一种核反应堆二回路运行数据质量提升的系统及方法与流程

本发明属于核电运行数据质量提升，具体涉及一种核反应堆二回路运行数据质量提升的系统及方法。

背景技术：

1、随着核电站中数字化仪控系统(distribute control system，简称dcs)及历史运行数据储存技术(如pi系统)的广泛应用，电站运行后产生了海量的数据。海量运行数据的分析可以为电站的安全、可靠、稳定、经济运行提供支撑。为数据分析提供高质量的运行数据，可有效提高数据分析结果的有效性、可靠性。

2、目前在接收到的实际电厂的数据中，核电站二回路涉及水回路及蒸汽回路，存在着不同测量点之间的数值存在矛盾的现象，如同一管线上的不同流程测点不符合质量守恒，下游节点的压力测点比上游节点的压力测点高，还有经加热器后的温度比加热前低等。本方法基于数据协调方法，可为后续使用二回路的热量计算、模型分析提供高质量的二回路运行数据。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种核反应堆二回路运行数据质量提升的系统及方法，基于此可以实现核电站数据确认及协调软件可以实现核电站二回路运行数据修正，以使其根据测点的不确定性及约束条件得到所有修正量和最小的修正后的高质量运行数据，为后续的热量计算、模型分析提供基础。

2、本发明的技术方案如下：一种核反应堆二回路运行数据质量提升的系统，包括以下模块：

3、数据概率统计模块，用于运行数据的概率统计，得到运行数据一段时间内的特性，为后续的协方差模块提供参考依据；

4、电厂通用设备模块，用于产生电厂设备的约束方程，并包含相关的的流道信息、模型中的不等式信息，并将处理后的数据输出至偏导数自动生成模块及协调值求解模块；

5、协方差计算模块，用于产生标记的测点的协方差的生成，其包含可测变量、辅助变量的协方差；

6、偏导数自动生成模块，用于设备函数、辅助变量函数的偏导数自动生成，为协调值求解模块、辅助变量的协方差计算模块提供基础；

7、协调值求解模块，基于约束方程及协方差输入，采用最小二乘法、高斯修正原理、拉格朗日因子等得到协调后高质量的运行数据；

8、结果不确定性计算模块，用得到协调后高质量的运行数据的不确定性，为后续的质量分析提高依据，以判定其协调后的值不确定较协调前时候有降低；

9、质量控制模块，用于判断协调值是否可靠，进行协调后的总体判断及对每个协调后的值进行单个信号的判断，当两者均满足要求时，则说明此次协调成功；

10、输出结果相关模块，用于结果的展示、数据对比，主要展示协调前后结果，协调后的不确定性，协调值是否可靠判断。

11、根据需协调的设备仪表电厂kks码接入其对应的电厂运行数据；运行数据先经过数据概率统计模块，可得到其相关的统计学的信息；运行数据经数据概率统计模块后再进入协方差计算模块，根据统计学信息及仪表特性得到相应测点的协方差；根据需要协调的工艺流程，确定需要建立的设备模型，并使用电厂通用设备模块进行建模；根据电厂通用设备模块中的约束方程，经偏导数自动生成模块；根据协方差、约束方程，依次经过协调值求解模块、结果不确定性计算模块、质量控制模块、输出结果相关模块，完成协调的数据流过程。

12、所述的数据概率统计模块包含去奇异值、野点技术、滑动窗平均值、最大值、最小值、散度、方差等。

13、所述的电厂通用设备模块基于准稳态的情况下的设备的机理模型，计算准稳态下的质量守恒、能量守恒、动量守恒、物性符合功能。

14、所述的偏导数自动生成模块，先计算偏导数，所述的数据通过差商的形式近似得到。

15、一种核反应堆二回路运行数据质量提升的方法，包括步骤如下：

16、s1：收集实施二回路运行数据质量提升的相关资料；

17、s2：根据步骤s1中收集的相关资料进行建模，首先根据二回路的流程图及相关的设备信息，建立电站二回路的模型，并根据dcs的设计及测点的信息，在流程中进行测点相关的标记，并根据测点的信息进行不确定性的输入；

18、s3：根据建模中的测点信息，将模型的测点的运行数据与电厂实时运行数据相连接；

19、s4：调用数据概率统计相关的模块，对运行数据进行概率统计相关的分析，包括去除稳定状态内的异常值、求得一段时间内的平均值、可以得到一段时间内测点值的分布；

20、s5：调用电厂通用设备模块，对建立的二回路模型中的使用的设备自动生成设备及回路相关的约束方程，并得到约束方程与各个测点之间的关系；

21、s6：在完成s4及s5后，调用协方差计算模块，得到测点变量及辅助变量的协方差矩阵，为后面的协调值的求解做准备；

22、s7：在完成s5后，调用偏导数自动生成模块，得到各约束方程对于测点变量及辅助变量的偏导数矩阵；

23、s8：完成s6及s7后，根据得到的协方差矩阵及偏导数矩阵，调用协调值求解模块，得到协调值；

24、s9：在得到协调值后，协调结果的不确定分析及质量控制分析；

25、s10：在界面中显示协调的结果。

26、所述的步骤s1中的相关资料包含二回路的流程图、设计资料的相关信息、测点信息。

27、本发明的有益效果在于：本方法采用概率统计与第一原理分析相结合，输入测量点(带测点不确定性)和一个约束条件的系统，约束条件包括质量和能力守恒、压力、热力学性质等，得到满足约束条件的协调值，该协调值具有表示真实值的可能性最高。基于此方法进行的核电厂二回路流量测点数据质量提升表明，接收到的电厂的运行数据中，不同测点之间的流量相差为100t/h，不满足质量守恒方程，但经协调后的测点数据满足质量守恒，且其协调后的运行数据不确定性降低，该方法对于二回路的数据质量提升有明显的效果。

技术特征：

1.一种核反应堆二回路运行数据质量提升的系统，其特征在于，包括以下模块：

2.如权利要求1所述的一种核反应堆二回路运行数据质量提升的系统，其特征在于：根据需协调的设备仪表电厂kks码接入其对应的电厂运行数据；运行数据先经过数据概率统计模块，可得到其相关的统计学的信息；运行数据经数据概率统计模块后再进入协方差计算模块，根据统计学信息及仪表特性得到相应测点的协方差；根据需要协调的工艺流程，确定需要建立的设备模型，并使用电厂通用设备模块进行建模；根据电厂通用设备模块中的约束方程，经偏导数自动生成模块；根据协方差、约束方程，依次经过协调值求解模块、结果不确定性计算模块、质量控制模块、输出结果相关模块，完成协调的数据流过程。

3.如权利要求1所述的一种核反应堆二回路运行数据质量提升的系统，其特征在于：所述的数据概率统计模块包含去奇异值、野点技术、滑动窗平均值、最大值、最小值、散度、方差等。

4.如权利要求1所述的一种核反应堆二回路运行数据质量提升的系统，其特征在于：所述的电厂通用设备模块基于准稳态的情况下的设备的机理模型，计算准稳态下的质量守恒、能量守恒、动量守恒、物性符合功能。

5.如权利要求1所述的一种核反应堆二回路运行数据质量提升的系统，其特征在于：所述的偏导数自动生成模块，先计算偏导数，所述的数据通过差商的形式近似得到。

6.一种核反应堆二回路运行数据质量提升的方法，其特征在于，包括步骤如下：

7.如权利要求6所述的一种核反应堆二回路运行数据质量提升的方法，其特征在于，所述的步骤s1中的相关资料包含二回路的流程图、设计资料的相关信息、测点信息。

技术总结
本发明属于核电运行数据质量提升技术领域，具体涉及一种核反应堆二回路运行数据质量提升的系统及方法。包括数据概率统计模块，电厂通用设备模块，协方差计算模块，偏导数自动生成模块，协调值求解模块，结果不确定性计算模块，质量控制模块，输出结果相关模块，用于结果的展示、数据对比，主要展示协调前后结果，协调后的不确定性，协调值是否可靠判断。其有益效果在于：运用本方法其协调后的运行数据不确定性降低，该方法对于二回路的数据质量提升有明显的效果。

技术研发人员：罗芳绘,李飞,张弦,杨森权,杨宵,张雅琪,谢政权
受保护的技术使用者：核动力运行研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13