[發(fā)明專利]一種用于壓水堆核電機組一次調(diào)頻的建模及分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811453436.0
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN111262280B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王松;歸一數(shù);邱寅祺;楊康;姚峻;胡靜
• 申請（專利權(quán)）人: 上海明華電力科技有限公司
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/24
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 應(yīng)小波

本發(fā)明涉及一種用于壓水堆核電機組一次調(diào)頻的建模及分析方法，包括：依據(jù)核電機組一次調(diào)頻動作原理，分析一次調(diào)頻動作過程中參數(shù)間的相互影響因素，結(jié)合運行機理給出各參數(shù)間的模型結(jié)構(gòu)；同時跟據(jù)一次調(diào)頻投用范圍，選取典型工作點，進行特性試驗，應(yīng)用試驗數(shù)據(jù)對模型進行參數(shù)辨識，建立出典型工作點附近的一次調(diào)頻動態(tài)模型，并通過建立的一次調(diào)頻動態(tài)模型進行仿真分析，評估一次調(diào)頻性能以及對機組安全性能的影響。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明給出的建模方法具有建模簡便、能夠更準確的復(fù)現(xiàn)實際的運行特性等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及壓水堆核電機組仿真技術(shù)，尤其是涉及一種用于壓水堆核電機組一次調(diào)頻的建模及分析方法。

背景技術(shù)

近年來，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，加之風(fēng)電、太陽能等新能源電力不斷并入，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大變化。電網(wǎng)負荷峰谷差逐步增大，頻率波動越來越頻繁，對并網(wǎng)機組一次調(diào)頻功能提出了更高的要求。為保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定，很多火電機組針對一次調(diào)頻性能特別是大頻差性能實施了優(yōu)化。我國核電機組雖然設(shè)計有一次調(diào)頻功能，但出于對一回路系統(tǒng)(核島部分)安全性的考慮，機組始終是以基本負荷運行。隨著我國核電機組裝機容量的不斷增多，電網(wǎng)對核電機組參與一次調(diào)頻的要求越來越迫切。

為評估核電機組一次調(diào)頻動作時機組的安全性，目前主要應(yīng)用機理分析法根據(jù)設(shè)計參數(shù)建立核島及常規(guī)島的機理模型，并在此基礎(chǔ)上進行一次調(diào)頻性能評估。機理建模方法一方面需要深入理解建模對象的運行機理，建模復(fù)雜，模型求解困難，特別是核反應(yīng)堆機理模型，需要大量的公式推導(dǎo)、理論計算，不便于工程實際分析應(yīng)用；另外，完全采用設(shè)計參數(shù)的機理模型進行仿真，雖趨勢與實際一致，但脫離實際運行數(shù)據(jù)，不能夠完全獲得系統(tǒng)的內(nèi)在特性，仿真結(jié)果與實際運行結(jié)果間依然存在一定的偏差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種用于壓水堆核電機組一次調(diào)頻的建模及分析方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種用于壓水堆核電機組一次調(diào)頻的建模及分析方法，包括：依據(jù)核電機組一次調(diào)頻動作原理，分析一次調(diào)頻動作過程中參數(shù)間的相互影響因素，結(jié)合運行機理給出各參數(shù)間的模型結(jié)構(gòu)；

同時跟據(jù)一次調(diào)頻投用范圍，選取典型工作點，進行特性試驗，應(yīng)用試驗數(shù)據(jù)對模型進行參數(shù)辨識，建立出在典型工作點附近的一次調(diào)頻動態(tài)模型，并通過建立的一次調(diào)頻動態(tài)模型進行仿真分析。

優(yōu)選地，所述的方法具體包括以下步驟：

步驟1，結(jié)合一次調(diào)頻機理，確定影響因素，給出的核電機組一次調(diào)頻模型簡化為兩輸入和六輸出的系統(tǒng)模型；

步驟2，確定模型結(jié)構(gòu)；

步驟3，在一次調(diào)頻投用范圍內(nèi)，選取典型工況點，進行特性試驗，獲取特性曲線；

步驟4，運用粒子群辨識算法辨識各子模型參數(shù)，最終得到一次調(diào)頻動態(tài)模型；

步驟5，根據(jù)得到的一次調(diào)頻動態(tài)模型進行仿真，結(jié)合一次調(diào)頻考核要求，評估一次調(diào)頻性能以及對核電機組安全性能的影響。。

優(yōu)選地，所述的兩輸入為汽機流量指令和功率棒位指令，所述的六輸出為機組負荷、主蒸汽壓力、穩(wěn)壓器壓力、穩(wěn)壓器液位、軸向功率偏差和冷卻劑平均溫度。

優(yōu)選地，一次調(diào)頻模型分為汽機流量指令特性及棒位指令特性兩個典型熱力過程，所述的步驟2的模型結(jié)構(gòu)采用多階慣性加純遲延的傳遞函數(shù)進行描述，如公式(1)所示：

其中K為增益系數(shù)；T₁、T₂為慣性時間；n₁、n₂為系統(tǒng)階次；τ為純遲延時間。

優(yōu)選地，所述的步驟3具體為：