现通过网络下载的原始存储在远程存储介质或非暂时机器可读存储介质中并将被存储在本地存储介质中的计算机代码，从而在此描述的方法可被存储在使用通用计算机、专用处理器或者可编程或专用硬件的存储介质上的这样的软件处理。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体、随机存储记忆体、快闪存储器、硬盘或固态硬盘等；进一步地，存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。可以理解，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储组件，当软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问且执行时，实现上述实施例示出的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。