核电站混合式故障诊断系统的开发和评价.pdfVIP

第28卷 第6期 核 动 力 工 程 Vol.28.No.6 2007 NuclearPowerEngineering Dec.2007 文章编号:0258-0926(2007)06-0092-05 核电站混合式故障诊断系统的开发和评价 张健德，杨 明 (哈尔滨工程大学核科学与技术学院.15000 摘要:提出了一种基于规则和人工神经网络的混合式故障诊断方法，用于在线诊断核事故。基于规则的 诊断方法用于事故类型的识别，人工神经网络用于准确判断事故的具体位置以及严重程度等基于规则难以诊 断的信息。正常工况下的仿真试验验证了该方法的有效性。 关键词:核电站;故障诊断;规则;人工神经网络 中图分类号:TL361 文献标识码:A ， 引 言 快速、准确的实时诊断。 故障诊断系统是核电站运行支持系统((OSS)中 最重要的子单元之一。目前，常用的故障诊断方法 2 系统简介 有规则诊断法、模型诊断法、模式识别法以及人工 2.1故障类型 神经网络法等。近年来，运用混合式方法构造故障 系统中，将故障分为典型故障和通用故障。通 诊断系统的研究已经引起广泛关注。 用故障指阀门、泵等通用设备的故障。典型故障指 有关核电站混合式故障诊断方法的研究多是 需要进行安全分析的初因事件。这些事故根据不同 先利用人工神经网络(ANN)对事故进行预诊断，然 的运行工况、不同的故障位置、不同的故障程度以 后采用其他类型的方法对ANN的诊断结果进行筛 及事故不同的发展阶段表现出复杂的征兆。通用故 选或解释。例如，喻海滔等开发的核供热站故障诊 障和典型故障的诊断采用基于规则的诊断法，利用 断系统[l]以及Y.Kawabe等开发的核动力装置事 故障与故障征兆之间的对应关系以及运行工况信 件自动识别系统[21等。上述方法的优点是误诊率较 息进行诊断。将故障、故障征兆以及运行工况之间 低;缺点是在事故种类较多的复杂系统中，ANN 的对应关系分别存储于 通“用故障诊断知识库”和 网络复杂、训练困难，限制了故障诊断系统的诊断 “典型故障诊断知识库”中，当事故发生的一系列 能力。另外，文献[2]中的故障诊断系统用于反应堆 征兆与诊断知识库中的相关知识匹配时，即可判断 停堆后对事故进行诊断，系统的实时性受到限制。 发生了对应的故障。 本研究根据核电站结构复杂、事故类型多、运 “典型故障诊断知识库”和 通“用故障诊断知 行环境及操作规程复杂等特点，以2环路压水堆型 识库”中的诊断知识是通过分析故障机理及专家经 伊WR)核电站为目标，开发了基于规则和ANN的 验得到的。这两个知识库的不同之处在于:典“型 核电站混合式故障诊断系统。该系统运用基于规则 故障诊断知识库”可随故障诊断的需要进行扩充或 的诊断方法对事故进行预诊，然后采用结构和功能 修改，通“用故障诊断知识库”的知识相对稳定， 简单且独立的ANN对事故进行进一步详细诊断， 一般不需要修改。将基于规则的诊断知识分别进行 既保证了事故类型诊断的易理解性，又保证了系统 处理，有利于知识表达的清晰化和简洁化，便于诊 拥有足够的诊断能力。故障诊断系统还具有.良好的 断知识的扩充和修改，实现起来也很简单。 可扩充性和可修改性。仿真试验证明，该系统具有 2.2 系统的特点 良好的诊断能力，可以对核电站停堆前的故障进行 当故障与故障征兆之间的对应关系较稳定时， 收稿日期:2007-08-20;修回日期:2007.005 基金项目: