核電站冷卻劑平均溫度系統的模糊PI并行控制研究

王 科, 潘瑾宜

(1.江蘇元洲生物工程有限公司, 江蘇 鎮江 212000; 2.上海電力大學, 上海 200090)

PI控制是根據偏差負反饋來調節參數的經典控制方案,優點是算法簡單,有較好的穩定性和可靠性,已被廣泛應用于一些過程控制中。傳統核電站的冷卻劑平均溫度控制系統也采用PI控制策略,當負荷需求與堆芯功率不匹配時,冷卻劑平均溫度測量信號與設定值將產生溫度偏差,溫度偏差信號反映了當前的功率失配情況,由此會產生相應的控制棒(R棒)控制信號,實現對冷卻劑平均溫度的調節。這個控制過程體現了PI控制的基本思想。

文獻[1]在負荷階躍變化時對核電機組的冷卻劑平均溫度控制系統進行了仿真,以觀測冷卻劑平均溫度系統的調節性能;文獻[2]在核電站甩負荷狀況下進行了冷卻劑平均溫度系統的模擬;文獻[3]對大型壓水堆負荷跟蹤模式下冷卻劑平均溫度的變化進行了仿真。以上文獻的仿真結果表明,PI控制下的系統具有一定的自調節能力,但調節效果有待改善。PI控制器參數的整定常常采用人工整定的方法,而實際的工業生產過程往往具有非線性以及時變性,PI控制難以對其產生理想的控制效果。另外,上述文獻考慮的均是控制棒棒位輸入信號下對系統的影響,將控制棒的動作當作瞬時完成的,而從實際工程角度來說,忽略了控制棒自身的延遲性。

為了研究針對控制棒棒速的冷卻劑平均溫度控制器,提升控制效果,達到節省能源、控制發電成本的目的,本文將冷卻劑平均溫度差值的大小作為模糊控制與PI控制切換的條件,融合PI控制的控制精度高以及模糊控制能較快提升控制速度的優點,實現模糊PI并行控制。……