JPH07107559B2 - 原子力発電所の自動運転方法及び自動運転装置 - Google Patents
原子力発電所の自動運転方法及び自動運転装置Info
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- JPH07107559B2 JPH07107559B2 JP62031543A JP3154387A JPH07107559B2 JP H07107559 B2 JPH07107559 B2 JP H07107559B2 JP 62031543 A JP62031543 A JP 62031543A JP 3154387 A JP3154387 A JP 3154387A JP H07107559 B2 JPH07107559 B2 JP H07107559B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原子力発電所の運転自動化に係り、特に原子
炉の運転制限条件を満足するため運転計画を変更する必
要がある場合に、適当な修正ロードカーブを自動的に求
めて運転目標を設定する自動化方法及び自動化装置に関
するものである。
炉の運転制限条件を満足するため運転計画を変更する必
要がある場合に、適当な修正ロードカーブを自動的に求
めて運転目標を設定する自動化方法及び自動化装置に関
するものである。
原子力発電所の運転計画作成、出力制御、炉心監視及び
運転中での運転計画修正を自動化することを主要な課題
とした公知技術としては、例えば特開昭57−135397があ
る。この公知例では、（イ）中央給電指令所からの要求
負荷パターン（基本ロードカーブに等しい）により近
く、かつ運転制限条件を遵守する負荷パターンを炉心シ
ミユレータを用いて自動的に探索する運転計画作成装置
と、 （ロ）原子炉からプラントデータをとりこみ、運転制限
条件に対する余裕（炉心流量、線出力密度等）があらか
じめ設定された許容値を超えたと判断された場合に運転
ガイド要求指令を出力する炉心状態監視装置と、（ハ）
運転計画作成装置に従つて１時間程度の短い時間後の炉
心状態及び運転制限条件に対する余裕を予測計算し、も
しも運転計画通りに運転すると運転制限条件に違反する
と判断された場合には、当該予測値と運転制限値の比を
出力換算して計画値から差し引くことにより暫定的な運
転法を立案する運転ガイド装置とから成る、原子炉負荷
追従制御システムが提示されている。
運転中での運転計画修正を自動化することを主要な課題
とした公知技術としては、例えば特開昭57−135397があ
る。この公知例では、（イ）中央給電指令所からの要求
負荷パターン（基本ロードカーブに等しい）により近
く、かつ運転制限条件を遵守する負荷パターンを炉心シ
ミユレータを用いて自動的に探索する運転計画作成装置
と、 （ロ）原子炉からプラントデータをとりこみ、運転制限
条件に対する余裕（炉心流量、線出力密度等）があらか
じめ設定された許容値を超えたと判断された場合に運転
ガイド要求指令を出力する炉心状態監視装置と、（ハ）
運転計画作成装置に従つて１時間程度の短い時間後の炉
心状態及び運転制限条件に対する余裕を予測計算し、も
しも運転計画通りに運転すると運転制限条件に違反する
と判断された場合には、当該予測値と運転制限値の比を
出力換算して計画値から差し引くことにより暫定的な運
転法を立案する運転ガイド装置とから成る、原子炉負荷
追従制御システムが提示されている。
前述の公知例では、運転計画から決まるロードカーブを
修正する要因として運転制限条件の余裕度が無い場合の
みを取り上げている。しかしながら、運転制限条件に余
裕が有つても、例えばプラント起動時など原子炉出力を
大幅に変更する場合には、原子炉状態の予測に用いる炉
心シミユレータの誤差のために、必ずしも設定した制御
棒パターンでは原子炉出力／炉心流量の目標値を達成で
きない場合がある。すなわち、程度の差は有つても使用
するシミユレータには必ず誤差が有るので、詳細なロー
ドカーブの作成・計算をやり直す必要があると思われ
る。
修正する要因として運転制限条件の余裕度が無い場合の
みを取り上げている。しかしながら、運転制限条件に余
裕が有つても、例えばプラント起動時など原子炉出力を
大幅に変更する場合には、原子炉状態の予測に用いる炉
心シミユレータの誤差のために、必ずしも設定した制御
棒パターンでは原子炉出力／炉心流量の目標値を達成で
きない場合がある。すなわち、程度の差は有つても使用
するシミユレータには必ず誤差が有るので、詳細なロー
ドカーブの作成・計算をやり直す必要があると思われ
る。
また公知例では、計画通りに運転すると運転制限条件に
違反すると判断された場合、当該予測値と運転制限値と
の比を出力換算し計画値から差し引くことにより暫定的
な運転法を立案する方法を用いているが、運転法の局所
的な変更の結果、それに続く運転計画も大幅に修正する
必要を生じるので、結果的には要求された基本ロードカ
ーブから大きくずれる虞れが有る。これを防ぐには、運
転法を変更する必要がある場合、ロードカーブ全体に亙
つて基本ロードカーブによる要求炉出力との偏差が小さ
く、かつ運転制限条件の余裕度が大きくなるような修正
ロードカーブを作成し、これに従つて新たな運転法を決
定する方式が望ましい。
違反すると判断された場合、当該予測値と運転制限値と
の比を出力換算し計画値から差し引くことにより暫定的
な運転法を立案する方法を用いているが、運転法の局所
的な変更の結果、それに続く運転計画も大幅に修正する
必要を生じるので、結果的には要求された基本ロードカ
ーブから大きくずれる虞れが有る。これを防ぐには、運
転法を変更する必要がある場合、ロードカーブ全体に亙
つて基本ロードカーブによる要求炉出力との偏差が小さ
く、かつ運転制限条件の余裕度が大きくなるような修正
ロードカーブを作成し、これに従つて新たな運転法を決
定する方式が望ましい。
本発明の目的は、上記した２つの問題への対応機能、す
なわち（ｉ）予測に用いる炉心シミユレータの誤差補正
と、（ii）シミユレータの予測誤差や運転制限条件に違
反する虞がある場合にロードカーブを最適修正する機能
を持たせることにより、原子炉の実際の運転状況に合わ
せた柔軟な対応を可能とした原子力発電所の運転自動化
方法及び自動化装置を提供することである。
なわち（ｉ）予測に用いる炉心シミユレータの誤差補正
と、（ii）シミユレータの予測誤差や運転制限条件に違
反する虞がある場合にロードカーブを最適修正する機能
を持たせることにより、原子炉の実際の運転状況に合わ
せた柔軟な対応を可能とした原子力発電所の運転自動化
方法及び自動化装置を提供することである。
上記目的は、プラントの運転パラメータの実測値と炉心
シミユレータによる同予測値を毎時突き合わせて統計処
理して誤差予測モデルを作成することにより、まず予測
誤差対策が達成できる。次に予測誤差が前もつて予測し
た値よりも大きい場合、又は運転制限条件に違反すると
予測された場合に、要求された基本ロードカーブからの
偏差と運転制限条件の余裕度をそれぞれ出力変動運転区
間に渡つて積分した値をパラメータとする評価関数を用
い、最適修正ロードカーブを作成することにより、運転
計画全体を見た運転法の適切な変更が達成できる。
シミユレータによる同予測値を毎時突き合わせて統計処
理して誤差予測モデルを作成することにより、まず予測
誤差対策が達成できる。次に予測誤差が前もつて予測し
た値よりも大きい場合、又は運転制限条件に違反すると
予測された場合に、要求された基本ロードカーブからの
偏差と運転制限条件の余裕度をそれぞれ出力変動運転区
間に渡つて積分した値をパラメータとする評価関数を用
い、最適修正ロードカーブを作成することにより、運転
計画全体を見た運転法の適切な変更が達成できる。
炉心シミユレータを用いた予測計算で得られるプラント
の運転パラメータは、（Ａ）原子炉平均出力、炉心平均
ボイド率等の集中定数モデルで得られるものと、（Ｂ）
出力分布、熱的制限値等の炉心の分布モデルに依存する
ものとがある。前者（Ａ）のパラメータはロードカーブ
に従つた出力変動に対して、局所的にはほぼ線形の変動
応答を示すが、後者（Ｂ）のパラメータは制御棒パター
ンの変化にも依存するので、必ずしも線形モデルで記述
可能な連続的変動応答を示すものではない。しかしなが
ら、制御棒パターンが一定又は相似形とみなせる条件の
もとで炉心流量を調整して出力を変化させる場合には、
局所的線形化が実現できる。よつて、上記のような一様
な運転条件のもとで、実測値とあらかじめシミユレータ
で求めていたその時点の予測値との差を連続的に求める
と、その時系列は適当な線形式又は高々２次式で記述で
きる。シミユレータの誤差補正は、そのような時系列の
将来における変動を多変量解析等の手法により統計的予
測モデルを作成することにより実現できる。
の運転パラメータは、（Ａ）原子炉平均出力、炉心平均
ボイド率等の集中定数モデルで得られるものと、（Ｂ）
出力分布、熱的制限値等の炉心の分布モデルに依存する
ものとがある。前者（Ａ）のパラメータはロードカーブ
に従つた出力変動に対して、局所的にはほぼ線形の変動
応答を示すが、後者（Ｂ）のパラメータは制御棒パター
ンの変化にも依存するので、必ずしも線形モデルで記述
可能な連続的変動応答を示すものではない。しかしなが
ら、制御棒パターンが一定又は相似形とみなせる条件の
もとで炉心流量を調整して出力を変化させる場合には、
局所的線形化が実現できる。よつて、上記のような一様
な運転条件のもとで、実測値とあらかじめシミユレータ
で求めていたその時点の予測値との差を連続的に求める
と、その時系列は適当な線形式又は高々２次式で記述で
きる。シミユレータの誤差補正は、そのような時系列の
将来における変動を多変量解析等の手法により統計的予
測モデルを作成することにより実現できる。
一方、修正ロードカーブの各点における制御パラメータ
（炉心流量、制御棒パターン等）の関数として、要求さ
れた基本ロードカーブからの偏差と運転制限条件の余裕
度とが定義可能である。運転制限条件は、端に最適探索
における制約条件としても修正ロードカーブの最適化問
題を解くことができるが、一般的には規格化した運転制
限条件の制限値迄の差の逆数をパラメータとして用い
て、これを評価関数に組込めばよい。前者の制約条件付
非線形最適化問題は、例えば有効許容方向法を採用して
解くことが可能である。後者の一般化した最適化問題
は、ベクトル目的関数を与えられた制約条件のもとで最
小化する多目的計画問題となるが、ここでは総合的に評
価するためにベクトルの絶対値を評価関数とすることに
より、通常の最適化手法で解くことが可能である。
（炉心流量、制御棒パターン等）の関数として、要求さ
れた基本ロードカーブからの偏差と運転制限条件の余裕
度とが定義可能である。運転制限条件は、端に最適探索
における制約条件としても修正ロードカーブの最適化問
題を解くことができるが、一般的には規格化した運転制
限条件の制限値迄の差の逆数をパラメータとして用い
て、これを評価関数に組込めばよい。前者の制約条件付
非線形最適化問題は、例えば有効許容方向法を採用して
解くことが可能である。後者の一般化した最適化問題
は、ベクトル目的関数を与えられた制約条件のもとで最
小化する多目的計画問題となるが、ここでは総合的に評
価するためにベクトルの絶対値を評価関数とすることに
より、通常の最適化手法で解くことが可能である。
以下、本発明の原子力発電所の運転自動化装置の実施例
を説明する。第１図は、実施例の基本的な機能構成を死
すものであり、大きく分けて、プラント３、該プラント
３の炉出力、炉圧力、炉水位などの制御量をとりこんで
目標値に等しくなるように制御するための制御棒引き抜
き量，タービン加減弁開度，給水流量などの操作量を出
力するサブループ制御装置４、サブループ制御装置に目
標値を出力する統括制御装置５、統括制御装置に修正ロ
ードカーブを出力する機能を全体として形成している状
態予測部６と状態監視部７とシミユレータ誤差補正部８
とカーブ最適修正部９から成る運転計画修正部、及び統
括制御装置５にオペレータの運転要求指令を入力すると
共にプラントの運転状態や運転自動化装置の各部分機能
の計算結果をオペレータに提示するマン・マシンイター
フエース２から構成されている。以下、本発明の主要な
技術的特徴部分であるところの運転計画修正部の動作を
詳細に述べる。
を説明する。第１図は、実施例の基本的な機能構成を死
すものであり、大きく分けて、プラント３、該プラント
３の炉出力、炉圧力、炉水位などの制御量をとりこんで
目標値に等しくなるように制御するための制御棒引き抜
き量，タービン加減弁開度，給水流量などの操作量を出
力するサブループ制御装置４、サブループ制御装置に目
標値を出力する統括制御装置５、統括制御装置に修正ロ
ードカーブを出力する機能を全体として形成している状
態予測部６と状態監視部７とシミユレータ誤差補正部８
とカーブ最適修正部９から成る運転計画修正部、及び統
括制御装置５にオペレータの運転要求指令を入力すると
共にプラントの運転状態や運転自動化装置の各部分機能
の計算結果をオペレータに提示するマン・マシンイター
フエース２から構成されている。以下、本発明の主要な
技術的特徴部分であるところの運転計画修正部の動作を
詳細に述べる。
状態監視部７はプラントデータ11をとりこみ、現行プラ
ントで既に採用されている技術であるところの炉心性能
計算機を用いた炉心監視装置により短時間で炉心出力分
布や熱的制限値等の運転パラメータを計算し、運転計画
作成知識データベース10からの運転制限値と突き合わせ
て運転制限条件の余裕度を求める。状態予測部６は、プ
ラントデータ11をとりこみ、炉心シミユレータを用い、
出力変動の運転目標をロードカーブに従つて設定かつ運
転するとした場合の、カーブ各点における運転パラメー
タ予測値を求める。シミユレータ誤差補正部８は、状態
監視部７で求めた運転パラメータの実測値と、この実測
値に対応するもので状態予測部６で前もつて求めておい
た運転パラメータの予測値とをとりこみ、これらの差の
時系列を用いてシミユレータ誤差の補正値を求める。カ
ーブ最適修正部９は、運転制限条件の余裕度とシミユレ
ータ誤差の補正値をとりこみ、現時点で用いているロー
ドカーブを修正する必要があるか否かを判定し、修正す
る必要があると判定した場合には運転計画作成知識デー
タベース10を用いて修正ロードカーブを作成する。
ントで既に採用されている技術であるところの炉心性能
計算機を用いた炉心監視装置により短時間で炉心出力分
布や熱的制限値等の運転パラメータを計算し、運転計画
作成知識データベース10からの運転制限値と突き合わせ
て運転制限条件の余裕度を求める。状態予測部６は、プ
ラントデータ11をとりこみ、炉心シミユレータを用い、
出力変動の運転目標をロードカーブに従つて設定かつ運
転するとした場合の、カーブ各点における運転パラメー
タ予測値を求める。シミユレータ誤差補正部８は、状態
監視部７で求めた運転パラメータの実測値と、この実測
値に対応するもので状態予測部６で前もつて求めておい
た運転パラメータの予測値とをとりこみ、これらの差の
時系列を用いてシミユレータ誤差の補正値を求める。カ
ーブ最適修正部９は、運転制限条件の余裕度とシミユレ
ータ誤差の補正値をとりこみ、現時点で用いているロー
ドカーブを修正する必要があるか否かを判定し、修正す
る必要があると判定した場合には運転計画作成知識デー
タベース10を用いて修正ロードカーブを作成する。
以上に述べた運転計画修正部の基本的な計算手順を示す
と第２図のようになる。以下、太枠で囲んだ計算ステツ
プを処理するシミユレータ誤差補正８′と、カーブ最適
修正９′とにおける詳細な計算内容を述べる。
と第２図のようになる。以下、太枠で囲んだ計算ステツ
プを処理するシミユレータ誤差補正８′と、カーブ最適
修正９′とにおける詳細な計算内容を述べる。
第３図にシミユレータ誤差補正部８における計算手順を
示す。予測誤差時系列は次式により求める。
示す。予測誤差時系列は次式により求める。
δｘ（ｔ）＝（ｔ）−ｘ（ｔ） ……（１） （ｔ＝t0,t1,…tn） ここで、ｘ（ｔ）＝（x1（ｔ）,x2（ｔ）,xq（ｔ））は
運転パラメータの実測値x1,x2,…xqを要素とするベクト
ル、（ｔ）はシミユレータによる予測値から得られる
運転パラメータの予測値ベクトル、δｘ（ｔ），（ｔ＝
t0,,t1,…tn）は予測誤差の時系列である。この予測誤
差の時系列を表わす統計的モデルについて採用した基本
的仮定は、これらの時系列がある説明変数の線形式によ
つて表わされるような系統的な変動因を含んでいるとし
たことである。もしも系統的な変動因を含まない場合に
は、その変動の大きさは確率的変動の分散程度になるの
で、予測誤差としては無視可能である。統計的モデルと
して多変量重回帰モデルを採用した場合、目的変数とし
て予測誤差の時系列をとると、次式の関係式が適用でき
る。
運転パラメータの実測値x1,x2,…xqを要素とするベクト
ル、（ｔ）はシミユレータによる予測値から得られる
運転パラメータの予測値ベクトル、δｘ（ｔ），（ｔ＝
t0,,t1,…tn）は予測誤差の時系列である。この予測誤
差の時系列を表わす統計的モデルについて採用した基本
的仮定は、これらの時系列がある説明変数の線形式によ
つて表わされるような系統的な変動因を含んでいるとし
たことである。もしも系統的な変動因を含まない場合に
は、その変動の大きさは確率的変動の分散程度になるの
で、予測誤差としては無視可能である。統計的モデルと
して多変量重回帰モデルを採用した場合、目的変数とし
て予測誤差の時系列をとると、次式の関係式が適用でき
る。
δｘ（ｔ）＝β・ｕ（ｔ）＋ε（ｔ） ……（２） （ｔ＝t0,t1,…tn） ここで、βは偏回帰係数マトリクス（ｐ×ｑ）、ｕ
（ｔ）は説明変数ベクトル（ｐ次元）、ε（ｔ）は残差
ベクトル（ｑ次元）である。この場合に採用する説明変
数としては、ロードカーブに従つてプラントを運転して
いく時に変化させる操作量、例えば、炉心流量、制御棒
引抜シーケンスのステツプ数、Xe濃度等をとればよい。
よつて、多変量重回帰分析の手法により偏回帰係数マト
リクスβの最小二乗推定値 を求め、これを用いて現時点tnよりも将来の時刻tfにお
けるシミユレータの予測結果修正値＊（tf）が次式で
表わされる。
（ｔ）は説明変数ベクトル（ｐ次元）、ε（ｔ）は残差
ベクトル（ｑ次元）である。この場合に採用する説明変
数としては、ロードカーブに従つてプラントを運転して
いく時に変化させる操作量、例えば、炉心流量、制御棒
引抜シーケンスのステツプ数、Xe濃度等をとればよい。
よつて、多変量重回帰分析の手法により偏回帰係数マト
リクスβの最小二乗推定値 を求め、これを用いて現時点tnよりも将来の時刻tfにお
けるシミユレータの予測結果修正値＊（tf）が次式で
表わされる。
ここで、予測結果修正値を与える（３）式は独立変数を
将来の時刻tfとして表わしているが、これは表現形式上
この様に表わしているのであり、実際の独立変数は説明
変数ベクトルｕとなる。このことは、モデル式（２）に
おける時間パラメータt1は単に個々のデータの番号付け
の意味を示していることによるものである。また、この
ことから（３）式は、予測結果修正値ベクトルの各スカ
ラー成分毎に成立する関係式であり、従つて、モデル式
（３）を作成するのに用いたものと異なるロードカーブ
に対しても適用可能である。
将来の時刻tfとして表わしているが、これは表現形式上
この様に表わしているのであり、実際の独立変数は説明
変数ベクトルｕとなる。このことは、モデル式（２）に
おける時間パラメータt1は単に個々のデータの番号付け
の意味を示していることによるものである。また、この
ことから（３）式は、予測結果修正値ベクトルの各スカ
ラー成分毎に成立する関係式であり、従つて、モデル式
（３）を作成するのに用いたものと異なるロードカーブ
に対しても適用可能である。
以上に述べたシミユレータ誤差の補正方法は、物理的モ
デルによらない統計的解析手法の例を示すものである
が、これ以外にも従来多く採用されている物理モデルに
実測値をフイードバツクして修正する方法、シミユレー
タ入力データのチユーニングによる方法を同時に併用し
得るものである。
デルによらない統計的解析手法の例を示すものである
が、これ以外にも従来多く採用されている物理モデルに
実測値をフイードバツクして修正する方法、シミユレー
タ入力データのチユーニングによる方法を同時に併用し
得るものである。
第４図にカーブ最適修正部９の詳細計算ブロツク図を示
す。修正ロードカーブ仮定部21では、状態監視部７から
現時点における運転制限条件の余裕度を、シミユレータ
誤差補正部８から予測誤差の補正値 をそれぞれとりこみ、まず最初、現時点で使用している
ロードカーブを新たに修正する必要が有るかどうかにつ
いて判定する。
す。修正ロードカーブ仮定部21では、状態監視部７から
現時点における運転制限条件の余裕度を、シミユレータ
誤差補正部８から予測誤差の補正値 をそれぞれとりこみ、まず最初、現時点で使用している
ロードカーブを新たに修正する必要が有るかどうかにつ
いて判定する。
判定の基準としては、運転制限条件の余裕度が無い場
合、又はシミユレータの予測誤差の補正値が設定したあ
る基準値よりも大きい場合に、ロードカーブの修正計算
に入るとする。
合、又はシミユレータの予測誤差の補正値が設定したあ
る基準値よりも大きい場合に、ロードカーブの修正計算
に入るとする。
次に、修正計算に入つた場合は、まず最初に仮定する修
正ロードカーブとしては現時点で使用しているロードカ
ーブとするが、修正が現時点迄一度も行われていない場
合には外部から入力データとして与えられる基本ロード
カーブ27を用いる。入力処理部22は、仮定した修正ロー
ドカーブをとりこみ、ロードカーブを特徴づける主要な
運転点に対して、運転パラメータ（出力分布、熱的制限
値等）予測値を求めるシミユレーシヨンのための入力デ
ータを作成し、そのデータ処理を行う。予測シミユレー
シヨン23では、シミユレーシヨン用の入力データを炉心
シミユレータ28に入力し、ロードカーブの主要な運転点
における運転パラメータの予測値を求める。この際、シ
ミユレータ誤差補正部８からのシミユレータモデルの修
正、及び入力データチユーニングに関する情報を反映さ
せる。次に結果取り出し部24では、シミユレーシヨン結
果から運転パラメータの予測値を取り出し、シミユレー
タ誤差補正部８から与えられる予測結果修正値（（３）
式）を用いて、シミユレータの予測値を補正する。カー
ブ性能評価部25では、ロードカーブ各点の運転パラメー
タ予測値をとりこみ、例えば次式に示すような評価関数
によつて、ロードカーブの妥当性を評価する。
正ロードカーブとしては現時点で使用しているロードカ
ーブとするが、修正が現時点迄一度も行われていない場
合には外部から入力データとして与えられる基本ロード
カーブ27を用いる。入力処理部22は、仮定した修正ロー
ドカーブをとりこみ、ロードカーブを特徴づける主要な
運転点に対して、運転パラメータ（出力分布、熱的制限
値等）予測値を求めるシミユレーシヨンのための入力デ
ータを作成し、そのデータ処理を行う。予測シミユレー
シヨン23では、シミユレーシヨン用の入力データを炉心
シミユレータ28に入力し、ロードカーブの主要な運転点
における運転パラメータの予測値を求める。この際、シ
ミユレータ誤差補正部８からのシミユレータモデルの修
正、及び入力データチユーニングに関する情報を反映さ
せる。次に結果取り出し部24では、シミユレーシヨン結
果から運転パラメータの予測値を取り出し、シミユレー
タ誤差補正部８から与えられる予測結果修正値（（３）
式）を用いて、シミユレータの予測値を補正する。カー
ブ性能評価部25では、ロードカーブ各点の運転パラメー
タ予測値をとりこみ、例えば次式に示すような評価関数
によつて、ロードカーブの妥当性を評価する。
ただし、ｆ（ｕ）＝（f1（ｕ）,f2（ｕ），…f
k（ｕ））は評価関数ベクトルであり、その要素f1…fk
は各種運転パラメータの目標値からの偏差、又は熱的制
限値の余裕度、出力分布の良さ、制御棒パターンの変更
回数等、ロードカーブの適切さを評価するためのパラメ
ータを規格化、重み付けしたものである。ｇ（ｕ）＝
（g1（ｕ），…gr（ｕ））は制約条件ベクトル、ｕ∈RP
はロードカーブに従つて運転する場合の操作量と運転条
件のベクトルであり、シミユレータの予測誤差モデル
（（２）式）で用いた説明変数ベクトルに等しくとつて
よい。最適措置探索部26では、カーブ性能評価部25で作
成したロードカーブの評価関数を用いて、ロードカーブ
修正のための最適方向探索を行う。修正したロードカー
ブが最適であるかどうかは、評価関数が減少しなくなつ
たかどうかで判定できる。最適点に到達した場合には統
括制御部５に最適修正ロードカーブと、それに従つてプ
ラントを運転する場合の操作量と運転条件のベクトルの
情報を出力する。当、最適方向探索で新たな修正ロード
カーブが得られた場合には、修正ロードカーブ仮定部21
にそのデータを送り、以上に述べたシミユレーシヨンと
カーブ性能評価とを繰返す。
k（ｕ））は評価関数ベクトルであり、その要素f1…fk
は各種運転パラメータの目標値からの偏差、又は熱的制
限値の余裕度、出力分布の良さ、制御棒パターンの変更
回数等、ロードカーブの適切さを評価するためのパラメ
ータを規格化、重み付けしたものである。ｇ（ｕ）＝
（g1（ｕ），…gr（ｕ））は制約条件ベクトル、ｕ∈RP
はロードカーブに従つて運転する場合の操作量と運転条
件のベクトルであり、シミユレータの予測誤差モデル
（（２）式）で用いた説明変数ベクトルに等しくとつて
よい。最適措置探索部26では、カーブ性能評価部25で作
成したロードカーブの評価関数を用いて、ロードカーブ
修正のための最適方向探索を行う。修正したロードカー
ブが最適であるかどうかは、評価関数が減少しなくなつ
たかどうかで判定できる。最適点に到達した場合には統
括制御部５に最適修正ロードカーブと、それに従つてプ
ラントを運転する場合の操作量と運転条件のベクトルの
情報を出力する。当、最適方向探索で新たな修正ロード
カーブが得られた場合には、修正ロードカーブ仮定部21
にそのデータを送り、以上に述べたシミユレーシヨンと
カーブ性能評価とを繰返す。
第５図に、本発明になる原子力発電所の運転自動化装置
を用いて、原子炉出力上昇を行わせた場合のシミユレー
シヨンの１例を示す。この例では、炉心シミユレータに
意図的に誤差を付加した場合を示している。当初の基本
ロードカーブに従つて出力上昇を行つた場合、シミユレ
ータの誤差のために、熱的制限値の実測値が予測値より
も余裕度の小さい変化カーブを示している。そこで、Ｂ
点においてシミユレータ誤差を補正して、熱的制限値を
予測したところ、運転制限条件に違反してしまうことが
判明したので、運転計画修正部によつて最適修正ロード
カーブを作成した。最適修正ロードカーブでは、制御棒
引抜きによる出力上昇をＣ′点で中断し、Ｃ″点迄炉心
流量増加により出力上昇を行つて、Ｃ″〜Ｃ点で再度
制御棒抜きによる出力上昇を行つている。この際、定格
運転時の目標制御棒パターンについても、誤差を補正し
た予測シミユレーシヨンにより熱的制限値の余裕度が増
加するような修正を実現している。
を用いて、原子炉出力上昇を行わせた場合のシミユレー
シヨンの１例を示す。この例では、炉心シミユレータに
意図的に誤差を付加した場合を示している。当初の基本
ロードカーブに従つて出力上昇を行つた場合、シミユレ
ータの誤差のために、熱的制限値の実測値が予測値より
も余裕度の小さい変化カーブを示している。そこで、Ｂ
点においてシミユレータ誤差を補正して、熱的制限値を
予測したところ、運転制限条件に違反してしまうことが
判明したので、運転計画修正部によつて最適修正ロード
カーブを作成した。最適修正ロードカーブでは、制御棒
引抜きによる出力上昇をＣ′点で中断し、Ｃ″点迄炉心
流量増加により出力上昇を行つて、Ｃ″〜Ｃ点で再度
制御棒抜きによる出力上昇を行つている。この際、定格
運転時の目標制御棒パターンについても、誤差を補正し
た予測シミユレーシヨンにより熱的制限値の余裕度が増
加するような修正を実現している。
本発明によれば、炉心シミユレータの予測値の誤差を実
測値にもとづいて補正するので、ロードカーブ作成時の
各種運転条件に関する予測精度が向上し、出力運転途中
で運転法を変更するケースの発生が少なくなる。また、
運転法を変更する場合には、ロードカーブの最適修正機
能により、運転計画全体を評価した適切な運転法の変更
が可能となる。
測値にもとづいて補正するので、ロードカーブ作成時の
各種運転条件に関する予測精度が向上し、出力運転途中
で運転法を変更するケースの発生が少なくなる。また、
運転法を変更する場合には、ロードカーブの最適修正機
能により、運転計画全体を評価した適切な運転法の変更
が可能となる。
第１図は本発明の実施例の基本構成を示すブロツク図、
第２図は運転計画修正部の計算手順を示すフロー図、第
３図はシミユレータの誤差補正手順を示すフロー図、第
４図はロードカーブの最適修正部の詳細ブロツク図、第
５図は原子炉出力上昇を行わせた場合のシミユレーシヨ
ンの１例を示す図表である。 １……オペレータ、２……マン・マシンインターフエー
ス、３……プラント、４……サブループ制御部、５……
統括制御部、６……状態予測部、７……状態監視部、８
……シミユレータ誤差補正部、９……カーブ最適修正
部、10……運転計画作成知識データベース、11……プラ
ントデータ、21……修正ロードカーブ仮定部、22……入
力処理部、23……予測シミユレーシヨン、24……結果取
り出し部、25……カーブ性能評価部、26……最適措置探
索部、27……基本ロードカーブ、28……炉心シミユレー
タ、29……運転制限条件。
第２図は運転計画修正部の計算手順を示すフロー図、第
３図はシミユレータの誤差補正手順を示すフロー図、第
４図はロードカーブの最適修正部の詳細ブロツク図、第
５図は原子炉出力上昇を行わせた場合のシミユレーシヨ
ンの１例を示す図表である。 １……オペレータ、２……マン・マシンインターフエー
ス、３……プラント、４……サブループ制御部、５……
統括制御部、６……状態予測部、７……状態監視部、８
……シミユレータ誤差補正部、９……カーブ最適修正
部、10……運転計画作成知識データベース、11……プラ
ントデータ、21……修正ロードカーブ仮定部、22……入
力処理部、23……予測シミユレーシヨン、24……結果取
り出し部、25……カーブ性能評価部、26……最適措置探
索部、27……基本ロードカーブ、28……炉心シミユレー
タ、29……運転制限条件。
Claims (4)
- 【請求項１】運転計画データベースから与えられるロー
ドカーブに基づき総括制御部がサンループ制御部に対し
て制御目標値を与えると共に、原子力発電所の各構成機
器の制御量検出信号を上記サブループ制御部に入力し、
上記制御量が目標値に近づくように原子力発電所構成機
器を制御する方法において、 （ａ）原子力発電所の運転パラメータに基づいて、その
変動を予測すると共に、 （ｂ）上記運転パラメータに基づいて、運転制限条件に
適合しているか否かを判定し、かつ、 （ｃ）上記運転パラメータの実測値と予測値とに基づい
て誤差補正値を算出し、 （ｄ）前記（ｂ）項の判定結果と（ｃ）項の誤差補正値
とに基づいて、前記ロードカーブを修正し、修正された
ロードカーブを前記総括制御部にフィードバックするこ
とを特徴とする原子力発電所の自動運転方法。 - 【請求項２】前記（ｃ）項における誤差補正値の算出
は、実測値と予測値との偏差の時系列データを用いて、
誤偏差を予測する為の統計的予測モデルを作成し、この
予測モデルを用いた偏差予測値に基づいて誤差補正値を
算出するものであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の原子力発電所の自動運転方法。 - 【請求項３】前記（ｄ）項におけるロードカーブの修正
は、 （ｉ）前記（ｂ）項の判定結果と（ｃ）項の誤差補正値
とを用いて、データベースのロードカーブを基礎とする
修正ロードカーブを仮定し、 （ii）炉心シミュレータを用いて上記修正ロードカーブ
各点の原子炉状態及び、運転制限条件からの余裕度を求
め、 （iii）前記修正ロードカーブから決まる炉出力変動カ
ーブと同要求変動カーブとの偏差、並びに、運転制限条
件余裕度の出力変動運転区間に亙る積分値をパラメータ
とする評価関数を用いて、修正ロードカーブの最適方向
探索を行い、 （iv）上記探索結果に基づいて新たな修正ロードカーブ
を仮定し、該評価関数による最適修正ロードカーブが求
まるまで同様の演算を繰り返すことを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の原子力発電所の自動運転方法。 - 【請求項４】原子力発電所の各構成機器から制御量検出
信号を取り込み該構成機器を制御目標値に制御するサブ
ループ制御部と、運転計画データベースから与えられる
ロードカーブに基づいて上記サブループ制御部に対して
前記制御目標値を与える統括制御部とを設けた原子力発
電所の自動運転装置において、 （ｅ）原子力発電所の各構成機器からの制御量検出信号
を取り込み、制御量の変動を予測する状態予測部と、 （ｆ）上記制御量検出信号を取り込み、運転パラメータ
が運転条件に適合しているか否かを判定する状態監視部
と、 （ｇ）前記制御量の実測値と予測値に基づいて、予測値
の誤差補正値を算出するシミュレータ誤差補正部と、 （ｈ）前記（ｆ）項の判定結果と、前記（ｇ）項の誤差
補正値とに基づいて、運転計画データベースのロードカ
ーブを修正するカーブ最適修正部と を設けたことを特徴とする原子力発電所の自動運転装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62031543A JPH07107559B2 (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 原子力発電所の自動運転方法及び自動運転装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62031543A JPH07107559B2 (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 原子力発電所の自動運転方法及び自動運転装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63200100A JPS63200100A (ja) | 1988-08-18 |
| JPH07107559B2 true JPH07107559B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=12334104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62031543A Expired - Fee Related JPH07107559B2 (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 原子力発電所の自動運転方法及び自動運転装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07107559B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5460010B2 (ja) * | 2008-09-30 | 2014-04-02 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | シミュレーション方法、システム及びプログラム |
| JP6104907B2 (ja) * | 2012-06-29 | 2017-03-29 | 株式会社東芝 | 原子炉出力調整装置 |
| CN112131270A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-25 | 武汉第二船舶设计研究所(中国船舶重工集团公司第七一九研究所) | 一种适用于海洋核动力平台的智能预测数值方法及系统 |
-
1987
- 1987-02-16 JP JP62031543A patent/JPH07107559B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63200100A (ja) | 1988-08-18 |
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