一种针对压水堆一回路系统的模型参数获取方法与流程

技术特征：

1.一种针对压水堆一回路系统的模型参数获取方法，其特征在于，模型参数获取有以下几个步骤：

步骤1，将压水堆一回路系统整体模型进行模块化，具体是：基于压水堆一回路系统的主要设备、子系统边界、运行特征及运行参数可测试性，将压水堆一回路系统整体模型分解为多个子模块，包括堆芯中子动态模块、堆芯燃料及冷却剂温度模块、热线温度模块、冷线温度模块、一回路平均温度模块、蒸汽发生器模块、反应堆功率控制系统模块、冷却剂主泵模块；

步骤2，选择各模块的输入、输出变量，并进行测试，选取合适的辨识所需数据；

步骤3，参数辨识前，对辨识所需数据进行降噪、重采样取点预处理，以减少噪声信号对辨识效果的影响；

步骤4，基于各模块的微分方程和程序设定，对变量赋初值，使模型初始化稳定；

步骤5，基于参数摄动理论和智能优化方法，辨识各模块参数；

步骤6，结合子模块和整体模型，进行多种工况下的参数与模型的校验。

2.根据权利要求1所述的一种针对压水堆一回路系统的模型参数获取方法，其特征在于，所述步骤2中，压水堆一回路系统模型参数辨识的数据选取满足以下约束条件：

约束条件2.1、针对具有多输入变量的模块，既输入单个变量阶跃信号，使获得的测试数据简单有效，以利于参数辨识；也采用多输入变量阶跃变化，以获取整体模型的测试数据，从而适用于变量和参数的实际测试和应用且利于模型参数辨识；

约束条件2.2、选取辨识用子模块主要输出变量数据，应反映模型变量过渡过程，使参数辨识结果吻合整段曲线；根据核电机组设计参数允许值，确定参数的变化范围与约束；待辨识参数为多个时，先计算或辨识确定部分参数，再辨识其余参数。

3.根据权利要求1所述的一种针对压水堆一回路系统的模型参数获取方法，其特征在于，所述步骤5中，辨识各模块参数是基于参数摄动理论和智能优化方法进行辨识，具体包括：将参数摄动思想引入到参数辨识过程中，对群体最优值进行参数摄动应满足下式：

z_besti,k＝z_besti,k×(1+a×randn)i∈[1,D]

式中，D为参数的维数；z_besti,k为算法第i个辨识参数第k次寻优的群体最优值；randn表示标准正态分布函数；a为摄动系数；z_besti,k×a×randn反映了参数摄动量；根据参数值的数量级，设定合适的a，即可设置合理的参数摄动量；

参数辨识过程中，参数优化的适应度函数为

$f=\frac{\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{\left(y_j\right(i)-y_{j0}(i\left)\right)}^2}{N}$

式中，N为数据总点数；m为辨识选用输出变量个数，1≤m≤M；M为模型输出变量个数；y_j(i)和y_j0(i)分别为第j个输出变量第i个数据点的仿真结果和测试结果。

4.根据权利要求1所述的一种针对压水堆一回路系统的模型参数获取方法，其特征在于，其中，约束条件2.2中需测试的变量包括一回路系统冷却剂主泵流量D_sp；中子通量密度N_r；控制棒引入的反应性ρ_ext；堆芯总的反应性ρ；堆芯燃料温度T_F；一回路平均温度测量值T_avg；反应堆冷却剂平均温度T_av；冷线温度，也即蒸汽发生器一回路冷却剂出口温度T_CL；反应堆冷却剂入口温度T_c1；热线温度，也即蒸汽发生器一回路冷却剂入口温度T_HL；反应堆冷却剂出口温度T_c2；蒸汽发生器流量G_s；主蒸汽压力P_s；二回路系统汽轮机机械功率P_m；厂用电母线频率f₁；厂用电母线电压U₁；

压水堆一回路系统模型需获取的模型参数包括堆芯中子动态模块的平均中子寿命l，缓发中子组的总份额β，等效缓发中子组的延时常数λ，燃料温度反应性系数α_F，冷却剂温度反应性系数α_C；冷却剂主泵模块的与电机结构有关的系数k_e1、k_e2，冷却剂主泵模型时间常数T_pj；反应堆控制系统模块的补偿器和滤波器时间常数τ₁、τ₂、τ₃、τ₄、τ₅；冷却剂热线和冷线时间常数τ_HL和τ_CL；温度传感器时间常数τ_c；堆芯燃料及冷却剂温度模块中参数a₁＝P₀×F_f/μ_f，a₂＝P₀×(1-F_f)/μ_c，a₃＝Ω/μ_f，a₄＝Ω/μ_c，a₅＝M/μ_c，其中，P₀为堆芯热功率，F_f为燃料发热份额，Ω为堆芯中燃料与冷却剂传热系数，μ_f为堆芯中燃料比热容，μ_c为堆芯冷却剂比热容，M＝D_sp×C_pc×m_Cn，其中，C_pc为冷却剂比热容，m_Cn为额定工况下冷却剂质量流量；蒸汽发生器模块中参数c₁＝M/μ_p，c₂＝Ω_p/μ_p，c₃＝Ω_p/μ_m，c₄＝Ω_S/μ_m，c₅＝Ω_S，c₆＝(h_s-h_fw)×G_sn，其中，Ω_p为蒸汽发生器中一回路冷却剂与U形传热管传热系数，Ω_S为U形传热管与二回路蒸汽传热系数，μ_p为蒸汽发生器冷却剂比热容，μ_m为U形传热管比热容，G_sn为额定工况下二回路主蒸汽流量，h_fw和h_s分别为二回路给水入口温度比焓和出口蒸汽比焓；此外，根据压水堆机组一回路运行特性获取得到的参数有：功率偏差通道可变增益K₁、K₂，功率-冷却剂温度转换函数T_ref(P_m)，棒速控制单元逻辑函数S(△T)，控制棒反应系数与控制棒位置比例系数K_C，蒸汽压力时间常数K_Ps，二回路主蒸汽压力与温度转换关系系数K_{Ps_Ts}。