基于動態(tài)仿真模型的核電廠設備故障預警分析方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明屬于核電站設備監(jiān)控領域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種基于動態(tài)仿真模型的核電廠設備故障預警方法及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]核電廠設備的運行狀況對整個核電廠的正常運行生產(chǎn)都具有十分重要的意義。一方面，當關鍵設備發(fā)生故障時，可能對整個系統(tǒng)及其他相關設備產(chǎn)生重大影響，造成非計劃停堆，降低生產(chǎn)效率，甚至可能造成相關排放物排放超標。另一方面，由于生產(chǎn)環(huán)境的限制，核電廠關鍵設備一般要求具備高溫高壓、耐腐蝕、抗輻射等特性，這就決定了設備制造成本高，維修成本高，生產(chǎn)周期長的特點。
[0003]目前，核電廠主要采用的設備報警方法為高低限預警方法、高低線預警方法及基于機理模型的預警方法。
[0004]其中，高低線報警方法的技術缺陷在于:只有當故障測點達到預警線時才觸發(fā)報警，此時，故障信息已經(jīng)比較明顯，設備損壞已比較嚴重，其不能提早發(fā)現(xiàn)異常設備，因而無法保障核電廠的安全穩(wěn)定運行。
[0005]高低線預警方法在高低線報警方法的基礎上增加了一定的裕度。但是，高低線預警方法并不能提早發(fā)現(xiàn)故障設備，不能從根本上解決設備故障預警的問題。
[0006]基于機理模型的預警方法通過對設備的運行機理進行分析，建立設備精確的數(shù)學模型，將模型產(chǎn)生的結果與實際測量值進行比較，產(chǎn)生殘差值，通過狀態(tài)估計等方法對殘差值進行分析，以此評估設備是否發(fā)生故障。該基于機理模型的預警方法的技術缺陷在于:一方面，該方法需要對系統(tǒng)進行線性化處理，隨著現(xiàn)代大生產(chǎn)的發(fā)展，現(xiàn)代設備，尤其核電關鍵設備的結構趨于復雜，耦合程度越來越高，采用機理模型的方法會造成模型精度不高，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)有技術的上述缺陷，提供一種能提早且精準地識別核電廠故障設備，提早啟動預警，以確保核電廠安全穩(wěn)定運行的基于動態(tài)仿真模型的核電廠設備故障預警方法及系統(tǒng)。
[0008]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種基于動態(tài)仿真模型的核電廠設備故障預警方法，該方法包括如下步驟:
[0009]基于核電站全范圍模擬機構建動態(tài)仿真模型；
[0010]通過動態(tài)仿真模型獲取表征核電廠監(jiān)測設備健康運行的基準參數(shù)值；
[0011]將采集的各個監(jiān)測設備的實時運行參數(shù)值及其相應的基準參數(shù)值輸入趨勢預警模型，根據(jù)趨勢預警模型并應用綜合預警分析策略對核電廠各臺監(jiān)測設備進行動態(tài)預警分析，并對經(jīng)綜合預警分析策略判定為故障設備的監(jiān)測設備啟動預警。
[0012]本發(fā)明另提供有一種基于動態(tài)仿真模型的核電廠設備故障預警系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
[0013]用作數(shù)據(jù)接口的核電站實時/歷史數(shù)據(jù)庫，用于為動態(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構建的動態(tài)仿真模型，該動態(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)計算及輸出表征核電廠各監(jiān)測設備健康運行的基準參數(shù)值；
[0015]實時數(shù)據(jù)采集中心，用于測量各監(jiān)測設備的實時運行參數(shù)值；
[0016]動態(tài)預警分析平臺，用于將該實時數(shù)據(jù)采集中心所測監(jiān)測設備的實時運行參數(shù)值及相應的基準參數(shù)值輸入趨勢預警模型，根據(jù)趨勢預警模型并應用綜合預警分析策略對各監(jiān)測設備進行動態(tài)預警分析，并對經(jīng)綜合預警分析策略判定為故障設備的監(jiān)測設備啟動預塾目ο
[0017]應用本發(fā)明基于動態(tài)仿真模型的核電廠設備故障預警方法及系統(tǒng)，一方面，可提早且精準地識別核電廠監(jiān)測設備中運行異常的監(jiān)測設備，在該類故障設備的損壞程度尚不足以觸發(fā)報警之前提前啟動預警，以便指導并及時安排檢修人員對故障設備進行點修或關停處理，可防止故障設備的進一步損壞，避免核電廠事故的發(fā)生，確保核電廠安全穩(wěn)定運行，提高核電廠的運營效率;另一方面，本發(fā)明還可將反映監(jiān)測設備是否出現(xiàn)故障及故障嚴重程度的預警因子以動態(tài)的圖形化形式在趨勢預警模型中進行實時顯示，以便核電廠設備管理人員據(jù)此直觀地了解現(xiàn)場監(jiān)測設備的運行狀態(tài)，合理安排及指導巡檢人員的巡檢工作。
【附圖說明】
[0018]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明基于動態(tài)仿真模型的核電廠設備故障預警方法及系統(tǒng)進行詳細說明，其中:
[0019]圖1為本發(fā)明較佳實施例提供的基于動態(tài)仿真模型的核電廠設備故障預警方法的流程圖；
[0020]圖2為圖1的故障預警方法中包括的綜合動態(tài)預警分析方法的流程圖；
[0021]圖3為圖2的綜合動態(tài)預警分析方法中包括的殘差預警分析方法的流程圖；
[0022]圖4為圖2的綜合動態(tài)預警分析方法中包括的曲線面積積分預警分析方法的流程圖；
[0023]圖5為圖2的綜合動態(tài)預警分析方法包括的波動值預警分析方法的流程圖；
[0024]圖6為本發(fā)明另一較佳實施例提供的基于動態(tài)仿真模型的核電廠設備故障預警系統(tǒng)的結構框圖；
[0025]圖7為圖6所示的核電廠設備故障預警系統(tǒng)的動態(tài)預警分析平臺的結構框圖；
[0026]圖8為圖7所示的動態(tài)預警分析平臺預警分析模塊的結構框圖。
【具體實施方式】
[0027]為了使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術方案及其技術效果更加清晰，以下結合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解的是，本說明書中描述的【具體實施方式】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)有技術中高低限預警法不能提早發(fā)現(xiàn)設備異常的技術缺陷，以及基于機理模型的預警法會造成模型精度不高，預警誤差增大，建模成本較高，且易受環(huán)境噪聲干擾的技術缺陷，本發(fā)明提出了一種基于動態(tài)仿真模型200的核電廠設備故障預警方法，該方法包括以下步驟:
[0029]S100、基于核電站全范圍模擬機構建動態(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平臺，借助仿真平臺設計的動態(tài)仿真模型200具有很好的可靠性及實用性。在核電廠全范圍模擬機平臺上，利用圖形化的搭建方式，建立所需的設備模型，進行編譯后，將生成的設備源碼轉(zhuǎn)譯為所需的語言，即可脫離核電廠全范圍模擬機平臺建立動態(tài)仿真模型200。
[0030]S200、通過所建立的動態(tài)仿真模型200模擬計算及獲取表征核電廠各監(jiān)測設備健康運行的基準參數(shù)值。在本發(fā)明中，為獲取各監(jiān)測設備的基準參數(shù)值，將核電廠實時/歷史數(shù)據(jù)庫作為接口，從中獲取動態(tài)仿真模型200正常運轉(zhuǎn)所需的基本參數(shù)，將上述基本參數(shù)輸入動態(tài)仿真模型200，即可從動態(tài)仿真模型200輸出獲取核電廠各監(jiān)測設備的基準參數(shù)值。
[0031]S300、將采集的各監(jiān)測設備的實時運行參數(shù)及其基準參數(shù)值輸入趨勢預警模型，基于趨勢預警模型并應用綜合性預警分析策略