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核电机组瞬态过程控制性能评价诊断与优化分析

刘道光 栾振华 梁军 刘鹏 赵云涛 周创彬

刘道光, 栾振华, 梁军, 刘鹏, 赵云涛, 周创彬. 核电机组瞬态过程控制性能评价诊断与优化分析[J]. 核动力工程, 2023, 44(5): 116-123. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0116
引用本文: 刘道光, 栾振华, 梁军, 刘鹏, 赵云涛, 周创彬. 核电机组瞬态过程控制性能评价诊断与优化分析[J]. 核动力工程, 2023, 44(5): 116-123. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0116
Liu Daoguang, Luan Zhenhua, Liang Jun, Liu Peng, Zhao Yuntao, Zhou Chuangbin. Evaluation, Diagnosis and Optimization Analysis of Control Performance of Nuclear Power Unit Transient Process[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(5): 116-123. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0116
Citation: Liu Daoguang, Luan Zhenhua, Liang Jun, Liu Peng, Zhao Yuntao, Zhou Chuangbin. Evaluation, Diagnosis and Optimization Analysis of Control Performance of Nuclear Power Unit Transient Process[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(5): 116-123. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0116

核电机组瞬态过程控制性能评价诊断与优化分析

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0116
详细信息
    作者简介:

    刘道光(1984—),男,高级工程师,主要从事核电厂典型过程人机交互失效风险方面研究,E-mail:lmeiiu@163.com

    通讯作者:

    梁军,E-mail: jliang@zju.edu.cn

  • 中图分类号: TL48

Evaluation, Diagnosis and Optimization Analysis of Control Performance of Nuclear Power Unit Transient Process

  • 摘要: 复杂控制系统是核电厂仪控系统的重要组成部分,其作用是保证系统运行状态的平稳,因而对控制系统的性能验证评价是机组调试工作的重要内容。通过构建机组控制系统调试试验性能评价标准体系,提出了一种控制系统性能评价与缺陷诊断方法,对机组特定瞬态运行过程进行诊断和控制系统优化。该研究成果已在多个核电基地得到了现场实际应用,在机组启动阶段全面验证了复杂控制系统的逻辑故障和性能缺陷,提升了机组控制性能和安全运行水平。

     

  • 图  1  关键技术框架

    Figure  1.  Framework of Key Technologies

    图  2  总体技术架构

    Figure  2.  Overall Technical Architecture

    图  3  瞬态过程控制系统评价指标体系

    Figure  3.  Evaluation Index System for Transient Process Control System

    图  4  控制系统评价诊断体系示意图

    Figure  4.  Schematic Diagram of Evaluation and Diagnosis System for Control system

    图  5  瞬态试验准则及过程偏差量化评价指标

    Figure  5.  Criteria for Transient Test Results and Quantitative Evaluation of Process Deviations

    图  6  基于多源数据融合的瞬态性能在线评价与智能优化诊断技术示意图

    Figure  6.  Schematic Diagram of Transient Performance On-line Evaluation and Intelligent Optimization Diagnosis Technology Based on Multi-source Data Fusion

    图  7  基于RF的单回路系统控制结构

    Figure  7.  Single Loop System Control Structure Based on RF

    图  8  基于RF的串级系统控制结构

    Figure  8.  Control Structure of Cascade System Based on RF

    图  9  稳压器压力控制系统瞬态响应图

    Figure  9.  Transient Response Diagram of Pressurizer Pressure Control System

    图  10  水位响应曲线

    Figure  10.  Level Response Curves

    图  11  多机组稳压器压力对比

    Figure  11.  Comparison of Pressurizer Pressure of Multi-unit

    图  12  过冷度对比

    Figure  12.  Comparison of Supercooling Degree

    图  13  轴向功率偏差对比

    Figure  13.  Axial Power Deviation Comparison

    表  1  原始ZN整定

    Table  1.   Original ZN Setting

    控制器 Kp Ti Td
    P 0.5Ku
    PI 0.45Ku 0.83Tu
    PID 0.6Ku 0.5Tu 0.125Tu
       Kp—比例调节系数;Ti—积分时间;Td—微分时间
    下载: 导出CSV

    表  2  稳压器压力控制系统瞬态响应评价结果

    Table  2.   Transient Response Results of Pressurizer Pressure Control System

    参数 数值
    峰值/MPa 15.34
    峰值时间/s 1330(相对值)
    余差 0.01
    调整时间/s 2272(相对值)
    超调量 12%
    衰减比 0
    上升时间/s 980(相对值)
    积分平方误差(ISE) 44.2
    最小方差准则控制指标 0.25
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-11-14
  • 修回日期:  2023-02-05
  • 刊出日期:  2023-10-13

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