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基于Stacking集成学习的CANDU堆通道功率预测研究

王德营 胡威 吴通 朱科润 张亮 杨猛 杜敏 张然

王德营, 胡威, 吴通, 朱科润, 张亮, 杨猛, 杜敏, 张然. 基于Stacking集成学习的CANDU堆通道功率预测研究[J]. 核动力工程, 2024, 45(S1): 72-77. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S1.0072
引用本文: 王德营, 胡威, 吴通, 朱科润, 张亮, 杨猛, 杜敏, 张然. 基于Stacking集成学习的CANDU堆通道功率预测研究[J]. 核动力工程, 2024, 45(S1): 72-77. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S1.0072
Wang Deying, Hu Wei, Wu Tong, Zhu Kerun, Zhang Liang, Yang Meng, Du Min, Zhang Ran. Research on CANDU Channel Power Prediction Based on Stacking Ensemble Learning[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(S1): 72-77. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S1.0072
Citation: Wang Deying, Hu Wei, Wu Tong, Zhu Kerun, Zhang Liang, Yang Meng, Du Min, Zhang Ran. Research on CANDU Channel Power Prediction Based on Stacking Ensemble Learning[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(S1): 72-77. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S1.0072

基于Stacking集成学习的CANDU堆通道功率预测研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S1.0072
详细信息
    作者简介:

    王德营(1992—),男,硕士研究生,主要从事人工智能、数字孪生技术在核领域的应用研究,E-mail: wangdeying@cnncnit.cn

  • 中图分类号: TL99

Research on CANDU Channel Power Prediction Based on Stacking Ensemble Learning

  • 摘要: CANDU堆通道功率预测的准确性直接影响换料方案的优劣,进而影响反应堆运行的经济性和安全性。为提升预测效果,主张引入人工智能算法从历史运行数据中挖掘潜在变量关系。经数据清洗、特征选择后,设计“换料影响指数”特征,以XGBoost、随机森林、支持向量回归和反向传播(BP)神经网络为初级学习器,支持向量回归为次级学习器,构建基于Stacking的集成学习模型。经对比分析,Stacking集成学习模型在单一学习模型的基础上实现了预测效果的“二次提升”,且在平均预测偏差率、最大预测偏差率和预测偏差率方差上,Stacking集成学习模型的效果均显著优于传统RFSP模型,这使得物理工程师在换料计划制定过程中能够得到更为准确的功率反馈,以科学地选取换料通道,进而在保证反应堆安全性的基础上提升经济效益。

     

  • 图  1  P06通道功率预测值与实际值的拟合效果

    R²—拟合优度;L—斜率

    Figure  1.  Fitting Results between Predictions of P06-Channel and Actual Value of Sample

    图  2  Stacking集成学习模型与RFSP模型对P06通道测试集的预测效果对比图

    Figure  2.  Comparison of Predictive Effects of Stacking Ensemble Learning Model and RFSP Model on P06 Channel Test Set

    图  3  W14通道功率换料影响程度

    Figure  3.  Influence Degree of Refueling on W14 Channel Power

    图  4  Stacking集成学习模型与RFSP模型在新数据下预测效果对比图

    场景1—1#5473.4→5474.4;场景2—1#5474.4→5477.3;场景3—1#5477.3→5481.4;场景4—1#5465.1→5458.1;场景5—1#5464.1→5465.1;场景6—2#5357→5361;场景7—2#5354→5357;场景8—2#5347.5→5350.5

    Figure  4.  Comparison of Prediction Effects between Stacking Ensemble Learning Model and RFSP Model under New Data

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出版历程
  • 收稿日期:  2024-01-01
  • 修回日期:  2024-03-01
  • 刊出日期:  2024-06-15

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