基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的實時過程監(jiān)控技術(shù)在保護系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

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

2、進行分析，及時排除可能的故障，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。因此對保護系統(tǒng)實施過程監(jiān)控對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。 本文首先對數(shù)字化保護系統(tǒng)進行了詳細介紹，并探討了數(shù)字化保護系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵問題，為過程監(jiān)控技術(shù)的實施構(gòu)建了系統(tǒng)平臺。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目參加了秦山、田灣的

3、調(diào)研工作，對保護系統(tǒng)的進行了研究。 過程監(jiān)控方法有多種，如基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的、基于知識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)，因為這種方法需要建立有效得詳細模型，成本很高?；谥R的方法大多應(yīng)用到輸入輸出和狀態(tài)數(shù)相對較小的系統(tǒng)中，因為要構(gòu)造一個大系統(tǒng)的故障模型需要付出巨大的努力。由于對核電廠保護系統(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)動的方法，它的優(yōu)勢在于用統(tǒng)計的方法處理數(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)控數(shù)據(jù)變化趨勢方面有專門的和SPE 統(tǒng)計量兩個指標(biāo)，可以用來實現(xiàn)預(yù)報警功能。本文還選用了高階統(tǒng)計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的有用信息；還可用于檢測和描述系統(tǒng)的非線性等優(yōu)點。對這兩種算法本文都給出了在實際工業(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)動的（統(tǒng)計）過程監(jiān)控系統(tǒng)在保護系統(tǒng)中的具體應(yīng)用問題。實際的統(tǒng)計過程監(jiān)控方案實施的對象是現(xiàn)有的保護系統(tǒng)，當(dāng)然為了保證監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性，可以按安全級來設(shè)計，若將其用于限制系統(tǒng)，就必須是安全級或安全相關(guān)級的，如果獨立自主開發(fā)一套專門的過程監(jiān)控預(yù)報系統(tǒng)（可能是1E級的），軟硬件設(shè)計可能要經(jīng)過V&V驗證等，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現(xiàn)。因此本文