[發(fā)明專利]一種核電主給水調(diào)節(jié)閥異常波動(dòng)檢測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210093998.9
• 申請(qǐng)日: 2022-01-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114548157A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳志成;趙彤;蔡一彪;孫豐誠(chéng);潘凡;倪軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州安脈盛智能技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/62;F16K37/00
• 代理公司: 杭州杭誠(chéng)專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 陳東明

本發(fā)明提供一種核電主給水調(diào)節(jié)閥異常波動(dòng)檢測(cè)方法，其特征是，包括以下步驟：步驟S1：獲取主給水調(diào)節(jié)閥的閥門開(kāi)度數(shù)據(jù)；步驟S2：對(duì)閥門開(kāi)度數(shù)據(jù)進(jìn)行加窗滑動(dòng)處理；步驟S3：構(gòu)建噪聲項(xiàng)，與步驟S2中的開(kāi)度數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合處理，產(chǎn)生噪聲異常波動(dòng)；步驟S4：構(gòu)建孤立森林方法，對(duì)步驟S3中的異常波動(dòng)進(jìn)行異常檢測(cè)；步驟S5：開(kāi)度異常波動(dòng)區(qū)間標(biāo)記，標(biāo)記出原始數(shù)據(jù)中的異常波動(dòng)；本發(fā)明采用孤立森林方法，整體檢測(cè)過(guò)程屬于無(wú)監(jiān)督異常檢測(cè)方法，無(wú)需構(gòu)建概率分布模型，同時(shí)無(wú)需正常樣本和異常樣本的區(qū)別標(biāo)記，減少對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的硬件需求，降低檢測(cè)系統(tǒng)硬件成本，計(jì)算方法簡(jiǎn)單，系統(tǒng)魯棒性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核電站冷卻水控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種核電主給水調(diào)節(jié)閥異常波動(dòng)檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

主給水調(diào)節(jié)閥是核電站實(shí)現(xiàn)蒸汽發(fā)生器水位控制的關(guān)鍵部件，對(duì)機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行起到重要作用。正常情況下，機(jī)組功率運(yùn)行時(shí)，主給水調(diào)節(jié)閥運(yùn)行在50％開(kāi)度附近，并產(chǎn)生較小波動(dòng)；若閥門開(kāi)度在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)大幅度震蕩則認(rèn)為閥門開(kāi)度異常波動(dòng)，閥門開(kāi)度異常波動(dòng)是主給水調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)故障的重要表征，隨異常波動(dòng)次數(shù)的增加，主給水調(diào)節(jié)閥故障程度加重，其對(duì)蒸汽發(fā)生器的控制能力下降，影響機(jī)組的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)甚至造成機(jī)組異常停堆，發(fā)生安全事故。因此，對(duì)主給水調(diào)節(jié)閥開(kāi)度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)識(shí)別出開(kāi)度短時(shí)異常波動(dòng)具有較高的現(xiàn)實(shí)意義。

目前，對(duì)主給水調(diào)節(jié)閥開(kāi)度異常波動(dòng)監(jiān)測(cè)研究相對(duì)較少，監(jiān)測(cè)方法主要有：

基于統(tǒng)計(jì)的方法，該方法通過(guò)構(gòu)建一概率統(tǒng)計(jì)分布模型，并計(jì)算閥門開(kāi)度數(shù)據(jù)符合該模型的概率，把具有低概率的數(shù)據(jù)對(duì)象視為異常。

基于固定閾值的方法，工程師依據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)或通過(guò)統(tǒng)計(jì)方法，給出閥門開(kāi)度異常波動(dòng)的閾值，把大于該閾值的閥門開(kāi)度波動(dòng)視為異常。

在實(shí)際核電生產(chǎn)環(huán)境中，設(shè)備的可靠性較高，主給水調(diào)節(jié)閥的閥門開(kāi)度往往維持在較穩(wěn)定的波動(dòng)范圍內(nèi)，異常波動(dòng)情況較少，且與機(jī)組設(shè)備特性、運(yùn)行工況等強(qiáng)相關(guān)，因此難以用某種特定概率分布模型對(duì)閥門開(kāi)度波動(dòng)進(jìn)行描述，設(shè)定的固定閾值可能造成大量的誤識(shí)別。

例如，一種在中國(guó)專利文獻(xiàn)上公開(kāi)的“黑水調(diào)節(jié)閥”，其公開(kāi)號(hào)為CN102182865A，包括檢測(cè)方法時(shí)間較長(zhǎng)，計(jì)算方法較為復(fù)雜，穩(wěn)定性低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中檢測(cè)方法時(shí)間長(zhǎng)、計(jì)算過(guò)程過(guò)于復(fù)雜，魯棒性低的問(wèn)題，提出一種基于孤立森林的核電主給水調(diào)節(jié)閥開(kāi)度短時(shí)異常波動(dòng)檢測(cè)方法，該方法屬于無(wú)監(jiān)督異常檢測(cè)方法，無(wú)需構(gòu)建概率分布模型，同時(shí)無(wú)需正常樣本和異常樣本的標(biāo)記，方法計(jì)算簡(jiǎn)單，魯棒性高。

一種核電主給水調(diào)節(jié)閥異常波動(dòng)檢測(cè)方法，其特征是，包括以下步驟：

步驟S1：獲取主給水調(diào)節(jié)閥的閥門開(kāi)度數(shù)據(jù)；

步驟S2：對(duì)閥門開(kāi)度數(shù)據(jù)進(jìn)行加窗滑動(dòng)處理；

步驟S3：構(gòu)建噪聲項(xiàng)，與步驟S2中的開(kāi)度數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合處理，產(chǎn)生噪聲異常波動(dòng)；

步驟S4：構(gòu)建孤立森林方法，對(duì)步驟S3中的異常波動(dòng)進(jìn)行異常檢測(cè)；

步驟S5：開(kāi)度異常波動(dòng)區(qū)間標(biāo)記，標(biāo)記出原始數(shù)據(jù)中的異常波動(dòng)。

整體步驟沒(méi)有介入監(jiān)督異常的檢測(cè)方法，未構(gòu)建概率分布模型，不需要對(duì)正常樣本進(jìn)行異常標(biāo)記的額外步驟，減少設(shè)備系統(tǒng)對(duì)異常判斷的判斷時(shí)間，提高整體檢測(cè)系統(tǒng)的魯棒性。

進(jìn)一步的，步驟S2包括以下數(shù)據(jù)處理過(guò)程：

步驟S2-1：設(shè)置窗口寬度為w；

步驟S2-2：通過(guò)窗口寬度w計(jì)算出滑動(dòng)步長(zhǎng)s＝w/2，并獲取每個(gè)滑窗內(nèi)開(kāi)度的最大值w_max和最小值w_min；

步驟S2-3：通過(guò)步驟S2-2獲取的數(shù)據(jù)，計(jì)算每個(gè)滑窗內(nèi)數(shù)據(jù)的極差d，d＝w_max-w_min，其中d 即為當(dāng)前滑窗內(nèi)閥門開(kāi)度的波動(dòng)；