Optimization of direct quality indexes of automatic control systems of steam generator productivity
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-0023.2018.21.02Ключові слова:
парогенератор атомної електростанції, регулятор продуктивності парогенератора, математична модельАнотація
Розглянуто систему автоматичного управління продуктивністю парогенератора ПГВ-1000 енергоблоку атомної електричної станції з реактором ВВЕР-1000. Ця система управління включає систему автоматичного управління рівнем води в парогенераторі. Сигнал помилки, який надходить на вхід регулятора продуктивності, формується сигналом заданої частоти обертання приводної турбіни, а також імпульсами з датчика теплової потужності та з датчиків тиску води і пари. На підставі моделі системи управління рівнем води в парогенераторі розроблені математичні моделі систем управління продуктивністю при різних законах регулювання. Для постановки задач оптимізації систем управління продуктивністю сформовані вектори зі змінних параметрів регуляторів продуктивності, накладені обмеження на ці параметри, сформовані обмеження для областей стійкості систем, введені прямі показники якості систем і сформована векторна цільова функція, яка враховує всі введені обмеження і критерії якості. Проведено обчислювальні експерименти з оптимізації регуляторів систем управління продуктивністю на підставі прямих показників якості систем модифікованими методами адаптації кроку і Нелдера – Міда. Аналіз результатів оптимізації систем управління продуктивністю дозволяє зробити висновок, що в порівнянні з мінімізацією інтегральних квадратичних оцінок оптимізація прямих показників якості дозволила істотно підвищити швидкодію систем. Найбільше значення часу регулювання має місце для диференціального регулятора, а найменші однакові значення – для пропорційно-інтегрального і пропорційно-інтегрально-диференціального регуляторів. Теоретично обґрунтовано доцільність застосування в системі управління продуктивністю парогенератора більш простого пропорційно-інтегрального регулятора. Додатковий аналіз змінних стану в системі управління продуктивністю і порівняння перехідних процесів до і після оптимізації дозволяє зробити висновок, що зменшилося максимальне відхилення рівня води в парогенераторі та зникли його коливання. Також зникли коливання витрати води, істотно знизилися максимальне відхилення і коливання помилки управління, практично зникли перерегулювання і коливання інших змінних стану. Таким чином, оптимізація показників якості системи автоматичного управління продуктивністю парогенератора дозволила істотно поліпшити основні процеси, котрі в ній протікають.Посилання
Ivanov V. A. Regulirovaniye energoblokov [Regulation of power units]. Leningrad, Mashinostroyeniye Publ., 1982. 311 p.
Ivanov V. A. Ekspluatatsiya AES: uchebnik dlya vuzov [Operation of NPP: a textbook for universities]. St. Petersburg, Energoatomizdat Publ., 1994. 384 p.
Demchenko V. A. Avtomatizatsiya i modelirovaniye texnologicheskikh processov AES i TES [Automation and modeling of technological processes of NPP and TPP]. Odessa, Astroprint Publ., 2001. 305 p.
Denisov V. P, Dragunov Yu. G. Reaktornyye ustanovki VVER dlya atomnykh elektrostantsiy [Reactor installations of WWER for nuclear power plants]. Moscow, IzdAT, 2002. 480 p.
Andrushechko S. A., Vasil'yev B. Yu., Generalov V. N. et al. AES s reaktorami tipa VVER-1000 [NPPs with WWER-1000 reactors]. Moscow, Logos Publ., 2010. 604 p.
Demchenko V. A., Todorcev Yu. K., Lozhechnikov V. F. Matematicheskaya model' uchastka pitaniya parogeneratora PGV1000 [Mathematical model of power supply section of steam generator PGV-1000]. Vestnik Kharkovskogo gosudarstvennogo politekhnicheskogo universiteta. Ser.: Sistemnyy analiz, upravleniye i informatsionnye tekhnologii [Bulletin of the Kharkov State Polytechnic University. Series: System analysis, control and information technology]. Khаrkоv, KhGPU Publ., 1999, issue 73, pp. 133–138.
Efimov A. V., Goncharenko L. V., Potanina T. V. et al. Sovershenstvovanie i optimizatsiya modeley, processov, konstruktsiy i rezhimov raboty energeticheskogo oborudovaniya AES, TES i otopitel'nykh kotel'nykh [Perfection and optimization of models, processes, designs and operating modes of power equipment of NPP, TPP and heating boilers]. Kharkiv, Pіdruchnyk NTU "KhPІ" Publ., 2013. 376 p.
Efimov A. V., Pelipenko N. N. Konstruktsii, materialy, protsessy i raschety reaktorov i parogeneratorov AES [Constructions, materials, processes and calculations of reactors and steam generators of NPP]. Kharkiv, Pіdruchnyk NTU "KhPІ" Publ., 2010. 307 p.
Efimov A. V., Kavertsev V. L., Potanina T. V., Garkusha T. A. Esipenko T.A. Matematicheskaya model' gorisontal'nogo parogeneratora tipa PGV-1000 energobloka AES s VVER [Mathematical model of a horizontal steam generator of the PGV1000 type of the power unit of NPP with WWER]. Visnyk Natsional'nogo tekhnichnogo universytetu "Khakivs'kyy politekhnichnyy instytut". Ser.: Energetychni ta teplotekhnichni protsesy y ustatkuvannya [Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Power and heat engineering processes and equipment]. Kharkov, NTU "KhPI" Publ., 2014, no. 13(1056), pp. 92–111.
Severin V. P., Nikulina Е. N., Lutenko D. А., Bobukh Ye. Yu. Mnogokriterial'nyy sintez sistem upravleniya energobloka АES s ispol'zovaniyem laboratorii metodov optimizatsii OPTLAB [Multicriteria synthesis of control systems of power unit using optimization methods laboratory OPTLAB]. Visnyk Natsional'nogo tekhnichnogo universytetu "Khakivs'kyy politekhnichnyy instytut". Ser.: Energetychni ta teplotekhnichni protsesy y ustatkuvannya [Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Power and heat engineering processes and equipment]. Kharkov, NTU "KhPI" Publ., 2015, no. 15(1124), pp. 106–111.
Domnin I. F., Severin V. P., Nikulina Е. N. Chislennyye metody analiza i sinteza v radioelektronike: ucheb. posobie po kursu "Osnovy radioelektroniki" [Numerical methods of analysis and synthesis in radio electronics: a textbook on the course "Fundamentals of Radioelectronics"]. Khаrkоv, NTU "KhPI" Publ., 2014. 164 p.
Severin V. P., Nikulina Е. N., Trubchanova N. V. Identifikatsiya parametrov sistemy upravleniya proizvoditel'nost'yu parogeneratora energobloka АES [Identification of parameters of the control system of productivity of steam generator of the nuclear power]. Visnyk Natsional'nogo tekhnichnogo universytetu "Khakivs'kyy politekhnichnyy instytut". Ser.: Avtomatyka ta pryladobuduvannya [Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Automation and instrumentation]. Kharkov, NTU "KhPI" Publ., 2016, no. 15 (1187), pp. 38–44.
##submission.downloads##
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Системний аналiз, управління та iнформацiйнi технологiїАвтори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
