基于多变量预测控制理论的压水堆核电站协调控制与仿真研究

发布时间：2017-10-15 21:04

  本文关键词：基于多变量预测控制理论的压水堆核电站协调控制与仿真研究

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【摘要】：核电作为一种清洁能源,是未来我国几种重要发电方式之一,而且根据国务院常务会议《核电中长期发展规划(2011-2020年)》,未来我国核电发电量占总发电量的比例将会逐步增加,这就使得未来我国核电站并网变负荷运行势在必行。核电站在保证安全的前提下并网AGC运行,给我国核电站的负荷跟踪能力以及其控制系统必然带来新的挑战。本文针对压水堆核电站AGC变工况运行时出现的控制问题,以冷却剂平均温度控制作为堆芯功率控制性能的改善手段进行研究。主要内容依次包括以下几个部分:1)针对压水堆核电站并网AGC运行负荷跟踪的问题,提出了压水堆核电站并网变负荷运行的核电站协调控制原则性方案。通过对压水堆核电站运行模式、稳态运行方案以及控制系统的研究,构建了压水堆核电站负荷跟踪协调控制系统,并对其进行了机理分析。以该部分研究为基础,提出了可通过提高堆芯核功率控制性能来达到核电站的负荷跟踪能力的要求。2)针对压水堆核电站在并网变负荷运行时,核电站协调控制系统的作用下堆芯核功率快速跟踪汽机负荷变化的要求,提出了运用预测控制算法对堆芯核功率进行控制的控制方案。通过建立R棒棒位与冷却剂平均温度动态特性关系的非参数模型,并在MATLAB中设计构建预测控制系统进行堆芯核功率控制的仿真研究。仿真研究结果表明在保证安全的前提下将预测控制算法用于堆芯核功率控制有利于其对汽机负荷的跟踪,具有较快的反应速度。3)针对变工况运行时压水堆核电站堆芯系统的非线性,本文提出了结合非线性系统小区域线性化理论与预测控制算法的多模型预测控制算法,并将其应用于压水堆核电站堆芯核功率控制及仿真研究。仿真结果表明该方法在压水堆核电站变工况运行时也能使得堆芯核功率快速跟踪汽机负荷的变化。
【关键词】：压水堆核电站 协调控制 动态矩阵预测控制 ARX辨识建模 MATLAB OPC
【学位授予单位】：上海电力学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM623.91
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究的背景与意义9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 机组协调控制系统在电站自动化中的应用与研究现状10-12
• 1.2.2 预测控制算法在电站控制中的应用与研究现状12-13
• 1.3 本文研究的主要内容13-15
• 第二章 压水堆核电站多变量协调控制系统的设计15-27
• 2.1 多变量协调控制下的压水堆核电站16-18
• 2.2 压水堆核电站多变量协调控制系统的设计18-26
• 2.2.1 压水堆核电站多变量协调控制系统机理18-20
• 2.2.2 核电站多变量协调控制系统的设计20-26
• 2.3 总结26-27
• 第三章 基于预测控制算法的核功率控制及仿真研究27-36
• 3.1 动态矩阵预测控制算法的研究27-31
• 3.1.1 预测模型的建立27-28
• 3.1.2 滚动优化求解控制律28-29
• 3.1.3 反馈校正29-30
• 3.1.4 预测控制系统的参数选择30-31
• 3.2 冷却剂平均温度非参数模型的建立31-33
• 3.3 冷却剂平均温度动态矩阵预测控制器设计与MATLAB仿真研究33-35
• 3.4 总结35-36
• 第四章 变工况运行模式下基于多模型预测控制算法的核功率控制及仿真研究36-45
• 4.1 被控对象模型组的建立36-40
• 4.1.1 反应性扰动下核功率动态特性自回归遍历建模36-39
• 4.1.2 变工况冷却剂平均温度非参数模型组的建立39-40
• 4.2 多模型动态矩阵预测控制系统的设计40-41
• 4.3 多模型动态矩阵预测控制器设计与MATLAB仿真研究41-44
• 4.4 总结44-45
• 第五章 总结与展望45-46
• 5.1 本文的主要工作45
• 5.2 未来与展望45-46
• 参考文献46-50
• 致谢50-51
• 攻读学位期间取得的研究成果51

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 郑秀波;刘云;孙景强;;广东电网核电机组调峰分析[J];电力技术;2010年Z2期

2 文学;王坚;;南方电网调频模式现状及未来调频模式研究[J];电网技术;2010年12期

3 邓莎;潘维加;;单元机组协调控制系统研究现状分析[J];电站系统工程;2010年05期

4 白建华;刘俊;;电网发展助力大核电基地建设[J];国家电网;2013年02期

5 文学;张昆;;南方电网一次调频现状研究[J];南方电网技术;2008年03期

6 段丽玮;吴志华;徐志伟;;基于ARX模型的飞机尾翼压电结构系统辨识研究[J];压电与声光;2008年06期

7 沈炯,陈来九;基于智能解耦的协调控制系统参数自整定[J];中国电机工程学报;1993年04期

8 王勇;刘吉臻;刘向杰;谭文;;基于折息递推最小二乘自适应动态矩阵的过热汽温控制器设计[J];中国电机工程学报;2007年08期

9 沈炯，陈来九;单元机组负荷控制系统的在线自整定[J];中国电机工程学报;1994年02期

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1 俞峗;模型预测控制在核电站堆芯温度控制中的应用研究[D];华北电力大学（北京）;2011年

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本文编号：1038678