[发明专利]一种用于压水堆核电机组一次调频的建模及分析方法

说明书

本发明涉及一种用于压水堆核电机组一次调频的建模及分析方法，包括：依据核电机组一次调频动作原理，分析一次调频动作过程中参数间的相互影响因素，结合运行机理给出各参数间的模型结构；同时跟据一次调频投用范围，选取典型工作点，进行特性试验，应用试验数据对模型进行参数辨识，建立出典型工作点附近的一次调频动态模型，并通过建立的一次调频动态模型进行仿真分析，评估一次调频性能以及对机组安全性能的影响。与现有技术相比，本发明给出的建模方法具有建模简便、能够更准确的复现实际的运行特性等优点。

技术领域

本发明涉及压水堆核电机组仿真技术，尤其是涉及一种用于压水堆核电机组一次调频的建模及分析方法。

背景技术

近年来，电网规模不断扩大，加之风电、太阳能等新能源电力不断并入，电网结构发生了很大变化。电网负荷峰谷差逐步增大，频率波动越来越频繁，对并网机组一次调频功能提出了更高的要求。为保证电网的安全稳定，很多火电机组针对一次调频性能特别是大频差性能实施了优化。我国核电机组虽然设计有一次调频功能，但出于对一回路系统(核岛部分)安全性的考虑，机组始终是以基本负荷运行。随着我国核电机组装机容量的不断增多，电网对核电机组参与一次调频的要求越来越迫切。

为评估核电机组一次调频动作时机组的安全性，目前主要应用机理分析法根据设计参数建立核岛及常规岛的机理模型，并在此基础上进行一次调频性能评估。机理建模方法一方面需要深入理解建模对象的运行机理，建模复杂，模型求解困难，特别是核反应堆机理模型，需要大量的公式推导、理论计算，不便于工程实际分析应用；另外，完全采用设计参数的机理模型进行仿真，虽趋势与实际一致，但脱离实际运行数据，不能够完全获得系统的内在特性，仿真结果与实际运行结果间依然存在一定的偏差。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于压水堆核电机组一次调频的建模及分析方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于压水堆核电机组一次调频的建模及分析方法，包括：依据核电机组一次调频动作原理，分析一次调频动作过程中参数间的相互影响因素，结合运行机理给出各参数间的模型结构；

同时跟据一次调频投用范围，选取典型工作点，进行特性试验，应用试验数据对模型进行参数辨识，建立出在典型工作点附近的一次调频动态模型，并通过建立的一次调频动态模型进行仿真分析。

优选地，所述的方法具体包括以下步骤：

步骤1，结合一次调频机理，确定影响因素，给出的核电机组一次调频模型简化为两输入和六输出的系统模型；

步骤2，确定模型结构；

步骤3，在一次调频投用范围内，选取典型工况点，进行特性试验，获取特性曲线；

步骤4，运用粒子群辨识算法辨识各子模型参数，最终得到一次调频动态模型；

步骤5，根据得到的一次调频动态模型进行仿真，结合一次调频考核要求，评估一次调频性能以及对核电机组安全性能的影响。。

优选地，所述的两输入为汽机流量指令和功率棒位指令，所述的六输出为机组负荷、主蒸汽压力、稳压器压力、稳压器液位、轴向功率偏差和冷却剂平均温度。

优选地，一次调频模型分为汽机流量指令特性及棒位指令特性两个典型热力过程，所述的步骤2的模型结构采用多阶惯性加纯迟延的传递函数进行描述，如公式(1)所示：

其中K为增益系数；T₁、T₂为惯性时间；n₁、n₂为系统阶次；τ为纯迟延时间。

优选地，所述的步骤3具体为：