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JPH07107559B2 - Automatic operation method and automatic operation device for nuclear power plant - Google Patents
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JPH07107559B2 - Automatic operation method and automatic operation device for nuclear power plant - Google Patents

Automatic operation method and automatic operation device for nuclear power plant

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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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nuclear power
curve
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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。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to automation of operation of a nuclear power plant, and is particularly suitable for a case where an operation plan needs to be changed in order to satisfy an operation restriction condition of a nuclear reactor. The present invention relates to an automated method and an automated device for automatically obtaining a modified corrected load curve and setting an operation target.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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。
Japanese Patent Laid-Open No. 57-135397 discloses, for example, a known technique whose main task is to automate the operation plan creation, power control, core monitoring, and operation plan correction during operation of a nuclear power plant. In this publicly known example, (a) an operation plan is created by using the core simulator to automatically search for a load pattern that is closer to the required load pattern (equal to the basic load curve) from the central power supply command station and that complies with the operation restriction conditions. (B) Importing plant data from the reactor and outputting the operation guide request command when it is judged that the margins (core flow rate, linear power density, etc.) for the operation restriction conditions exceed the preset allowable values. Core condition monitoring device, and (c)
According to the operation plan creation device, the margin for the core state and the operation restriction condition after a short time of about 1 hour is predicted and calculated, and if it is determined that the operation restriction condition is violated if it is operated according to the operation plan, the prediction is performed. A reactor load follow-up control system is proposed which is composed of an operation guide device that formulates a tentative operation method by converting the ratio of a value and an operation limit value into an output and subtracting it from a planned value.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

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。
In the above-mentioned publicly known example, only the case where there is no margin of the operation restriction condition as a factor for correcting the load curve determined from the operation plan is taken up. However, even if there is a margin in the operational restriction conditions, when the reactor power is changed significantly, for example, at plant startup, due to the error of the core simulator used to predict the reactor state, the set control rod pattern is not always required. In some cases, the target value of reactor power / core flow rate may not be achieved. In other words, even if there is a difference in the degree, the simulator used always has an error, so it is necessary to recreate and calculate the detailed load curve.

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。
Further, in the publicly known example, when it is determined that the operation limit condition is violated when operating according to the plan, a method of drafting a provisional operation method by converting the ratio of the predicted value and the operation limit value into an output and subtracting from the planned value However, as a result of the local change in the driving method, the subsequent operation plan also needs to be significantly modified, and as a result, there is a possibility that the required basic load curve will deviate significantly. To prevent this, when it is necessary to change the operation method, a modified load curve that reduces the deviation from the required reactor output due to the basic load curve over the entire load curve and increases the margin of operation restriction conditions Is desirable, and a new operation method is determined accordingly.

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。
The purpose of the present invention is to cope with the above-mentioned two problems, namely, (i) error correction of the core simulator used for prediction, and (ii) load when there is a possibility of violating the prediction error of the simulator or the operational restriction condition. It is an object of the present invention to provide an operation automation method and an automation device for a nuclear power plant, which has a function of optimally correcting a curve and can flexibly respond to the actual operation status of a nuclear reactor.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

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。
For the above-mentioned purpose, the prediction error countermeasures can be achieved first by matching the measured values of the operating parameters of the plant with the predicted values by the core simulator every hour and performing statistical processing to create an error prediction model. Next, when the prediction error is larger than the value predicted in advance, or when it is predicted that the operation restriction conditions will be violated, the deviation from the required basic load curve and the margin of the operation restriction conditions are respectively output variable operation. By using the evaluation function that has the value integrated over the interval as a parameter and creating the optimum modified load curve, it is possible to achieve an appropriate change of the operation method in view of the entire operation plan.

〔作用〕[Action]

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。
The operating parameters of the plant obtained by the prediction calculation using the core simulator are (A) those obtained by a lumped parameter model such as reactor average power and core average void fraction, and (B)
Some depend on the core distribution model such as power distribution and thermal limit values. The former (A) parameter locally shows an approximately linear fluctuation response to the output fluctuation according to the load curve, but the latter (B) parameter also depends on the change of the control rod pattern, so it is not always necessary. It does not show a continuous variation response that can be described by a linear model. However, when the core flow rate is adjusted and the output is changed under the condition that the control rod pattern can be regarded as constant or similar,
Local linearization can be realized. Therefore, if the difference between the actual measured value and the predicted value at that time, which was previously obtained by the simulator, is continuously obtained under the above-mentioned uniform operating conditions, the time series will be in an appropriate linear form or at most. It can be described by a quadratic equation. The error correction of the simulator can be realized by creating a statistical prediction model for such future variations of the time series by a method such as multivariate analysis.

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。
On the other hand, as a function of the control parameters (core flow rate, control rod pattern, etc.) at each point of the modified load curve, the deviation from the required basic load curve and the margin of the operation restriction condition can be defined. The operation restriction condition can solve the optimization problem of the modified load curve even at the end as a restriction condition in the optimum search, but generally, the reciprocal of the difference up to the limit value of the standardized operation restriction condition is used as a parameter. Then, this can be incorporated into the evaluation function. The former non-linear optimization problem with constraints can be solved by using, for example, the effective permissible direction method. The latter generalized optimization problem is a multi-objective programming problem that minimizes the vector objective function under given constraints, but here the absolute value of the vector is the evaluation function for comprehensive evaluation. By doing so, it is possible to solve by a usual optimization method.

〔実施例〕〔Example〕

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。
An embodiment of the operation automation device for a nuclear power plant of the present invention will be described below. FIG. 1 is a diagram in which the basic functional configuration of the embodiment is killed, and is roughly divided into control amounts such as the plant 3, the reactor output of the plant 3, the reactor pressure, and the reactor water level, and becomes equal to the target value. To control the control rod withdrawal amount, turbine control valve opening, the feed water flow rate, and other manipulated variables, the sub-loop controller 4, the integrated controller 5 that outputs the target value to the sub-loop controller, and the integrated controller A state predicting unit 6, a state monitoring unit 7, and a simulator error correcting unit 8 which form the function of outputting a load curve as a whole.
A man who inputs the operation request command of the operator to the operation plan correction unit composed of the curve optimum correction unit 9 and the integrated control unit 5 and presents the operator with the operation state of the plant and the calculation result of each partial function of the operation automation unit. It is composed of Machine Eftace 2. Hereinafter, the operation of the operation plan correction unit, which is the main technical feature of the present invention, will be described in detail.

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。
The state monitoring unit 7 takes in the plant data 11 and displays the operating parameters such as the core power distribution and the thermal limit value in a short time by the core monitoring device using the core performance calculator which is the technology already adopted in the current plant. It is calculated and compared with the operation limit value from the operation plan creation knowledge database 10 to obtain the margin of the operation limit condition. The state prediction unit 6 takes in the plant data 11 and uses the core simulator.
When the operation target of the output fluctuation is set and operated according to the load curve, the operation parameter predicted value at each point of the curve is obtained. The simulator error correction unit 8 takes in the measured values of the operating parameters obtained by the state monitoring unit 7 and the predicted values of the operating parameters that correspond to these measured values and have been previously obtained by the state prediction unit 6, The correction value of the simulator error is obtained using the time series of these differences. The curve optimum correction unit 9 takes in the margin of the operation restriction condition and the correction value of the simulator error, determines whether or not the load curve currently used needs to be corrected, and determines that the correction is necessary. In this case, the operation plan creation knowledge database 10 is used to create a modified load curve.

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。
The basic calculation procedure of the operation plan correction unit described above is shown in FIG. The detailed calculation contents of the simulator error correction 8'for processing the calculation steps surrounded by the thick frame and the curve optimum correction 9'will be described below.

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。
FIG. 3 shows a calculation procedure in the simulator error correction unit 8. The prediction error time series is calculated by the following formula.

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。
δx (t) = (t) −x (t) (1) (t = t 0 , t 1 , ... t n ) where x (t) = (x 1 (t), x 2 (t ), X q (t)) is a vector whose elements are measured values x 1 , x 2 , ..., X q of the operating parameter, (t) is a predicted value vector of the operating parameter obtained from the predicted value by the simulator, and δx (t ), (T =
t 0 ,, t 1 , ... t n ) is a time series of prediction errors. The basic assumption adopted for the statistical model that represents the time series of this prediction error is that these time series include systematic fluctuation factors as represented by the linear form of some explanatory variables. is there. If a systematic fluctuation factor is not included, the magnitude of the fluctuation is approximately the variance of the stochastic fluctuation, so it can be ignored as a prediction error. When the multivariate multiple regression model is adopted as the statistical model, the following relational expression can be applied by taking the time series of the prediction error as the objective variable.

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。
δx (t) = β · u (t) + ε (t) (2) (t = t 0 , t 1 , ... t n ) where β is a partial regression coefficient matrix (p × q), u
(T) is an explanatory variable vector (p-dimensional), and ε (t) is a residual vector (q-dimensional). In this case, the explanatory variables to be adopted may be the manipulated variable changed when the plant is operated according to the load curve, for example, the core flow rate, the number of steps of the control rod drawing sequence, the Xe concentration and the like.
Therefore, the least-squares estimated value of the partial regression coefficient matrix β is calculated by the method of multivariate multiple regression analysis. Then, using this, the prediction result correction value * (t f ) of the simulator at time t f which is future than the present time t n is represented by the following equation.

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。
Here, the formula (3) giving the prediction result correction value represents the independent variable as the future time t f , but this is expressed in this way in the representation form, and the actual independent variable is the explanatory variable vector. u. This is because the time parameter t 1 in the model equation (2) simply indicates the numbering of individual data. Further, from this fact, the expression (3) is a relational expression that is established for each scalar component of the prediction result correction value vector, and accordingly, a load curve different from that used to create the model expression (3) is obtained. It can also be applied.

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。
The simulator error correction method described above is an example of a statistical analysis method that does not rely on a physical model, but other than this, the physical model that has been often adopted in the past is used to correct the measured value by feedback back. And the method of tuning the input data of the simulator can be used at the same time.

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。
FIG. 4 shows a detailed calculation block diagram of the curve optimum correction unit 9. In the modified load curve assumption unit 21, the state monitoring unit 7 determines the margin of the current operation restriction condition, and the simulator error correction unit 8 corrects the prediction error correction value. First, it is determined whether or not the road curve currently used needs to be newly modified.

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。
As a criterion for the determination, it is assumed that the load curve correction calculation is started when there is no margin of the operation restriction condition or when the correction value of the prediction error of the simulator is larger than a certain set reference value.

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。
Next, when entering the correction calculation, the load curve used at the moment is used as the initially assumed load curve, but if the correction has not been done until now, the input data from the outside The basic load curve 27 given as is used. The input processing unit 22 takes in the assumed modified load curve, and inputs the input data for the simulation for obtaining the predicted values of the operating parameters (output distribution, thermal limit value, etc.) for the main operating points that characterize the load curve. Create and process the data. In the prediction simulation 23, the input data for simulation is input to the core simulator 28, and the predicted values of the operating parameters at the main operating points of the load curve are obtained. At this time, the correction of the simulator model from the simulator error correction unit 8 and the information on the input data tuning are reflected. Next, the result extraction unit 24 extracts the predicted value of the operating parameter from the simulation result, and the predicted result correction value ((3) given from the simulator error correction unit 8).
Equation) is used to correct the predicted value of the simulator. The curve performance evaluation unit 25 takes in the operating parameter prediction values at each point of the load curve, and evaluates the adequacy of the load curve by using an evaluation function as shown in the following equation, for example.

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。
However, f (u) = (f 1 (u), f 2 (u), ... f
k (u)) is an evaluation function vector whose elements f 1 ... F k
Is a standardized and weighted parameter for evaluating the appropriateness of the load curve, such as the deviation of various operating parameters from the target values, the margin of thermal limit values, the goodness of output distribution, the number of changes in the control rod pattern, etc. It is a thing. g (u) =
(G 1 (u), ... g r (u)) is a constraint vector, u ∈ R P
Is a vector of the manipulated variable and the operating condition when the vehicle follows a load curve, and may be equal to the explanatory variable vector used in the predictive error model of the simulator (equation (2)). The optimum measure search unit 26 uses the load curve evaluation function created by the curve performance evaluation unit 25 to perform an optimum direction search for road curve correction. Whether the modified load curve is optimal can be determined by whether the evaluation function has stopped decreasing. When the optimum point is reached, the integrated control unit 5 outputs the optimum modified load curve and the information on the manipulated variable and the operating condition vector when the plant is operated according to the optimum modified load curve. If a new modified road curve is obtained in the optimum direction search, the modified road curve assumption unit 21
The data is sent to and the above-mentioned simulation and curve performance evaluation are repeated.

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。
FIG. 5 shows an example of the simulation when the reactor power increase is performed by using the operation automation device of the nuclear power plant according to the present invention. In this example, an error is intentionally added to the core simulator. When the output is increased according to the initial basic load curve, the measured value of the thermal limit value shows a change curve with a margin smaller than the predicted value due to the error of the simulator. So B
At the point, when the simulator error was corrected and the thermal limit value was predicted, it was found that the operation limit condition was violated. Therefore, the operation plan correction unit created the optimum corrected load curve. In the optimum modified load curve, the output increase by pulling out the control rod is interrupted at point C ', the output is increased by increasing the core flow rate up to point C ", and the output is increased by pulling out the control rod again at points C" to C. There is. At this time, the target control rod pattern during the rated operation is also corrected by the prediction simulation in which the error is corrected so that the margin of the thermal limit value increases.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

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。
According to the present invention, since the error of the predicted value of the core simulator is corrected based on the measured value, the prediction accuracy regarding various operating conditions at the time of creating the load curve is improved, and the case where the operating method is changed during the output operation occurs Is less. Also,
When changing the driving method, the optimum correction function of the load curve makes it possible to change the driving method appropriately by evaluating the entire operation plan.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

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。
FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of the embodiment of the present invention,
2 is a flow chart showing the calculation procedure of the operation plan correction unit, FIG. 3 is a flow chart showing the error correction procedure of the simulator, FIG. 4 is a detailed block diagram of the optimum correction unit of the load curve, and FIG. 5 is an atom. It is a chart which shows an example of the simulation when making a furnace output raise. 1 ... Operator, 2 ... Man-machine interface, 3 ... Plant, 4 ... Subloop control unit, 5 ...
Integrated control unit, 6 ... State prediction unit, 7 ... State monitoring unit, 8
…… Simulator error correction unit, 9 …… Curve optimum correction unit, 10 …… Operation plan creation knowledge database, 11 …… Plant data, 21 …… Modified load curve assumption unit, 22 …… Input processing unit, 23 …… Prediction Simulation, 24 …… Result retrieval section, 25 …… Curve performance evaluation section, 26 …… Optimal measure search section, 27 …… Basic load curve, 28 …… Core simulation, 29 …… Operation restriction conditions.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
1. A general control section gives a control target value to a sunloop control section based on a load curve given from an operation plan database, and a control amount detection signal of each component of a nuclear power plant is sent to the subloop control section. Input,
In a method of controlling a nuclear power plant constituent device so that the controlled variable approaches a target value, (a) based on operating parameters of the nuclear power plant, its fluctuation is predicted, and (b) based on the operating parameters. Determining whether or not the operation restriction condition is met, and (c) calculating an error correction value based on the actual measurement value and the predicted value of the operation parameter, and (d) determining the item (b). An automatic operation method for a nuclear power plant, characterized in that the load curve is modified based on the result and the error correction value in the item (c), and the modified load curve is fed back to the general control unit.
【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。
2. The calculation of the error correction value in the item (c) uses time series data of the deviation between the actual measurement value and the predicted value,
A statistical prediction model for predicting an erroneous deviation is created, and an error correction value is calculated based on a deviation prediction value using this prediction model. Automatic operation method of nuclear power plant in Japan.
【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。
3. The correction of the load curve in the item (d) is based on the load curve of the database using (i) the judgment result in the item (b) and the error correction value in the item (c). Assuming a modified load curve, (ii) using a core simulator, determining the reactor state at each point of the modified load curve and the margin from the operation restriction conditions, and (iii) the reactor power fluctuation curve determined from the modified load curve. And the deviation from the same required fluctuation curve, and the output fluctuation of the operating restriction condition allowance, an evaluation function that uses the integral value over the operating section as a parameter is searched for the optimum direction of the modified load curve, and (iv) the above search. The new modified load curve is assumed based on the result, and the same calculation is repeated until the optimum modified load curve is obtained by the evaluation function. Automatic method of operating a nuclear power plant.
【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。
4. A sub-loop control unit which takes in a control amount detection signal from each component of a nuclear power plant and controls the component to a control target value, and the sub-loop control unit based on a load curve given from an operation plan database. On the other hand, in the automatic operation device of the nuclear power plant provided with the integrated control unit that gives the control target value, (e) the control amount detection signal from each component of the nuclear power plant is taken in and the fluctuation of the control amount is predicted. A state predicting unit, (f) a state monitoring unit that takes in the control amount detection signal and determines whether or not the operating parameter matches the operating condition, and (g) based on the measured value and the predicted value of the control amount. Then, based on the simulator error correction unit that calculates the error correction value of the predicted value, (h) the judgment result of the above (f) term, and the error correction value of the above (g) term, the operation plan data base An automatic operation device for a nuclear power plant, which is provided with a curve optimum correction unit that corrects the load curve of the vehicle.
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