本文關鍵詞：基于多變量預測控制理論的壓水堆核電站協(xié)調控制與仿真研究

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【摘要】：核電作為一種清潔能源,是未來我國幾種重要發(fā)電方式之一,而且根據(jù)國務院常務會議《核電中長期發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》,未來我國核電發(fā)電量占總發(fā)電量的比例將會逐步增加,這就使得未來我國核電站并網(wǎng)變負荷運行勢在必行。核電站在保證安全的前提下并網(wǎng)AGC運行,給我國核電站的負荷跟蹤能力以及其控制系統(tǒng)必然帶來新的挑戰(zhàn)。本文針對壓水堆核電站AGC變工況運行時出現(xiàn)的控制問題,以冷卻劑平均溫度控制作為堆芯功率控制性能的改善手段進行研究。主要內容依次包括以下幾個部分:1)針對壓水堆核電站并網(wǎng)AGC運行負荷跟蹤的問題,提出了壓水堆核電站并網(wǎng)變負荷運行的核電站協(xié)調控制原則性方案。通過對壓水堆核電站運行模式、穩(wěn)態(tài)運行方案以及控制系統(tǒng)的研究,構建了壓水堆核電站負荷跟蹤協(xié)調控制系統(tǒng),并對其進行了機理分析。以該部分研究為基礎,提出了可通過提高堆芯核功率控制性能來達到核電站的負荷跟蹤能力的要求。2)針對壓水堆核電站在并網(wǎng)變負荷運行時,核電站協(xié)調控制系統(tǒng)的作用下堆芯核功率快速跟蹤汽機負荷變化的要求,提出了運用預測控制算法對堆芯核功率進行控制的控制方案。通過建立R棒棒位與冷卻劑平均溫度動態(tài)特性關系的非參數(shù)模型,并在MATLAB中設計構建預測控制系統(tǒng)進行堆芯核功率控制的仿真研究。仿真研究結果表明在保證安全的前提下將預測控制算法用于堆芯核功率控制有利于其對汽機負荷的跟蹤,具有較快的反應速度。3)針對變工況運行時壓水堆核電站堆芯系統(tǒng)的非線性,本文提出了結合非線性系統(tǒng)小區(qū)域線性化理論與預測控制算法的多模型預測控制算法,并將其應用于壓水堆核電站堆芯核功率控制及仿真研究。仿真結果表明該方法在壓水堆核電站變工況運行時也能使得堆芯核功率快速跟蹤汽機負荷的變化。
【關鍵詞】：壓水堆核電站 協(xié)調控制 動態(tài)矩陣預測控制 ARX辨識建模 MATLAB OPC
【學位授予單位】：上海電力學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM623.91
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究的背景與意義9
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 機組協(xié)調控制系統(tǒng)在電站自動化中的應用與研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 預測控制算法在電站控制中的應用與研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文研究的主要內容13-15
• 第二章 壓水堆核電站多變量協(xié)調控制系統(tǒng)的設計15-27
• 2.1 多變量協(xié)調控制下的壓水堆核電站16-18
• 2.2 壓水堆核電站多變量協(xié)調控制系統(tǒng)的設計18-26
• 2.2.1 壓水堆核電站多變量協(xié)調控制系統(tǒng)機理18-20
• 2.2.2 核電站多變量協(xié)調控制系統(tǒng)的設計20-26
• 2.3 總結26-27
• 第三章 基于預測控制算法的核功率控制及仿真研究27-36
• 3.1 動態(tài)矩陣預測控制算法的研究27-31
• 3.1.1 預測模型的建立27-28
• 3.1.2 滾動優(yōu)化求解控制律28-29
• 3.1.3 反饋校正29-30
• 3.1.4 預測控制系統(tǒng)的參數(shù)選擇30-31
• 3.2 冷卻劑平均溫度非參數(shù)模型的建立31-33
• 3.3 冷卻劑平均溫度動態(tài)矩陣預測控制器設計與MATLAB仿真研究33-35
• 3.4 總結35-36
• 第四章 變工況運行模式下基于多模型預測控制算法的核功率控制及仿真研究36-45
• 4.1 被控對象模型組的建立36-40
• 4.1.1 反應性擾動下核功率動態(tài)特性自回歸遍歷建模36-39
• 4.1.2 變工況冷卻劑平均溫度非參數(shù)模型組的建立39-40
• 4.2 多模型動態(tài)矩陣預測控制系統(tǒng)的設計40-41
• 4.3 多模型動態(tài)矩陣預測控制器設計與MATLAB仿真研究41-44
• 4.4 總結44-45
• 第五章 總結與展望45-46
• 5.1 本文的主要工作45
• 5.2 未來與展望45-46
• 參考文獻46-50
• 致謝50-51
• 攻讀學位期間取得的研究成果51

【參考文獻】

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本文編號：1038678