操控任务持续快速变化下主控室操纵员人因失误辨识方法研究
发布时间：2021-11-14 23:13
为了满足我国电力工业供给侧改革的需要,核电机组参与电网调峰势在必行。功率持续快速变化是核电厂参与电网调峰运行的显著特征,这会增加操纵员对机组控制难度,加大人因失误风险。为有效预防和减少操控任务持续快速变化背景下数字化核电厂主控室人因事故,有必要研究适用的人因失误辨识方法。本文主要完成了以下工作。（1）从行为模式、工作特征、工作要求和工作负荷等方面,对比核电厂常规工况和参与电网调峰后操控任务持续快速变化工况下主控室操纵员作业特性的主要区别。（2）为了探讨现有人因失误分类方法在操作任务持续快速变化背景下的适用性,基于调峰背景下主控室操纵员操作任务的特性,以人因失误分类法的评估标准为依据,由人因专家和具有主控室运行经验的评估员组成评估小组,采取评估与问卷调查相结合的方法,从全面性、可靠性、理论有效性、背景有效性、实用性、资源效率、易用性7个方面,对现有的人因失误分类方法进行评估,结果显示,现有的人因失误分类方法各自有优劣势,但没有一种能较好地适用于操控任务持续快速变化背景下操纵员的人因失误辨识。因此需要建立新的方法或对原有的方法进行改进来解决操控任务持续快速变化背景下的人因失误辨识问题。（3...
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
第2章持续快速变化操控任务的特征分析11第2章持续快速变化操控任务的特征分析2.1核电厂参与调峰的运行方式及特性火电厂参与调峰主要通过机组低负荷运行、两班制启停运行、少汽无功运行、以及低速旋转热备用运行四种方式来实现。常规水电机组是理想的调峰电源，具有启停时间短、调节负荷幅度大、升降负荷速度快、应对快速负荷变化能力强的优点[65]。抽水蓄能机组由于具有灵活抽水、发电工况转换能力以及快速的机组启停等优点，使其成为最理想的调峰机组[66]。核电机组目前参与调峰的运行模式主要有长期低功率运行、日负荷跟踪、合理安排大修、临时停机等[67]。长期低功率运行模式为功率补偿棒组全部抽出且运行的反应堆功率低于97%Pn，低功率运行持续时间超过12小时的运行模式。日负荷跟踪模式是机组功率跟踪电网负荷变化（如图2.1所示）,实时调整机组功率的一种运行方式，用于应对电网日峰谷差调峰需求。目前核电机组还无法完全实时的跟踪电网日负荷变化,主要通过典型的12-3-6-3运行方式进行日负荷跟踪。12-3-6-3日负荷跟踪是指在一整天内,机组在基荷水平运行12小时,随后在3小时内功率降至不低于50%,持续6小时,然后在3小时内返回到基荷水平。图2.1电网的典型日负荷波动这两种运行模式都存在相应的技术限制和运行风险，长期低功率运行包壳芯块应变和应力明显增加，易导致燃料失效，加剧事故后果，而频繁的功率快速调
第2章持续快速变化操控任务的特征分析13人力和资源[73]。而核电厂参与跟踪电网调峰后，这种稀少的功率持续快速变化工况将成为常规工况，并且其变化不是单向的，而是波动的，振幅大、频率快、波形复杂，这将使核电厂操纵员的工作和操控任务发生极大的变化，产生大量新的未知风险。图2.2显示了目前核电厂的不同运行模式和正常运行技术边界限定的反应堆热工参数。图2.2反应堆P-T图由于电网负荷峰谷差导致电网目标频率的变化，核电厂参与电网调峰时需要操纵员在规定时间内频繁的调节核反应堆输出功率，以此响应电网目标频率变化。而规定的时间窗口通常远小于正常启停堆操作的时间窗口，反应堆功率变化速率也更快，反应性控制难度相应增加，其过程与核电厂瞬态事件相似，这会导致操纵员需要执行的操控任务持续快速变化。因此，本文将“操控任务持续快速变化”定义为：由于复杂系统中任务目标即时快速变化，操纵人员需在一段时间内持续执行一系列操控任务响应目标变化或维持系统稳定的情况，具有系统环境复杂且变化迅速、人员操作响应时间窗口孝操作强度大、失误后果严重等特点。
【参考文献】：
期刊论文
[1]能源高质量发展要求下核电发展前景研究[J]. 鲁刚,郑宽. 中国核电. 2019(05)
[2]核电厂操纵员在操作任务持续快速变化下的认知行为特征[J]. 张力,刘雪阳,邹衍华,洪俊,吴斯扬. 原子能科学技术. 2019(11)
[3]“十三五”期间核电参与电网调峰前景分析[J]. 郑宽,王轶禹,王耀华,葛睿,关立,张富强,张晋芳,刘畅,王珅. 中国电力. 2017(01)
[4]电力发展十三五规划:聚焦五细分领域[J]. 电器与能效管理技术. 2016(24)
[5]全球核电发展现状与主要挑战[J]. 董陆然. 商. 2016(03)
[6]一种基于认知过程分析的人因失误辨识方法——应用于高速铁路列车调度系统[J]. 吴海涛,庄河,罗霞. 中国安全生产科学技术. 2014(02)
[7]核电站确定功率棒棒位与汽机负荷对应关系曲线的试验方法[J]. 孔凡润,梅亮. 科技视界. 2013(34)
[8]含复杂电源结构的电网调峰优化模型[J]. 卢恩,王一,陈雨果,谢敏,陈卉灿,刘明波. 电力系统自动化. 2013(20)
[9]核电机组参与调峰可行性分析及模式探讨[J]. 王淼,闫方,李文波,井艳清. 电气应用. 2013(18)
[10]各类电厂参与电网调峰介绍[J]. 杨海波. 工程建设与设计. 2012(07)
博士论文
[1]非正常条件下高铁列车调度指挥人因可靠性研究[D]. 吴海涛.西南交通大学 2014
[2]核电厂数字化控制系统中人因失误与可靠性研究[D]. 李鹏程.华南理工大学 2011
硕士论文
[1]核电参与电网调峰的运行策略研究[D]. 马晓东.沈阳工业大学 2015
[2]抽水蓄能机组与火电机组启停调峰过程的比较分析[D]. 杨高强.长沙理工大学 2013
[3]高速铁路调度指挥可靠性及应急处置相关问题研究[D]. 褚飞跃.西南交通大学 2012
[4]基于神经网络的数字化系统中操纵员应急行为可靠性研究[D]. 陈景华.南华大学 2010
本文编号：3495544
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
第2章持续快速变化操控任务的特征分析11第2章持续快速变化操控任务的特征分析2.1核电厂参与调峰的运行方式及特性火电厂参与调峰主要通过机组低负荷运行、两班制启停运行、少汽无功运行、以及低速旋转热备用运行四种方式来实现。常规水电机组是理想的调峰电源，具有启停时间短、调节负荷幅度大、升降负荷速度快、应对快速负荷变化能力强的优点[65]。抽水蓄能机组由于具有灵活抽水、发电工况转换能力以及快速的机组启停等优点，使其成为最理想的调峰机组[66]。核电机组目前参与调峰的运行模式主要有长期低功率运行、日负荷跟踪、合理安排大修、临时停机等[67]。长期低功率运行模式为功率补偿棒组全部抽出且运行的反应堆功率低于97%Pn，低功率运行持续时间超过12小时的运行模式。日负荷跟踪模式是机组功率跟踪电网负荷变化（如图2.1所示）,实时调整机组功率的一种运行方式，用于应对电网日峰谷差调峰需求。目前核电机组还无法完全实时的跟踪电网日负荷变化,主要通过典型的12-3-6-3运行方式进行日负荷跟踪。12-3-6-3日负荷跟踪是指在一整天内,机组在基荷水平运行12小时,随后在3小时内功率降至不低于50%,持续6小时,然后在3小时内返回到基荷水平。图2.1电网的典型日负荷波动这两种运行模式都存在相应的技术限制和运行风险，长期低功率运行包壳芯块应变和应力明显增加，易导致燃料失效，加剧事故后果，而频繁的功率快速调
第2章持续快速变化操控任务的特征分析13人力和资源[73]。而核电厂参与跟踪电网调峰后，这种稀少的功率持续快速变化工况将成为常规工况，并且其变化不是单向的，而是波动的，振幅大、频率快、波形复杂，这将使核电厂操纵员的工作和操控任务发生极大的变化，产生大量新的未知风险。图2.2显示了目前核电厂的不同运行模式和正常运行技术边界限定的反应堆热工参数。图2.2反应堆P-T图由于电网负荷峰谷差导致电网目标频率的变化，核电厂参与电网调峰时需要操纵员在规定时间内频繁的调节核反应堆输出功率，以此响应电网目标频率变化。而规定的时间窗口通常远小于正常启停堆操作的时间窗口，反应堆功率变化速率也更快，反应性控制难度相应增加，其过程与核电厂瞬态事件相似，这会导致操纵员需要执行的操控任务持续快速变化。因此，本文将“操控任务持续快速变化”定义为：由于复杂系统中任务目标即时快速变化，操纵人员需在一段时间内持续执行一系列操控任务响应目标变化或维持系统稳定的情况，具有系统环境复杂且变化迅速、人员操作响应时间窗口孝操作强度大、失误后果严重等特点。
【参考文献】：
期刊论文
[1]能源高质量发展要求下核电发展前景研究[J]. 鲁刚,郑宽. 中国核电. 2019(05)
[2]核电厂操纵员在操作任务持续快速变化下的认知行为特征[J]. 张力,刘雪阳,邹衍华,洪俊,吴斯扬. 原子能科学技术. 2019(11)
[3]“十三五”期间核电参与电网调峰前景分析[J]. 郑宽,王轶禹,王耀华,葛睿,关立,张富强,张晋芳,刘畅,王珅. 中国电力. 2017(01)
[4]电力发展十三五规划:聚焦五细分领域[J]. 电器与能效管理技术. 2016(24)
[5]全球核电发展现状与主要挑战[J]. 董陆然. 商. 2016(03)
[6]一种基于认知过程分析的人因失误辨识方法——应用于高速铁路列车调度系统[J]. 吴海涛,庄河,罗霞. 中国安全生产科学技术. 2014(02)
[7]核电站确定功率棒棒位与汽机负荷对应关系曲线的试验方法[J]. 孔凡润,梅亮. 科技视界. 2013(34)
[8]含复杂电源结构的电网调峰优化模型[J]. 卢恩,王一,陈雨果,谢敏,陈卉灿,刘明波. 电力系统自动化. 2013(20)
[9]核电机组参与调峰可行性分析及模式探讨[J]. 王淼,闫方,李文波,井艳清. 电气应用. 2013(18)
[10]各类电厂参与电网调峰介绍[J]. 杨海波. 工程建设与设计. 2012(07)
博士论文
[1]非正常条件下高铁列车调度指挥人因可靠性研究[D]. 吴海涛.西南交通大学 2014
[2]核电厂数字化控制系统中人因失误与可靠性研究[D]. 李鹏程.华南理工大学 2011
硕士论文
[1]核电参与电网调峰的运行策略研究[D]. 马晓东.沈阳工业大学 2015
[2]抽水蓄能机组与火电机组启停调峰过程的比较分析[D]. 杨高强.长沙理工大学 2013
[3]高速铁路调度指挥可靠性及应急处置相关问题研究[D]. 褚飞跃.西南交通大学 2012
[4]基于神经网络的数字化系统中操纵员应急行为可靠性研究[D]. 陈景华.南华大学 2010
本文编号：3495544
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