簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 黃宣翰
HUANG, HSUAN-HAN
論文名稱: 龍門電廠自動功率調節系統之輔助系統設計
Design of the Power Regulating Auxiliary System for Lungmen Nuclear Power Plant
指導教授: 周懷樸
Chou, Hwuai-Pwu
口試委員: 林強
黃建華
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 原子科學院 - 核子工程與科學研究所
Nuclear Engineering and Science
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 79
中文關鍵詞: 模糊邏輯系統預測適應性類神經模糊推論系統龍門核電廠
外文關鍵詞: Fuzzy logic system, Prediction, Adaptive Neural Fuzzy Inference System, Lungman nuclear power plant
相關次數: 點閱:3下載:0
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 本研究為龍門核電廠的自動升載系統與運轉員建置了一套輔助系統,其作用在於預測與判斷電廠狀態來避免不當操作。此輔助系統有兩大功能:預測與判斷。預測方面我們採用自適應式模糊類神經網路方法來實現,預測的目標為電廠5分鐘後的爐心壓力與蒸氣流量率;我們把神經網路模組化,爐心壓力預測採用階層的結構。判斷方面採用模糊邏輯方法來讓輔助系統對電廠的狀態進行判斷,其輸出是對功率要求的接受值,接受值高表示電廠狀態較穩定,輔助系統將接受此要求。輔助系統設計完成後,我們使用龍門模擬器來做為訓練資料來源與測試平台;龍門模擬器屬於動態全範圍模擬器,可以實時模擬龍門電廠各種轉情況。系統被進行自動升載測試與爐內幫浦跳脫一台測試;從自動升載測試的結果發現,加入輔助系統比起只用自動升載調節系統,可以有效避免汽機旁通閥開啟暫態;從爐內幫浦跳脫一台測試的結果發現,藉由模糊邏輯的輸入與輸出可以發現其電廠的異常狀態。從測試的結果可以展示,本研究所設計的輔助系統可以在極短的時間,得到合理的電廠參數動態預測,達到協助運轉員判斷與增進電廠安全、效率的目標。


    This study presented an auxiliary system for the automatic power regulating system and operators of Lungmen nuclear power plant. The auxiliary system was design to predict and judge the plant state and to avoid improper operation. So the design system had two major functions: prediction and judgment. We used the adaptive neural fuzzy inference system to achieve the prediction function. Predicted targets are the reactor core pressure and steam flow rate of the next 5 minutes. We modularized the adaptive neural fuzzy inference system and proposed a hierarchical structures of the pressure prediction. To make the design system can judge the plant state, we used the fuzzy logic method. The output of judgment was the accept degree of the power demand. After the system was built, we used the Lungmen simulator, which is a full-scope dynamic simulator, as the test bench and the source of the training data. The auxiliary system was tested under the scenarios of the automatically increase power and the one reactor internal pump trip even. According to the result of the automatically increase power scenarios, the auxiliary system could avoid the turbine bypass value open even. Under the one reactor internal pump trip even, the input and output of the fuzzy logic could help operators to detect the abnormal state of the plant. The test result demonstrated that the design auxiliary system can make a reasonable prediction of the plant parameters in a very short time and can assist operators to improve plant safety and efficiency.

    目錄 中文摘要 i Abstract ii 誌謝 iii 目錄 iv 表目錄 vii 圖目錄 ix 第一章 緒論 1 1.1 問題與背景陳述 1 1.2 研究動機與目的 5 1.3 研究範圍與限制 5 1.4 研究大綱 6 第二章 文獻分析 7 2.1 事件辨識系統 7 2.2 模糊邏輯系統在核電廠的應用 8 2.3 類神經模糊網路在核電廠的應用 9 第三章 設計原理介紹 12 3.1 適應性類神經網路架構的模糊推論系統介紹 12 3.1.1 適應性類神經模糊網路架構 12 3.1.2 適應性網路架構的參數學習 15 3.1.3 正向訓練推導 16 3.1.4 最小平方估測法推導 17 3.1.5 反向訓練 18 3.2 模糊決策系統 20 3.3 小結 24 第四章 輔助系統設計 25 4.1 輔助系統架構 25 4.2 輔助對象分析 26 4.2.1 自動功率調節系統自動升載分析 27 4.3 系統輸入變數分析 32 4.4 變化範圍分析 34 4.5 學習數據的選取 37 4.5.1 近似隨機二進位數列理論 37 4.5.2 數據的選取 38 第五章 系統測試規劃 40 5.1 系統程式建立 40 5.1.1 C++程式碼設計 40 5.1.2 圖形化介面 41 5.2 測試情境 44 5.3 模式確認 45 5.3.1 輸出誤差測試 45 第六章 結果與討論 47 6.1 輔助系統建置結果 47 6.1.1 學習資料 47 6.1.2 系統展示 52 6.1.3 系統介面 57 6.2 系統測試結果 60 6.2.1 自動升載-輔助系統旁通 60 6.2.2 自動升載-輔助系統動作 64 6.2.3 爐內幫浦跳脫一台事件 70 6.3 綜合討論 72 第七章 結論與建議 76 7.1 結論 76 7.2 建議 77 參考文獻 78 附錄 A 80 附錄 B 90

    [ 1 ] 蕭德勇,「壓水式反應器暫態辨識研究」,國立清華大學,博士論文,2011
    [ 2 ] Y. G. NO,J. H. KIM,M. G. NA,D. H. LIM, and K. I. AHN,“Monitoring Severe Accidents Using Ai Techniques”, Nuclear Engineering And Technology, VOL.44 NO.4 MAY 2012, P.P. 393-403
    [ 3 ] A. de Callatay,“Active avoidance of threatening commands to integrate fuzzy systems in nuclear power plants", Fuzzy Sets and Systems, Vol. 74, Issue 1, 1995, P.P. 127–137
    [ 4 ] 林聰明,「應用類神經網路於動態系統模擬」,國清華大學,碩士論文,1997
    [ 5 ] 張世忠,「應用類神經網路建立核能電廠一般系統動態模式」,國立清華大學,碩士論文,1995
    [6 ] L. Xinqing, L. H. Tsoukalas, R. E. Uhrig,“A Neurofuzzy Approach For The Anticipatory Control Of Complex Systems”, Proceedings of the Fifth IEEE International Conference on Fuzzy Systems, 1996, P.P. 587-593
    [ 7 ] Keith E. Holbert and Kang Lin, “Nuclear Power Plant Instrumentation Fault Detection Using Fuzzy Logic", Science and Technology of Nuclear Installations, Vol. 2012, 2012
    [ 8 ] R. H. Uhrigm, L. H. Tsoukalas,“Multi-Agent-Based Anticipatory Control For Enhancing The Safety And Performance Of Generation-Iv Nuclear Power Plants During Long-Term Semi-Autonomous Operation”, Nuclear Energy, Vol. 43, No. 1-4, 2003, p.p. 113-120
    [ 9 ] M. MARSEGUERRA, E. ZIO, P. AVOGADRI,“Model Identification By Neuro-Fuzzy Techniques: Predicting The Water Level In A Steam Generator Of A PWR", Nuclear Energy, Vol. 44, No. 3, 2004, pp. 237-252
    [ 10 ] M. G. Na, Member, IEEE, S. H.Shin, S. M. Lee, D. W. Jung, S. P. Kim, J. H. Jeong and B. C. Lee, “Prediction of Major Transient Scenarios for Severe Accidents of Nuclear Power Plants”, IEEE Transactions On Nuclear Science, Vol. 51, No. 2, 2004, p.p. 313-321
    [ 11 ] T.C Hsia, system identification, 儒林圖書有限公司,台北市, 1983,chapter 4
    [ 12 ] D. Ruan,“Fuzzy logic in the nuclear research world", Fuzzy Sets and Systems. Vol. 74, Issue 1, 1995, P.P. 5–13

    無法下載圖示 全文公開日期 本全文未授權公開 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)

    QR CODE