AP1000蒸汽发生器液位动态建模与控制器参数整定
发布时间：2021-12-30 22:42
核能由于其能源密度高、污染少的优点,一直备受瞩目。AP1000在AP600基础上为进一步改善经济性而开发的第三代先进非能动压水堆核电技术,是当今世界核电市场上最安全、最先进、最具竞争潜力的核电厂之一。蒸汽发生器是AP1000反应堆冷却系统的重要组成部分,它负责反应堆热量的排除,为汽轮机提供充足的蒸汽,因此蒸汽发生器液位控制是维持核电厂正常运行的关键。然而,AP1000蒸汽发生器液位控制系统的整定面临很多困难。一方面,蒸汽发生器液位对象动态特性复杂,不仅开环不稳定、有强非线性,而且还是非最小相位系统,有很强的反向特性;另一方面,液位控制系统结构耦合严重,各模块功能不清晰,而核电厂的特殊性又不允许对控制器结构进行修改。面对上述挑战,本文的主要研究内容和贡献概括如下:（1）在美国西屋CENTS仿真平台的基础上,进行辨识建模,得到准确的传递函数模型;对液位控制系统的结构进行剖析,提出基于等效变换和内模控制的液位控制系统整定策略。（2）在核电厂实际运行期间不允许进行辨识实验的前提下,又进一步提出了机理一辨识两步建模法。该方法只需要实际电厂正常运行期间变负荷数据或AP1000标准测试数据,即可得到...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1. 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 AP1000蒸汽发生器介绍
1.2.1 蒸汽发生器物理结构
1.2.2 蒸汽发生器工作原理
1.3 蒸汽发生器液位控制系统
1.3.1 蒸汽发生器液位控制系统介绍
1.3.2 蒸汽发生器液位控制系统研究现状
1.3.3 内模控制器参数整定
1.4 系统动态建模
1.4.1 辨识建模
1.4.2 机理建模
1.5 参数估计
1.5.1 参数估计命题
1.5.2 参数可估计性
1.5.2.1 结构可估计性理论
1.5.2.2 参数灵敏度分析
1.5.3 参数估计命题联立法求解策略
1.6 本文研究内容与结构
2. 蒸汽发生器辨识建模与控制系统整定
2.1 引言
2.2 蒸汽发生器对象动态特性分析
2.3 蒸汽发生器辨识建模
2.3.1 辨识实验设计
2.3.2 液位对象辨识建模
2.3.2.1 高阶模型估计
2.3.2.2 降阶模型估计
2.3.2.3 积分对象辨识
2.3.3 辨识模型特性分析
2.3.4 给水对象分析
2.4 蒸汽发生器液位控制系统参数整定
2.4.1 液位控制系统结构分析
2.4.2 液位控制器整定
2.4.2.1 副回路整定
2.4.2.2 主回路整定
2.4.2.3 原控制器参数设计
2.4.3 期望闭环时间常数的确定
2.4.4 控制器参数整定值
2.4.5 控制器参数整定效果分析
2.5 辨识建模在实际电厂的应用难点
2.6 本章小结
3. 蒸汽发生器机理建模与动态参数估计
3.1 引言
3.2 (?)str(?)m-Bell模型
3.2.1 自然循环汽水系统研究现状
3.2.2 (?)str(?)m-Bell模型简介
3.2.3 (?)str(?)m-Bell模型定性验证
3.3 (?)str(?)m-Bell模型参数可估计性分析
3.3.1 (?)str(?)m-Bell模型结构可估计性分析
3.3.2 (?)str(?)m-Bell模型参数灵敏度分析
3.3.3 单参数可估计性分析
3.4 蒸汽发生器机理模型参数估计
3.4.1 (?)str(?)m-Bell模型参数估计命题
3.4.2 液位测量值
3.4.3 标准测试数据联立参数估计
3.4.4 机理模型参数估计结果
3.4.5 机理模型实际数据验证
3.5 本章小结
4. 蒸汽发生器机理模型仿真平台和控制器设计
4.1 引言
4.2 三冲量控制机理仿真平台
4.2.1 三冲量控制结构简介
4.2.2 基于(?)str(?)m-Bell模型的三冲量控制系统
4.3 基于三冲量控制机理仿真平台的辨识建模
4.3.1 测试信号设计
4.3.2 机理—辨识两步法建模结果
4.3.3 两步法建模结果的交叉验证
4.4 基于机理—辨识两步建模的控制器参数整定
4.4.1 控制器参数整定
4.4.2 控制效果
4.4.3 增益调度效果分析
4.5 蒸汽发生器变量耦合分析
4.6 本章小结
5. 总结与展望
5.1 论文总结
5.2 研究展望
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]高温气冷堆蒸汽发生器卸压过程模拟和分析[J]. 王岩,石磊,郑艳华. 原子能科学技术. 2015(S1)
[2]自然循环蒸汽发生器瞬态热工水力建模与分析[J]. 邱桂辉. 核科学与工程. 2014(04)
[3]核电蒸汽发生器水位的二自由度内模控制[J]. 房方,熊瑛,陈凯,程然. 动力工程学报. 2014(06)
[4]基于Matlab的AP1000核电站蒸汽发生器动态特性分析[J]. 湛志钢,左国平,于涛,徐齐胜,李方勇,周杰联. 核电子学与探测技术. 2013(12)
[5]AP1000 蒸汽发生器水位瞬态分析[J]. 姜瑞涛,周世梁,韦映钦. 原子能科学技术. 2013(S2)
[6]AP1000核电机组蒸汽发生器的安装[J]. 魏俊明,孙良善. 电力建设. 2009(11)
[7]基于渐近理论的两阶段过程辨识方法[J]. 徐祖华,赵均,钱积新. 化工学报. 2008(04)
[8]极大似然估计与似然比检验的几点注记[J]. 成平. 应用概率统计. 2003(01)
[9]自然循环锅炉蒸发区动态数学模型[J]. 史达明,马文智. 中国电机工程学报. 1990(01)
博士论文
[1]基于微分—代数混合方程机理模型的非线性预测控制[D]. 陈杨.浙江大学 2011
硕士论文
[1]自然循环锅炉汽水系统模拟与参数估计[D]. 嵇婷.浙江大学 2013
[2]压水堆核电站U型管蒸汽发生器建模与仿真[D]. 缠阿芳.华北电力大学 2012
本文编号：3559103
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
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致谢
摘要
Abstract
1. 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 AP1000蒸汽发生器介绍
1.2.1 蒸汽发生器物理结构
1.2.2 蒸汽发生器工作原理
1.3 蒸汽发生器液位控制系统
1.3.1 蒸汽发生器液位控制系统介绍
1.3.2 蒸汽发生器液位控制系统研究现状
1.3.3 内模控制器参数整定
1.4 系统动态建模
1.4.1 辨识建模
1.4.2 机理建模
1.5 参数估计
1.5.1 参数估计命题
1.5.2 参数可估计性
1.5.2.1 结构可估计性理论
1.5.2.2 参数灵敏度分析
1.5.3 参数估计命题联立法求解策略
1.6 本文研究内容与结构
2. 蒸汽发生器辨识建模与控制系统整定
2.1 引言
2.2 蒸汽发生器对象动态特性分析
2.3 蒸汽发生器辨识建模
2.3.1 辨识实验设计
2.3.2 液位对象辨识建模
2.3.2.1 高阶模型估计
2.3.2.2 降阶模型估计
2.3.2.3 积分对象辨识
2.3.3 辨识模型特性分析
2.3.4 给水对象分析
2.4 蒸汽发生器液位控制系统参数整定
2.4.1 液位控制系统结构分析
2.4.2 液位控制器整定
2.4.2.1 副回路整定
2.4.2.2 主回路整定
2.4.2.3 原控制器参数设计
2.4.3 期望闭环时间常数的确定
2.4.4 控制器参数整定值
2.4.5 控制器参数整定效果分析
2.5 辨识建模在实际电厂的应用难点
2.6 本章小结
3. 蒸汽发生器机理建模与动态参数估计
3.1 引言
3.2 (?)str(?)m-Bell模型
3.2.1 自然循环汽水系统研究现状
3.2.2 (?)str(?)m-Bell模型简介
3.2.3 (?)str(?)m-Bell模型定性验证
3.3 (?)str(?)m-Bell模型参数可估计性分析
3.3.1 (?)str(?)m-Bell模型结构可估计性分析
3.3.2 (?)str(?)m-Bell模型参数灵敏度分析
3.3.3 单参数可估计性分析
3.4 蒸汽发生器机理模型参数估计
3.4.1 (?)str(?)m-Bell模型参数估计命题
3.4.2 液位测量值
3.4.3 标准测试数据联立参数估计
3.4.4 机理模型参数估计结果
3.4.5 机理模型实际数据验证
3.5 本章小结
4. 蒸汽发生器机理模型仿真平台和控制器设计
4.1 引言
4.2 三冲量控制机理仿真平台
4.2.1 三冲量控制结构简介
4.2.2 基于(?)str(?)m-Bell模型的三冲量控制系统
4.3 基于三冲量控制机理仿真平台的辨识建模
4.3.1 测试信号设计
4.3.2 机理—辨识两步法建模结果
4.3.3 两步法建模结果的交叉验证
4.4 基于机理—辨识两步建模的控制器参数整定
4.4.1 控制器参数整定
4.4.2 控制效果
4.4.3 增益调度效果分析
4.5 蒸汽发生器变量耦合分析
4.6 本章小结
5. 总结与展望
5.1 论文总结
5.2 研究展望
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]高温气冷堆蒸汽发生器卸压过程模拟和分析[J]. 王岩,石磊,郑艳华. 原子能科学技术. 2015(S1)
[2]自然循环蒸汽发生器瞬态热工水力建模与分析[J]. 邱桂辉. 核科学与工程. 2014(04)
[3]核电蒸汽发生器水位的二自由度内模控制[J]. 房方,熊瑛,陈凯,程然. 动力工程学报. 2014(06)
[4]基于Matlab的AP1000核电站蒸汽发生器动态特性分析[J]. 湛志钢,左国平,于涛,徐齐胜,李方勇,周杰联. 核电子学与探测技术. 2013(12)
[5]AP1000 蒸汽发生器水位瞬态分析[J]. 姜瑞涛,周世梁,韦映钦. 原子能科学技术. 2013(S2)
[6]AP1000核电机组蒸汽发生器的安装[J]. 魏俊明,孙良善. 电力建设. 2009(11)
[7]基于渐近理论的两阶段过程辨识方法[J]. 徐祖华,赵均,钱积新. 化工学报. 2008(04)
[8]极大似然估计与似然比检验的几点注记[J]. 成平. 应用概率统计. 2003(01)
[9]自然循环锅炉蒸发区动态数学模型[J]. 史达明,马文智. 中国电机工程学报. 1990(01)
博士论文
[1]基于微分—代数混合方程机理模型的非线性预测控制[D]. 陈杨.浙江大学 2011
硕士论文
[1]自然循环锅炉汽水系统模拟与参数估计[D]. 嵇婷.浙江大学 2013
[2]压水堆核电站U型管蒸汽发生器建模与仿真[D]. 缠阿芳.华北电力大学 2012
本文编号：3559103
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