基于霍尔三维结构理论的化学控制计算软件的开发

在核电厂中化学控制计算与机组反应性控制、设备管道腐蚀以及机组运行寿命等方面有着重要联系,通过开发并使用程序化计算软件可有效提高计算准确率、缩短工时以及降低人因失误,进一步提升化学精细化控制水平。根据霍尔三维结构模型,从逻辑维、时间维和知识维角度分析软件开发过程,将化学科学专业知识与软件开发和系统管理相融合,形成一套完整的软件开发方法。软件开发大大提升了化学控制智能化水平,有效保证机组长期、稳定、安全地运行。

核电厂动力机器模型基础动力参数测试的优化

核电厂汽轮机厂房多位于坚硬的岩石地基上,模型基础动力参数测试共振频率达到100 Hz以上,土质地基上常用的测试方法由于其机械式激振器扰频上限低的缺陷,对核电厂岩石地基适用性很差。在激振器、垫层、激振器与模型基础的连接方式、测试方式等方面进行研究,优化、改进了测试设备和测试方法,开发了全自动常扰力测试控制系统,使之更适合核电厂岩石地基,测试结果更准确地代表岩石地基的动力特性。

核电厂调试阶段仪控系统隐患分析方法研究

仪控系统是核电厂的神经和大脑,对于核电厂的安全、高效运行起着至关重要的作用。仪控系统中容易潜藏一些未能在工厂测试期间发现的隐患。这些隐患在运行过程中可能导致核电厂设备的功能劣化甚至系统故障。核电厂仪控系统的调试过程是运行前的关键阶段,在调试过程中及时识别隐患对于保证仪控系统的正常运行具有重要意义。首先,从特定应用环境、特定应用方式、长期动态运行三个维度对隐患的激发原因进行了分析。对其中可能在调试阶段产生、暴露的隐患激发原因进行了筛选。然后,以核电厂仪控系统实际调试过程中发生的隐患为例,建立隐患与环境模型的映射关系模型,并验证模型在调试阶段的有效性。该研究有助于提高调试阶段核电厂仪控系统隐患的识别能力,具有重要的工程意义。

基于LSTM的核电站除氧器水位控制系统隐蔽攻击方法研究

针对实现核电站除氧器水位控制系统的隐蔽攻击需要受攻击对象具备高精度估计模型的问题,提出了一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络的隐蔽攻击方法。该方法将核电站除氧器水位控制系统中获得的反馈控制器输出信号与输入信号作为LSTM的数据集,通过训练得到高精度的估计模型,此估计模型被用于设计隐蔽攻击器,向受攻击对象施加攻击信号,从而实现隐蔽攻击。最后,通过仿真实验验证了该方法的有效性和隐蔽性。结果表明:该方法对核电站除氧器的水位造成一定影响的同时具有较高的隐蔽性。

基于简化模型马尔可夫法的核电厂仪控系统可靠性评估方法

核电厂数字化仪控系统作为核电厂“中枢神经”,其可靠性决定了核电厂是否能安全稳定运行。在使用马尔可夫法针对核电厂数字化仪控系统进行可靠性建模分析时,往往由于系统过于复杂、状态交互关系较多,出现组合爆炸的情况,使得模型难以构建。本文提出了一种应用于复杂系统的马尔可夫模型简化方法,通过对马尔可夫模型中的状态进行检测,筛选出具有相同转移率的状态后组成简化状态组,将简化状态组中的成员进行合并简化。进一步地,通过选取1oo2(1 out of 2)架构作为实施案例,对提出的简化方法进行验证,利用本研究提出的简化方法,将原有的1oo2架构8阶模型简化到6阶,有效降低了马尔可夫模型状态数量,提升建模及计算分析效率,一定程度上解决了组合爆炸问题。本研究提出的马尔可夫简化方法可应用于复杂系统建模分析,为核电厂数字化仪控系统可靠性评价提供参考。

基于MBSE的核电厂仪控系统设计方法研究

核电厂仪控系统作为大型的复杂系统,其运行场景繁多、逻辑功能和接口关系复杂。以往基于文档的仪控系统设计存在诸多弊端,需通过大量的时间和人力来保证方案的整体性和完整性。通过对核电厂仪控系统设计现有业务流程的研究,结合基于模型的系统工程(MBSE)方法的特点,应用正向设计的逻辑,提出了一种基于MBSE的仪控系统设计方法。该方法描述了核电厂仪控系统的MBSE模型框架,将仪控系统模型分为两层模型架构,即仪控系统总体设计模型和仪控子系统设计模型。各层模型均按照MBSE方法的运行分析、系统分析、逻辑架构设计和物理架构设计的层级进行建模。两层模型之间相互关联。对各层级建模的主要分析和设计要点进行了研究,形成了完整的仪控系统设计模型建模方案。该方案能够指导核电厂仪控系统设计,实现从设计需求到设计实现的完整性。

语音识别在核电厂控制室中的应用研究

当前,核电厂数字化控制室以显示器作为主要媒介,为操纵员提供监控手段。相比于常规控制室,数字化控制室可以提供更加充分和丰富的监控信息。同时,其显示的信息量有限,导致操纵员不可避免地执行一些导航和查询类次要任务,影响人机交互效率。通过对语音模型训练算法、模型训练脚本、基于统计语言模型的算法进行试验及研究,并对核电厂主控制室相关词汇进行针对性训练、制定标准化语音指令,使操纵员可以通过视觉及听觉两方面与核电厂仪控系统终端进行交互,从而打破单模态输入、输出限制。试验结果表明,采用语音交互的方式,在保证指令准确的前提下,使操纵员完成指定任务所需时间缩短了约50%。这证明语音交互可以有效提升操纵员的人机交互效率。

辅助给水系统神经网络模型预测控制方案设计

为优化“华龙一号”核电机组辅助给水系统控制性能,对辅助给水控制方案进行了研究,设计了一种基于长短时记忆(LSTM)网络的辅助给水系统神经网络模型预测控制方案。通过仿真验证平台进行数据采集后,利用LSTM神经网络训练出蒸汽发生器液位预测器,以反应控制过程的动态特性。应用模型预测控制方案,根据蒸汽发生器液位估计值实时优化控制变量。验证结果表明,与手动控制/核电厂自动控制方案相比,模型预测控制方案可实现更快、更准确的设定点跟踪功能,同时需要的控制工作量更少,可达到有效减少对系统部件的磨损、延长系统部件使用寿命的作用。此外,所提方案可被应用于其他需要精确和有效控制的复杂工业过程。

压水堆核电站运行堆芯物理过程的PC仿真

阐述了PWR核电站堆芯的模型化问题,建立了适用于微机仿真的核电站的临界堆中子动力学模型、温度效应中子动力学模型和堆芯热传递模型。应用所建模型,建立传递函数,用微机仿真并对仿真结果进行分析。

压水堆核电厂负荷跟踪建模与控制方法研究

压水堆核电厂负荷跟踪模式能够有效协调机组产能与电网需求,延长燃料的循环寿期,提高机组运行的经济性能。反应堆系统具有高度复杂、非线性、时变等特点。通过合理简化,建立了反应堆系统集总参数模型,设计了负荷跟踪控制策略。引入负荷阶跃变化扰动和线性变化扰动,对反应堆负荷跟踪控制系统特性进行仿真。结果表明,控制特性与实际基本一致,控制系统能够满足负荷跟踪性能要求。

大型压水堆核电机组建模研究

针对目前应用最为广泛的压水堆核电机组,提出适用于电力系统机电暂态及中长期动态仿真的大型核电机组及其控制保护系统的完整数学模型,并用于电力系统全过程动态仿真,仿真结果验证该模型的正确性和有效性,表明该模型较为准确地反映了扰动后核电机组的动态响应过程,为研究核电站内部的过渡过程和大规模核电机组接入电网的控制策略提供了有力工具.

压水堆核电厂控制系统仿真研究

提出了用于压水堆核电厂控制系统快速和精确仿真的系统数学模型和数值方法， 并用研制的仿真程序ＮＣＳ 对商用压水堆核电厂控制系统进行了仿真研究， 得到了满意的结果。

压水堆核电厂负荷跟踪系统设计与特性研究

压水堆核电厂通过功率控制系统调节反应堆的反应性,以达到负荷跟踪的目的。本文设计的功率控制系统利用模糊控制器对棒速和硼浓度的联合控制做出最优选择,并利用功率补偿通道加快响应速度。MATLAB(Matrix Laboratory)的仿真结果证明该系统具有优良的负荷跟踪特性。利用电力系统分析综合程序(PSASP)的自定义模型功能,将该控制系统模块接入核电厂全系统模型,仿真结果表明压水堆核电厂的负荷跟踪能力可达到行业技术标准,并能满足电网的日负荷调峰要求。

压水堆核电站堆芯集中参数模型的微机仿真

阐述了 PWR核电站堆芯的模型化问题 ,提出了适用于微机仿真的核电站堆芯的物理数学模型。将核电站堆芯分为三大块分别建立模型 :中子动力学模块、反应性反馈模块、堆芯热力学模块。建立系统传递函数 ,运用 MATLA仿真 。

核电站蒸汽发生器数字化仪表与控制对象实时仿真系统技术研究

采用U型管蒸汽发生器动态特性分析数学模型,研制开发了核电站蒸汽发生器实时仿真系统。该系统与控制系统形成能够相互作用的闭环系统,用于为核电站数字化仪表与控制(I&C)开发提供仿真对象及进一步控制方案研究。运用该系统对蒸汽发生器变工况进行了计算,所得结果与核电站仿真机的计算结果符合较好,为核电站仪表与控制(I&C)系统数字化开发提供了理论依据。

压水堆核电站核功率控制模式的优化

分析了核反应堆反应性控制的3种方法,以及压水堆核电站核功率的4种控制模式.对压水堆核电站核功率控制技术的发展优化趋势提出了看法:随着电网对核电站负荷跟踪要求的提高,控制棒方法将继续强化,可燃毒物棒方法有变革的潜力,化学溶剂的控制比例将会进一步减少.

基于MFAC-PID的核电站蒸汽发生器水位控制

核电站蒸汽发生器水位的控制性能不好是引发机组非计划停堆的主要原因。尤其在低功率平台下,蒸汽发生器水位的"缩涨效应"明显,并且给水流量和蒸汽流量的测量误差较大,利用传统的控制方案来控制水位的稳定比较困难。对此,本文提出了一种无模型自适应(MFAC)控制策略,即外环采用MFAC控制,内环采用PID控制。仿真结果表明,与传统蒸汽发生器的PID串级控制相比,本文提出的控制方法具有更好的稳定性,同时,抗干扰性和鲁棒性也优于现行的PID串级控制。此外,MFAC的设计过程和结构简单,便于工程应用。

简化的AP1000稳压器水位控制模型

为了简化AP1000稳压器的控制系统,基于两区平衡态模型,通过简化计算及现场仿真机运行数据,建立了核电机组稳压器水位动态特性数学模型,对模型进行了上充阀水流量扰动仿真试验,并与某核电机组仿真机的仿真结果进行了比较,验证了模型的准确性。

核电站控制系统可视化模化与仿真研究

研制了面向控制系统结构图的可视化模化平台 ,并采用离散相似法对所建立的控制系统数学模型进行求解 ,从而方便、快速、准确地模化和仿真核电站控制系统 ,取得了十分满意的效果。此项工作对核电站控制系统设计和分析的研究工作具有很好的参考和实用价值。

先进压水堆核电站关键技术研究开发综述

“九五”期间,我国开展了对先进压水堆核电站关键技术的研究和攻关。研究的领域涉及到核电站的安全性、经济性、建造和运行等方面的内容,开设了工程设计技术、先进反应堆设计技术、数字化仪表与控制系统、非能动安全系统和核电站工程及信息管理技术等5个研究课题。在此期间,许多研究成果已经用于工程,收到很好效果。“九五”先进压水堆核电站关键技术研究对我国新一代压水堆核电机组的开发和科研打下了坚实基础。