一種核電機組整體穩(wěn)定性分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及核電控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種核電機組整體穩(wěn)定性分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前我國核電迅速發(fā)展，截至目前，我國在運、在建和擬建的核電機組共52臺，其 中已投入運行23臺，總裝機規(guī)模為2140萬千瓦。根據(jù)規(guī)劃，到2020年，我國核電裝機容量要 達到5800萬千瓦，在建容量達到3000萬千瓦W上。
[0003] 2011年3月11日，日本發(fā)生了福島核電站核泄漏事故，此次事故最終定級為國際核 事件分級表1NES7級特大事故，堪比切爾諾貝利核事故，給全球蓬勃發(fā)展的核電事業(yè)帶來極 大的影響。我國已經(jīng)明確表示在確保安全的前提下將繼續(xù)大力發(fā)展核電，因此建立適用于 電力系統(tǒng)中長期穩(wěn)定性分析的核電機組數(shù)學(xué)模型用于分析電網(wǎng)和核電機組的相互影響顯 得很有必要。電網(wǎng)影響核電機組主要是通過電壓和頻率:一方面，電網(wǎng)電壓和頻率的擾動可 W影響核電機組的調(diào)速系統(tǒng)，從而在反應(yīng)堆內(nèi)部引起暫態(tài)過程;另一方面，電網(wǎng)電壓和頻率 的擾動可W影響感應(yīng)電機驅(qū)動的冷卻劑累，電網(wǎng)電壓或者頻率的降低，將導(dǎo)致冷卻劑累轉(zhuǎn) 速降低，冷卻劑流量減少，導(dǎo)致反應(yīng)堆內(nèi)部溫度升高，甚至引起反應(yīng)堆堆忍烙毀等嚴重事 故。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，通常通過構(gòu)建高階數(shù)的核電機組數(shù)學(xué)模型來進行電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性 分析，但是，上述高階數(shù)的核電機組數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所W會導(dǎo)致進行穩(wěn)定性分析時仿真 計算量大，計算時間過長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實施例中提供了一種核電機組整體穩(wěn)定性分析方法，W解決現(xiàn)有技術(shù)中的 通過高階數(shù)的核電機組數(shù)學(xué)模型進行穩(wěn)定性分析的方法，仿真計算量大且計算時間過長問 題。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例公開了如下技術(shù)方案：
[0007] -種核電機組整體穩(wěn)定性分析方法，包括：
[000引建立核電機組整體的數(shù)學(xué)控制模型，其中，所述數(shù)學(xué)控制模型包括構(gòu)成封閉反饋 循環(huán)的反應(yīng)堆堆忍模塊、熱線溫度模塊、冷線溫度模塊、蒸汽發(fā)生器模塊、汽輪機調(diào)速系統(tǒng) 模塊、反應(yīng)堆功率控制系統(tǒng)模塊、主累模塊和汽輪機模塊，所述反應(yīng)堆堆忍模塊包括中子動 力學(xué)子模塊、W及堆忍燃料和冷卻劑熱量傳遞子模塊；
[0009] 在t = ls時，向所述反應(yīng)堆堆忍模塊分別添加反應(yīng)性階躍擾動和冷線溫度階躍擾 動，并根據(jù)所述反應(yīng)堆堆忍模塊的階躍響應(yīng)，獲取所述核電機組的固有特性；
[0010] 分別在所述汽輪機調(diào)速系統(tǒng)模塊端在t = ls時加入一個功率階躍、W及在t = 20s 時使汽輪機功率整定值在固定時間內(nèi)線性增加，相應(yīng)的根據(jù)所述反應(yīng)堆堆忍模塊的中子通 量變化、所述熱線溫度模塊的熱線溫度變、所述冷線溫度模塊的冷線溫度變化、所述蒸汽發(fā) 生器模塊的蒸汽壓力變化、所述汽輪機調(diào)速系統(tǒng)模塊的氣口開度變化、W及所述反應(yīng)堆功 率控制系統(tǒng)模塊的機械功率變化，獲取所述核電機組的內(nèi)部特性。
[0011] 優(yōu)選地，所述方法還包括：
[0012] 在t = ls時，在所述主累模塊端分別加入一個電網(wǎng)頻率變化和電網(wǎng)電壓變化，相應(yīng) 的根據(jù)所述主累模塊的冷卻劑流量變化，獲取電網(wǎng)頻率和電壓的波動對所述核電機組的影 響。
[0013] 優(yōu)選地，所述方法還包括：
[0014] 利用單機無窮大系統(tǒng)模型在t=ls時，在所述無窮大系統(tǒng)模型的無窮大電源端的 母線處加一個=相故障、并在t = l. Is時切除故障，獲取所述反應(yīng)堆堆忍模塊的中子通量響 應(yīng)曲線、所述熱線溫度模塊的熱線溫度響應(yīng)曲線、所述冷線溫度模塊的冷線溫度響應(yīng)曲線、 所述蒸汽發(fā)生器模塊的蒸汽壓力響應(yīng)曲線、所述汽輪機調(diào)速系統(tǒng)模塊的氣口開度響應(yīng)曲 線、W及所述反應(yīng)堆功率控制系統(tǒng)模塊的機械功率響應(yīng)曲線。
[0015] 優(yōu)選地，所述向所述反應(yīng)堆堆忍模塊分別添加反應(yīng)性階躍擾動和冷線溫度階躍擾 動，并根據(jù)所述反應(yīng)堆堆忍模塊的階躍響應(yīng)，獲取所述核電機組的固有特性，包括：
[0016] 向所述中子動力學(xué)子模塊上添加一個+0.(K)p.u.的反應(yīng)性階躍擾動，根據(jù)所述中 子動力學(xué)子模塊的中子通量變化，獲取所述中子動力學(xué)子模塊的固有特性；
[0017] 向所述反應(yīng)堆堆忍模塊添加一個+0.00Ip. U.的反應(yīng)性階躍擾動，根據(jù)所述反應(yīng)堆 堆忍模塊的中子通量和燃料溫度變化，獲取所述反應(yīng)堆堆忍模塊的固有特性；
[0018] 向所述反應(yīng)堆堆忍模塊添加一個+IOK的冷線溫度階躍擾動，根據(jù)所述反應(yīng)堆堆忍 模塊的中子通量和燃料溫度變化，獲取所述反應(yīng)堆堆忍模塊的固有特性；
[0019] 其中，所述反應(yīng)堆堆忍模塊包括中子動力學(xué)子模塊、W及堆忍燃料和冷卻劑熱量 傳遞子模塊。
[0020] 優(yōu)選地，所述的分別在所述汽輪機調(diào)速系統(tǒng)模塊端在t = ls時加入一個功率階躍、 W及在t = 20s時使汽輪機功率整定值在固定時間內(nèi)線性增加，包括：
[0021] 分別在所述汽輪機調(diào)速系統(tǒng)模塊端在t= Is時加入一個+10%的功率階躍、W及在 t = 20s時使汽輪機功率整定值在120s內(nèi)增加10%。
[0022] 優(yōu)選地，所述在所述主累模塊端分別加入一個電網(wǎng)頻率變化和電網(wǎng)電壓變化，包 括：
[0023] 在所述主累模塊端分別加入一個電網(wǎng)頻率從1.化.U.下降到0.96P.U.的變化；
[0024] 在所述主累模塊端分別加入一個電網(wǎng)電壓從1.化.U.下降到0.9P.U.的變化。
[0025] 由W上技術(shù)方案可見，本發(fā)明實施例提供的一種核電機組整體穩(wěn)定性分析方法， 通過建立核電機組整體的數(shù)學(xué)控制模型，并W所述控制模型為基礎(chǔ)，在t = ls時向所述控制 模型的反應(yīng)堆堆忍模塊分別添加反應(yīng)性階躍擾動和冷線溫度階躍擾動，根據(jù)所述反應(yīng)堆堆 忍模塊的階躍響應(yīng)，獲取所述核電機組的固有特性；同時，分別在所述汽輪機調(diào)速系統(tǒng)模塊 端在t= Is時加入一個功率階躍、W及在t = 20s時使汽輪機功率整定值在固定時間內(nèi)線性 增加，根據(jù)所述控制模型中相關(guān)變量的變化，獲取所述核電機組的內(nèi)部特性在此基礎(chǔ)上分 析了核電機組的固有特性。因此，根據(jù)本發(fā)明實施提供的核電機組數(shù)學(xué)控制模型，對核電機 組穩(wěn)定性分析運算過程簡單，適用于電力系統(tǒng)中長期穩(wěn)定性分析。
【附圖說明】
[0026] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而 言，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W根據(jù)運些附圖獲得其他的附圖。
[0027] 圖1為本發(fā)明實施例提供的一種核電機組整體的數(shù)學(xué)控制模型示意圖；
[0028] 圖2為本發(fā)明實施例提供的一種輪機調(diào)速系統(tǒng)模塊的傳遞函數(shù)框圖；
[0029] 圖3為本發(fā)明實施例提供的一種汽輪機模塊的傳遞函數(shù)框圖；
[0030] 圖4為本發(fā)明實施例提供的一種反應(yīng)堆功率控制系統(tǒng)模塊的傳遞函數(shù)框圖；
[0031] 圖5為本發(fā)明實施例提供的中子動力學(xué)子模塊在+0.OOlp.U.反應(yīng)性階躍擾動下的 響應(yīng)圖；
[0032] 圖6(a)為本發(fā)明實施例提供的反應(yīng)堆堆忍模塊的中子通量在+0.OOlp.U.反應(yīng)性 階躍擾動下的響應(yīng)圖；
[0033] 圖6(b)為本發(fā)明實施例提供的反應(yīng)堆堆忍模塊的燃料溫度在+0.OOlp.U.反應(yīng)性 階躍擾動下的響應(yīng)圖；
[0034] 圖7(a)為本發(fā)明實施例提供的反應(yīng)堆堆忍模塊的中子通量在+IOK冷線溫度階躍 擾動下的響應(yīng)圖；
[0035] 圖7(b)為本發(fā)明實施例提供的反應(yīng)堆堆忍模塊的燃料溫度在+IOK冷線溫度階躍 擾動下的響應(yīng)圖；
[0036] 圖8中的圖a-f為本發(fā)