基于動(dòng)態(tài)仿真模型的核電廠設(shè)備故障預(yù)警分析方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于核電站設(shè)備監(jiān)控領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種基于動(dòng)態(tài)仿真模型的核電廠設(shè)備故障預(yù)警方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]核電廠設(shè)備的運(yùn)行狀況對整個(gè)核電廠的正常運(yùn)行生產(chǎn)都具有十分重要的意義。一方面，當(dāng)關(guān)鍵設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，可能對整個(gè)系統(tǒng)及其他相關(guān)設(shè)備產(chǎn)生重大影響，造成非計(jì)劃停堆，降低生產(chǎn)效率，甚至可能造成相關(guān)排放物排放超標(biāo)。另一方面，由于生產(chǎn)環(huán)境的限制，核電廠關(guān)鍵設(shè)備一般要求具備高溫高壓、耐腐蝕、抗輻射等特性，這就決定了設(shè)備制造成本高，維修成本高，生產(chǎn)周期長的特點(diǎn)。
[0003]目前，核電廠主要采用的設(shè)備報(bào)警方法為高低限預(yù)警方法、高低線預(yù)警方法及基于機(jī)理模型的預(yù)警方法。
[0004]其中，高低線報(bào)警方法的技術(shù)缺陷在于:只有當(dāng)故障測點(diǎn)達(dá)到預(yù)警線時(shí)才觸發(fā)報(bào)警，此時(shí)，故障信息已經(jīng)比較明顯，設(shè)備損壞已比較嚴(yán)重，其不能提早發(fā)現(xiàn)異常設(shè)備，因而無法保障核電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0005]高低線預(yù)警方法在高低線報(bào)警方法的基礎(chǔ)上增加了一定的裕度。但是，高低線預(yù)警方法并不能提早發(fā)現(xiàn)故障設(shè)備，不能從根本上解決設(shè)備故障預(yù)警的問題。
[0006]基于機(jī)理模型的預(yù)警方法通過對設(shè)備的運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行分析，建立設(shè)備精確的數(shù)學(xué)模型，將模型產(chǎn)生的結(jié)果與實(shí)際測量值進(jìn)行比較，產(chǎn)生殘差值，通過狀態(tài)估計(jì)等方法對殘差值進(jìn)行分析，以此評估設(shè)備是否發(fā)生故障。該基于機(jī)理模型的預(yù)警方法的技術(shù)缺陷在于:一方面，該方法需要對系統(tǒng)進(jìn)行線性化處理，隨著現(xiàn)代大生產(chǎn)的發(fā)展，現(xiàn)代設(shè)備，尤其核電關(guān)鍵設(shè)備的結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜，耦合程度越來越高，采用機(jī)理模型的方法會(huì)造成模型精度不高，誤差增大。另一方面，建模成本高，易受現(xiàn)場環(huán)境噪聲的干擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于:針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種能提早且精準(zhǔn)地識別核電廠故障設(shè)備，提早啟動(dòng)預(yù)警，以確保核電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行的基于動(dòng)態(tài)仿真模型的核電廠設(shè)備故障預(yù)警方法及系統(tǒng)。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種基于動(dòng)態(tài)仿真模型的核電廠設(shè)備故障預(yù)警方法，該方法包括如下步驟:
[0009]基于核電站全范圍模擬機(jī)構(gòu)建動(dòng)態(tài)仿真模型；
[0010]通過動(dòng)態(tài)仿真模型獲取表征核電廠監(jiān)測設(shè)備健康運(yùn)行的基準(zhǔn)參數(shù)值；
[0011]將采集的各個(gè)監(jiān)測設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)值及其相應(yīng)的基準(zhǔn)參數(shù)值輸入趨勢預(yù)警模型，根據(jù)趨勢預(yù)警模型并應(yīng)用綜合預(yù)警分析策略對核電廠各臺監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)警分析，并對經(jīng)綜合預(yù)警分析策略判定為故障設(shè)備的監(jiān)測設(shè)備啟動(dòng)預(yù)警。
[0012]本發(fā)明另提供有一種基于動(dòng)態(tài)仿真模型的核電廠設(shè)備故障預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
[0013]用作數(shù)據(jù)接口的核電站實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫，用于為動(dòng)態(tài)仿真模型提供其正常工作所需的基本參數(shù)；
[0014]基于核電站全范圍模擬機(jī)構(gòu)建的動(dòng)態(tài)仿真模型，該動(dòng)態(tài)仿真模型根據(jù)輸入的確保其正常工作所需的基本參數(shù)計(jì)算及輸出表征核電廠各監(jiān)測設(shè)備健康運(yùn)行的基準(zhǔn)參數(shù)值；
[0015]實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集中心，用于測量各監(jiān)測設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)值；
[0016]動(dòng)態(tài)預(yù)警分析平臺，用于將該實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集中心所測監(jiān)測設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)值及相應(yīng)的基準(zhǔn)參數(shù)值輸入趨勢預(yù)警模型，根據(jù)趨勢預(yù)警模型并應(yīng)用綜合預(yù)警分析策略對各監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)警分析，并對經(jīng)綜合預(yù)警分析策略判定為故障設(shè)備的監(jiān)測設(shè)備啟動(dòng)預(yù)塾目ο
[0017]應(yīng)用本發(fā)明基于動(dòng)態(tài)仿真模型的核電廠設(shè)備故障預(yù)警方法及系統(tǒng)，一方面，可提早且精準(zhǔn)地識別核電廠監(jiān)測設(shè)備中運(yùn)行異常的監(jiān)測設(shè)備，在該類故障設(shè)備的損壞程度尚不足以觸發(fā)報(bào)警之前提前啟動(dòng)預(yù)警，以便指導(dǎo)并及時(shí)安排檢修人員對故障設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)修或關(guān)停處理，可防止故障設(shè)備的進(jìn)一步損壞，避免核電廠事故的發(fā)生，確保核電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高核電廠的運(yùn)營效率;另一方面，本發(fā)明還可將反映監(jiān)測設(shè)備是否出現(xiàn)故障及故障嚴(yán)重程度的預(yù)警因子以動(dòng)態(tài)的圖形化形式在趨勢預(yù)警模型中進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，以便核電廠設(shè)備管理人員據(jù)此直觀地了解現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，合理安排及指導(dǎo)巡檢人員的巡檢工作。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明基于動(dòng)態(tài)仿真模型的核電廠設(shè)備故障預(yù)警方法及系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明，其中:
[0019]圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的基于動(dòng)態(tài)仿真模型的核電廠設(shè)備故障預(yù)警方法的流程圖；
[0020]圖2為圖1的故障預(yù)警方法中包括的綜合動(dòng)態(tài)預(yù)警分析方法的流程圖；
[0021]圖3為圖2的綜合動(dòng)態(tài)預(yù)警分析方法中包括的殘差預(yù)警分析方法的流程圖；
[0022]圖4為圖2的綜合動(dòng)態(tài)預(yù)警分析方法中包括的曲線面積積分預(yù)警分析方法的流程圖；
[0023]圖5為圖2的綜合動(dòng)態(tài)預(yù)警分析方法包括的波動(dòng)值預(yù)警分析方法的流程圖；
[0024]圖6為本發(fā)明另一較佳實(shí)施例提供的基于動(dòng)態(tài)仿真模型的核電廠設(shè)備故障預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0025]圖7為圖6所示的核電廠設(shè)備故障預(yù)警系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)預(yù)警分析平臺的結(jié)構(gòu)框圖；
[0026]圖8為圖7所示的動(dòng)態(tài)預(yù)警分析平臺預(yù)警分析模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案及其技術(shù)效果更加清晰，以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書中描述的【具體實(shí)施方式】僅僅是為了解釋本發(fā)明，并非為了限定本發(fā)明。
[0028]如圖1所示，針對現(xiàn)有技術(shù)中高低限預(yù)警法不能提早發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常的技術(shù)缺陷，以及基于機(jī)理模型的預(yù)警法會(huì)造成模型精度不高，預(yù)警誤差增大，建模成本較高，且易受環(huán)境噪聲干擾的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提出了一種基于動(dòng)態(tài)仿真模型200的核電廠設(shè)備故障預(yù)警方法，該方法包括以下步驟:
[0029]S100、基于核電站全范圍模擬機(jī)構(gòu)建動(dòng)態(tài)仿真模型200。核電廠仿真模型的建立，需要借助核電廠全范圍仿真模擬機(jī)平臺，借助仿真平臺設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)仿真模型200具有很好的可靠性及實(shí)用性。在核電廠全范圍模擬機(jī)平臺上，利用圖形化的搭建方式，建立所需的設(shè)備模型，進(jìn)行編譯后，將生成的設(shè)備源碼轉(zhuǎn)譯為所需的語言，即可脫離核電廠全范圍模擬機(jī)平臺建立動(dòng)態(tài)仿真模型200。
[0030]S200、通過所建立的動(dòng)態(tài)仿真模型200模擬計(jì)算及獲取表征核電廠各監(jiān)測設(shè)備健康運(yùn)行的基準(zhǔn)參數(shù)值。在本發(fā)明中，為獲取各監(jiān)測設(shè)備的基準(zhǔn)參數(shù)值，將核電廠實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫作為接口，從中獲取動(dòng)態(tài)仿真模型200正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的基本參數(shù)，將上述基本參數(shù)輸入動(dòng)態(tài)仿真模型200，即可從動(dòng)態(tài)仿真模型200輸出獲取核電廠各監(jiān)測設(shè)備的基準(zhǔn)參數(shù)值。
[0031]S300、將采集的各監(jiān)測設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)及其基準(zhǔn)參數(shù)值輸入趨勢預(yù)警模型，基于趨勢預(yù)警模型并應(yīng)用綜合性預(yù)警分析策略