基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的實(shí)時(shí)過程監(jiān)控技術(shù)在保護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、保護(hù)系統(tǒng)是核電廠安全運(yùn)行的重要保障，目前保護(hù)系統(tǒng)數(shù)字化代表著當(dāng)前的發(fā)展方向，國(guó)際、國(guó)內(nèi)都在廣泛研究，并不斷在核電站上使用。 在核電廠運(yùn)行過程中，過程偏離了正常運(yùn)行狀態(tài)，但又不致于導(dǎo)致停堆，但是有停堆的趨勢(shì)發(fā)生，如果不采取措施可能會(huì)引起停堆。在這種情況下可以考慮采取對(duì)保護(hù)系統(tǒng)實(shí)施過程監(jiān)控，監(jiān)督過程中保護(hù)系統(tǒng)參數(shù)的變化趨勢(shì)，根據(jù)運(yùn)行狀況劣化的趨勢(shì)，在保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作之前，提供預(yù)報(bào)警，這樣就可以引導(dǎo)工程師或操作人員及時(shí)對(duì)可能引起故障的原因

2、進(jìn)行分析，及時(shí)排除可能的故障，減少假停堆的次數(shù)。其目的是為了給保護(hù)系統(tǒng)提供更多的信息，以幫助操縱員更好地控制電站。因此對(duì)保護(hù)系統(tǒng)實(shí)施過程監(jiān)控對(duì)核電廠來說具有非常重要的意義，這也是本論文的目的和創(chuàng)新之處。 本文首先對(duì)數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并探討了數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題，為過程監(jiān)控技術(shù)的實(shí)施構(gòu)建了系統(tǒng)平臺(tái)。本文主要參考了秦山一期、二期、田灣和AP1000的安全儀控系統(tǒng)的調(diào)研資料，本人也曾由于核電的項(xiàng)目參加了秦山、田灣的

3、調(diào)研工作，對(duì)保護(hù)系統(tǒng)的進(jìn)行了研究。 過程監(jiān)控方法有多種，如基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的、基于知識(shí)的和基于模型的方法。由于基于模型的方法不適用于復(fù)雜大系統(tǒng)，因?yàn)檫@種方法需要建立有效得詳細(xì)模型，成本很高?；谥R(shí)的方法大多應(yīng)用到輸入輸出和狀態(tài)數(shù)相對(duì)較小的系統(tǒng)中，因?yàn)橐獦?gòu)造一個(gè)大系統(tǒng)的故障模型需要付出巨大的努力。由于對(duì)核電廠保護(hù)系統(tǒng)來說都有一定的局限性，因此本文選用基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法，它的優(yōu)勢(shì)在于用統(tǒng)計(jì)的方法處理數(shù)據(jù)，能夠?qū)⒏呔S的數(shù)據(jù)變換成低維，并

4、從中獲取重要的信息。本文選用的主元分析法就是一種廣泛用于過程監(jiān)控的降維技術(shù)，并且在監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)變化趨勢(shì)方面有專門的和SPE 統(tǒng)計(jì)量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)，可以用來實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)警功能。本文還選用了高階統(tǒng)計(jì)量方法作為性能診斷的一種手段，由于高斯過程的高階累積量(3 階以上) 恒等于零，而非高斯過程的高階累積量不為零，因此，可以利用高階累積量方法提取高斯噪聲中非高斯信號(hào)的有用信息；還可用于檢測(cè)和描述系統(tǒng)的非線性等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)這兩種算法本文都給出了在實(shí)際工業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用

5、來說明方法的有效性和可行性。 本文最后探討了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的（統(tǒng)計(jì)）過程監(jiān)控系統(tǒng)在保護(hù)系統(tǒng)中的具體應(yīng)用問題。實(shí)際的統(tǒng)計(jì)過程監(jiān)控方案實(shí)施的對(duì)象是現(xiàn)有的保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)然為了保證監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性，可以按安全級(jí)來設(shè)計(jì)，若將其用于限制系統(tǒng)，就必須是安全級(jí)或安全相關(guān)級(jí)的，如果獨(dú)立自主開發(fā)一套專門的過程監(jiān)控預(yù)報(bào)系統(tǒng)（可能是1E級(jí)的），軟硬件設(shè)計(jì)可能要經(jīng)過V&V驗(yàn)證等，比較困難，要有一批專門從事這方面研究的專業(yè)人士經(jīng)過不斷研究才可能實(shí)現(xiàn)。因此本文