[发明专利]一种核电厂闭环控制系统的调试方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及核电领域，尤其涉及一种核电厂闭环控制系统的调试方法和系统。

背景技术

控制系统（包括核岛控制系统和常规岛控制系统）是核电厂的中枢神经，而闭环控制系统则是中枢神经的核心部分。机组稳态运行时，闭环控制系统使电厂主要参数尽可能接近核电厂设计要求的最优值，使电厂的输出功率保持在所要求的范围内，最大幅度提高机组的经济型和稳定性；在运行瞬态或设备故障时，闭环控制系统保持电厂主要参数在所允许的范围内，尽可能减少机组保护系统的动作，削弱意外工况对机组运行和设备的影响，提高机组的安全性。

闭环控制系统的调试作为机组调试的核心内容，风险高、难度大、周期长。核电厂闭环控制系统调试面临核岛辅助系统设计参数可用性低，常规岛工艺大幅度改变(同一技术路线核电厂的核岛部分基本一致，而常规岛部分往往差异较大)带来的逻辑与定值可用性低、无设计控制参数、无可参考的参数与逻辑的问题。而采用数字化仪控系统(Digital Control System)的核电厂闭环控制系统调试，还面临数字化控制系统引发的软件组态复杂的巨大挑战。

长期以来，在大型电厂闭环控制系统调试领域一直采取完全依赖于现场的调试技术，即在机组已建立带工质的动态工况后进行控制系统的首次投自动，以及参数整定和逻辑优化，这也是目前常规火电、化工或其它流程工业领域被广泛采用的闭环控制系统调试模式。但是，这种依赖于现场的调试方式有以下缺点：

缺点一是由于直接带设备动作或在实际工况下试验，容易因控制组态参数设置或控制策略的问题导致系统不稳定或振荡，特别是核岛相关控制系统，易引发机组运行意外事件，风险较大，不适用于有核安全特殊要求的核电厂闭环控制系统调试。

缺点二是工期长，由于闭环控制系统调试均为机组调试的关键路径，任何组态不当或策略问题都会导致机组整体调试进度的延误，增加了机组单系统和联调阶段反复试验和调整的时间。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述核电厂闭环控制系统的调试采用在线调试风险大、调试时间长的缺陷，提供一种核电厂闭环控制系统的调试方法，降低了调试的风险，缩短了调试的周期，获得了良好的经济效益。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电厂闭环控制系统的调试方法，所述核电厂闭环控制系统包括多个闭环回路，且每个闭环回路包括至少一个PID（Proportion Integration Differentiation，比例积分微分）控制器，所述调试方法包括：

A．接收用户在离线校验表中输入的参数设计值，以生成校验信息；

B．根据所述校验信息，对PID控制器的控制参数进行验证或整定；

C．在扰动工况下对验证或整定后的控制参数进行优化；

D．在瞬态工况下修改PID控制器的控制参数和/或修改PID控制器的逻辑和相关定值，以保证闭环控制系统在瞬态工况下的正常响应。

在本发明所述的核电厂闭环控制系统的调试方法中，所述步骤B包括：

B1.若所述校验信息中包含有PID控制器的控制参数的设计值，则使用开环测试法对PID控制器的组态和控制参数进行验证；

B2.若所述校验信息中未包含有PID控制器的控制参数的设计值，则使用试验试凑法或试验经验法对PID控制器的控制参数进行整定。

在本发明所述的核电厂闭环控制系统的调试方法中，所述步骤B1包括：

B11.使用开环阶跃响应法，根据PID控制器的控制参数的设计值计算该PID控制器在给定扰动下的理论输出值，以得到PID控制器的理想响应曲线；

B12.根据PID控制器的特点对PID控制器的控制参数的设计值进行匹配处理，形成PID控制器的控制参数的匹配值；

B13.将PID控制器的控制参数的匹配值设置到PID控制器中，运行PID控制器后加入阶跃扰动，并记录PID控制器的测试响应曲线；

B14.将PID控制器的测试响应曲线与理想响应曲线进行比对，从而对PID控制器的组态和控制参数进行验证。

在本发明所述的核电厂闭环控制系统的调试方法中，在所述步骤B2中，使用试验试凑法对PID控制器的控制参数进行整定的步骤包括：