基于SOS-LSTM的核电站隐蔽攻击方法研究

针对实现隐蔽攻击需要获取攻击目标高精度估计模型的问题,提出一种基于共生生物搜索算法优化长短期记忆神经网络(SOS-LSTM)的隐蔽攻击方法。首先,将攻击目标的反馈控制器输出和输入信号作为长短期记忆神经网络的数据集,通过训练得到受攻击区域的估计模型,再利用估计模型设计隐蔽攻击器向受攻击对象施加攻击信号。此外,使用SOS算法优化LSTM的网络参数来提升隐蔽攻击器的性能。对核电站一回路控制系统进行隐蔽攻击的仿真实验结果表明,该攻击方法在对目标控制系统输出信号实现预先设定攻击行为的同时具有较高隐蔽性。

核电厂安全级DCS缺省值设置策略研究

针对数字化仪控系统中无效信号的质量位随意蔓延使系统处于一种不确定状态的问题,结合核电厂运行工况和信号特性,对龙鳞平台故障诊断机制和信号质量位标识进行研究。考虑故障安全准则,系统性地提出缺省值设置原则。从信号执行功能和信号边界两个维度进行分析,确认缺省值的设置范围,并详细给出执行保护功能、报警功能、维护和试验功能信号的缺省值设置策略。同时,针对传统的缺省值验证方式无法全面、有效地进行缺省值验证的问题,提出一种利用全范围模拟机和虚拟数字化控制系统(DCS)进行缺省值验证的新方法。利用该方法可有效地对DCS内设置的缺省值进行系统性的验证。所提出的缺省值设置策略和验证方法可为后续核电厂安全级DCS的缺省值分析和设置提供全面的指导。

面向对象测试方法在核电站仪控服务器软件测试中的研究与应用

核电站仪控服务器软件是由面向对象程序语言实现的核电专用设备软件,具有面向对象软件独有的特性,如抽象、继承、封装、多态等,使其与面向过程语言实现的软件相比更加灵活、复杂、多变,增加了测试的复杂度,增加了测试的难度,使得传统的测试技术在核电站仪控服务器软件的测试中越来越困难,越来越难以保证测试的充分性、完整性。为此,结合核电站仪控系统服务器软件运算过程复杂的特点,提出了一种针对核电站仪控服务器软件的面向对象测试方法,探讨了面向对象测试技术在核电站仪控系统非安全级软件确认测试中的可行性,为核电软件测试人员提供了软件测试的新思路。

核电厂控制系统逻辑验证方案改进研究

随着自主三代核电技术的稳步推进,在建核电项目面临控制系统逻辑验证量大、工期长的问题,而现有验证方案源于二代加核电项目,限制了逻辑验证效率的提升。针对此问题,对国内二代加、自主三代核电项目的控制逻辑特点和验证策略进行分析和归纳,以总结现有方案在工程实践中存在的问题。在此基础上,从验证策略、组织模式、实施方法三个维度研究应对措施,提出了重构逻辑测试场景、引入仿真技术、建立自动化测试系统的改进方案。改进方案和原方案的效益对比结果表明,改进方案的工作量和工期均大幅减少。改进方案提升了逻辑验证的实施效率和工程效益,对工程实际问题提出了针对性解决措施。该研究对后续批量化推进三代核电项目工程建设具有参考价值。

核电厂应急柴油发电机组调速系统故障分析

核电厂应急柴油发电机组调速系统作为安全级应急电源的频率控制系统的核心部分,对柴油发电机组的转速、功率等参数进行控制,确保其稳定运行和相应安全功能的执行至关重要。本文以某核电厂的应急柴油发电机组调速系统为例,结合典型的故障案例,对调速系统的功能定位、控制原理、工作模式等进行分析,并提出了合理可行的解决方案,同时可以为同类核电及其他发电项目提供参考。

核电工程质量诚信风险分级管控及评价体系的建立

对核电工程质量诚信特点和面临的挑战进行了分析,归纳了核电工程质量诚信管控风险分类和动机,结合核电工程管理实践提出了核安全文化、管理体系、组织能力3个维度的质量诚信管控要求和建议,并依照核电工程质量保证分级原则,提出了质量诚信风险分级管控机制及要求,在此基础上构建三维度质量诚信评价模型和五层次评价指标体系,并通过案例对指标应用进行了分析说明,为核电领域及其他行业各级组织提升质量诚信管控水平提供借鉴。

M310机组模拟机DCS组态批量自动更新研究

为了实现对DCS组态下装的可控,将不可见的逻辑转化为可实现的设备真实反映,研发了一项能在模拟机上实现组态真实验证的方法。然而由于模拟机的特殊性,现场真实数据无法直接安装于模拟机,需要人为修改一层组态为模拟机所允许的匹配关系,这将耗费大量人力,因此提出一款适用于M310机型模拟机且可快速自动批量更改DCS一层脚本的软件设计思路,旨在提升DCS数据验证的可靠性,同时降低人为修改带来的偏差。

焓差控制法在某核电厂空调系统中的应用

介绍了焓差控制法在核电厂空调系统中的应用:在满足系统功能的前提下,通过优化送风温度范围来扩大空调系统运行工况范围以达到节能效果。介绍了系统最小新风量和冬、夏季工况点的设定,空气比焓的计算及系统控制逻辑的实现。运行结果表明,空调系统运行稳定且节能效果良好,可为核电厂空调系统应用焓差控制法提供参考。

基于相变蓄冷的核电厂主控室非能动冷却系统

为提高现有核电厂主控室紧急可居留系统的蓄冷能力及热舒适性水平,提出了基于定形相变蓄冷材料的核电厂主控室非能动冷却系统。基于主控室热负荷分布情况,该冷却系统在主控室顶板与吊顶之间、内墙面、地板底面及循环风道内,针对性地布置相应的含有定形相变材料的非能动冷却装置,进而实现事故工况下对主控室温度的精确控制。该非能动冷却系统无需引入额外冷源和管道,可靠性强,同时不破坏主体结构,且可灵活布置,解决了现有主控室非能动热阱时间余量小、热舒适性差的问题。

核电厂辅助车间集中监控技术研究

针对目前核电厂各辅助车间(BOP)采用分散监控模式带来的运行成本高的现状,设计了基于现场设备层、控制层、网络通信层和运行监控层的核电厂BOP集中监控系统,以实现各BOP的集中监控。BOP集中控制室的设置提高了BOP自动化控制水平,实现了BOP无人值守,达到了减员增效的目的。网络通信层采用冗余监控环网和冗余信息环网的网络拓扑结构,从物理层面将传输实时数据的监控网络与传输非周期性数据的信息网络分开,以分流监控数据与信息数据,从而提高网络通信层的可靠性。BOP集中监控系统采用统一的控制系统平台,减少了控制系统软硬件的备件种类、数量和设备管理费用。通过应用服务器中设计的计算机化规程系统、报警显示系统,降低了操作员的工作强度,增强了人机交互的友好性。

核电厂ICT供应链安全风险研究

核电厂信息通信技术(ICT)供应链面临严峻的安全挑战。基于风险管理概念,以核电厂仪控系统供应链安全为例,建立风险分析模型。介绍了核电厂ICT供应链相关概念和安全要素。从供应链生命周期的角度,全面梳理了核电厂ICT供应链存在的脆弱性和面临的安全威胁,勾勒出核电厂ICT供应链安全风险全景,并就进一步加强核电厂ICT供应链安全建设提出对策和建议。该研究为正确认识和全面理解核电厂ICT供应链安全风险、提高供应链安全意识、系统做好核电厂ICT供应链安全风险管理工作奠定基础。

核电厂一回路计算机压力控制系统的研发与应用

核电机组一回路是核电厂的第二道安全屏障,其可靠性和严密性对于核电安全至关重要。我国几乎所有核电机组进行一回路承压能力和密封测试的压力控制均为手动操作,控制精度低、劳动强度大、压力读数误差大,存在很大的人因失效风险。针对该问题,研发了一套计算机控制系统来实现水压试验的自动控制,阐述了该计算机控制系统软、硬件系统设计和实现方案,并介绍了人机交互界面的功能要素和实现形式。结果表明,该系统能很好地完成一回路水压试验过程的自动控制任务。

核电站自动化系统安全运行关键技术分析

能源需求的持续增长,环境保护日益重要,核电站的高效安全运行变得尤为关键。结合影响核电站自动化系统安全运行的不良因素,深入探讨核电站自动化系统在确保安全运行中的关键技术,分析核电站自动化系统面临的挑战,提出针对性的优化策略,为核电站自动化系统的安全运行提供科学指导和技术支撑。

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。

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。

福清核电厂5^(#)、6^(#)机组反应堆保护系统的设计

反应堆保护系统是核电厂应对预期运行事件或设计基准事故而设置的重要安全级仪控系统。为满足“华龙一号”三代核电高安全性目标的设计要求,需要对反应堆保护系统的功能性能进行提升。以“华龙一号”示范工程福清核电厂5#、6#机组为研究对象,通过充分考虑保护系统设计准则要求并基于事故分析结论,提出了更具高可靠性和全面保护功能特征的反应堆保护系统设计方案。详细介绍了系统自动保护功能的设计、系统结构设计以及系统健康管理等内容,并对系统拒动率进行了定量分析。分析结果表明,系统总体拒动率不高于5.0×10^(-7)/指令,达到了国际主流三代核电的可靠性水平。该研究成果可为后续核电厂的反应堆保护系统设计或优化提供借鉴。

核电工控网络私有协议安全高效解析方法的实现

核电厂工业控制系统网络通信协议根据应用系统供应厂商不同,具有多样性及复杂性,且大多为私有协议。如何安全、广泛、准确地覆盖核电工控网络通信协议,实现对使用不同网络协议的通信数据进行保护及审计,是一个必须要解决的问题。本文描述了一种应用在核电工控系统网络安全防护及审计产品上,实现核电工控系统私有网络通信协议安全、高效解析的技术和方法。

核电厂仪控系统本体可靠性分析研究

核电厂仪控系统本体可靠性是影响核电厂安全、稳定运行的重要因素。研究了核电厂仪控系统设计过程中影响仪控系统本体可靠性的影响因素。提出了包含4个主要影响因子和13个子影响因子的人因失误模型。应用灰色关联分析方法对人因失误模型中各影响因子进行定量关联度计算,以识别影响因子的重要程度。对某实际核电机组仪控系统设计活动进行实例分析,成功地识别出了核电厂仪控系统设计过程中影响仪控系统本体可靠性的关键因素。该研究结果有助于更好地识别和管理潜在的人因失误风险,并提高系统的可靠性和安全性。

核电站控制棒电源系统发电机失磁故障解析

核电站控制棒电源(简称棒控电源)是控制棒驱动机构的唯一供电系统,确保该系统的安全可靠运行对提高核电站安全性具有重大意义。实际运行的棒控电源系统中发电机的失磁保护判据原理简单,现场发生了多起失磁保护失配事件,且棒控电源系统中发电机的运行状态不同于常规并网发电机;为了有效解决失磁保护失配问题,需对棒控电源系统中发电机的失磁故障进行重新解析。首先,根据转差率和功角特点将失磁发展历程划分为等功角阶段、异步运行阶段和周期异步运行阶段;其次,以发电机等效电路及相量图为基础,以q轴电动势为切入点,结合发电机基本方程,由各阶段q轴电动势的变化解析得到各电气量稳态表达式;最后,通过实际机组的失磁实验数据以及基于PSCAD平台的失磁故障仿真,全面验证了解析结果的正确性。该文给出的失磁故障解析过程为棒控电源系统发电机失磁保护方案的制定奠定了理论基础。

核电站控制棒电源系统相复励发电机短路故障的解析计算

针对核电站控制棒电源系统,现有保护仅采用以额定电流为定值的定时限过流保护作为短路后备保护,导致该系统已发生多起过流保护抢先动作与失磁保护失配的事件。解决保护失配问题的关键在于对控制棒电源系统发电机短路故障电流的准确解析,解析重点在于考虑发电机实际采用的相复励无刷励磁方式对故障电流的影响,而相复励励磁电流由并励电压对应的励磁分量和复励电流对应的励磁分量合成产生。经过合理的假设与模型简化,结合发电机基本方程和励磁系统数学模型,推导得到了并励电压分量作用下的三相短路电流。引入复励电流分量作用,根据励磁电流变化对短路电流进行修正,得到了包含暂态分量和稳态分量的相复励发电机三相短路电流时域解析表达式。由正序等效定则扩展得到两相短路电流的时域解析表达式。基于PSCAD/EMTDC平台建立了控制棒电源系统电磁暂态模型,对理论分析结果进行了验证,进一步对保护优化方法进行了讨论。