[發明專利]一種原子能機組模型壓力及溫度變量軌跡靈敏度評價方法

在審

• 申請號: 201811544358.5
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109472116A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 雷亭;文立斌;吳健旭
• 申請（專利權）人: 廣西電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南寧東智知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45117
• 代理人: 巢雄輝;裴康明

本發明涉及核電機組運行技術領域，具體涉及一種原子能機組模型壓力及溫度變量軌跡靈敏度評價方法，建立輕水堆核電機組動態模型；輕水堆核電機組動態模型包括中子元件模型、活性區燃料及載熱劑元件模型、蒸汽動力裝置元件模型，搭建各個模型基于變量偏差微分方程，基于微分方程和傳遞函數分析原子能機組模型壓力及溫度變量，對原子能機組的壓力參量、溫度參量軌跡靈敏度進行評價，辨識參量可獲取的難易程度；本發明一舉突破了壓力及溫度參量辨識中的關鍵瓶頸，實現了定量評價參量在給定試驗條件下對輕水堆動態響應的影響程度。

技術領域

本發明涉及核電機組運行技術領域，具體涉及一種原子能機組模型壓力及溫度變量軌跡靈敏度評價方法。

背景技術

原子能為我國在清潔低碳、調整能源結構方面提供了一種現實選擇，在國家發展和改革委員會的《核電中長期發展規劃》中明確指出了到2020年，核電運行裝機容量達到4000萬千瓦；發電量達到2600～2800億千瓦時的目標；截至2017年低，裝機容量已達3582萬千瓦，發電量已達2481億千瓦時。如2017年，我國西部地區首座原子能發電站防城港紅沙原子能電站一期投產運營，即新增發電裝機容量217.2萬千瓦。為我國電力企業貫徹落實國家關于綠色低碳發展、電力市場化改革的要求做出了貢獻。

雖然我國原子能發電已達到第三代技術的先進水平，機組利用時間也達到了7089小時/年，高于全國發電設備平均利用時間3790小時/年；但原子能機組等效可用系數僅為91.10％，仍低于煤電機組(10萬千瓦及以上)、水電機組(4萬千瓦及以上)、燃氣輪機組。關鍵問題如原子能機組輕水堆活性區不穩定，在加入燃料和載熱劑溫度負反饋后雖能自穩定，但存在過程時間較長等局限。因此，有必要建立包含蒸汽動力裝置、中子、燃料、載熱劑等元件的輕水堆原子能機組動態模型，根據各子元件的微分方程數學模型推導，基于變量偏差的傳遞函數定性評價參量的改變對各子元件輸出變量穩態值的影響參量，分析如何高效地利用功率控制系統使輕水堆快速達到穩定狀態，仿真分析電網和原子能機組的相互影響特性。

軌跡靈敏度可以定量描述系統中某一參量、結構發生微小變化時動態軌跡變化程度。鑒于軌跡靈敏度能夠充分揭示電力系統的動態行為機理，因此也被廣泛應用于原子能機組動態分析領域。此外，軌跡靈敏度理論適合精細刻畫狀態變量對參量的依賴性，因此結合仿真程序可提出控制原子能機組輕水堆壓力、溫度穩定性的指導原則。但在實際應用中，一方面輕水堆原子能機組的變量及參量眾多，難以通過辨識、對比結果而直接反映參量的準確性；另一方面輕水堆原子能機組動態模型之間存在強耦合聯系，須挖掘參量對變量的影響類型及程度。

鑒于此，亟需一種原子能機組模型壓力及溫度變量軌跡靈敏度的評價方法，科學評價、確定單個參量的影響因素，挖掘參量對變量的影響類型及程度。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種原子能機組模型壓力及溫度變量軌跡靈敏度評價方法，具體技術方案如下：

一種原子能機組模型壓力及溫度變量軌跡靈敏度評價方法包括以下步驟：

(1)建立輕水堆核電機組動態模型；所述輕水堆核電機組動態模型包括中子元件模型、活性區燃料及載熱劑元件模型、蒸汽動力裝置元件模型；具體如下：

1)中子元件模型方程如下：

ρ_sum＝ρ_ext+α_F(T_F-T_F0)+α_C(T_av-T_av0)；