(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110304107.5 (22)申请日 2021.03.22 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113094976 A (43)申请公布日 2021.07.09 (73)专利权人 西安交通大 学 地址 710049 陕西省西安市咸宁西路28号 (72)发明人 孙培伟　张琪　魏新宇　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 高博 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) (56)对比文件 CN 102034027 A,201 1.04.27 CN 111737869 A,2020.10.02CN 10476 5981 A,2015.07.08 CN 1093780 32 A,2019.02.2 2 CN 105321120 A,2016.02.10 US 4727826 A,198 8.03.01 JP H07121505 A,1995.05.12 US 20170 67323 A1,2017.0 3.09 US 5347466 A,1994.09.13 尹剑等.基 于统计仿真和数据同化的流 域水 文过程模拟. 《人民珠 江》 .2020,(第04期), Dong-Oh Kang等.Data As similation Technique for Social Agent-Based Simulati on by Usi ng Reinforcement Learning. 《2018 IE EE/ACM 22nd Internati onal Symposium o n Distributed Simulati on and Real Time Ap plications (DS-RT)》 .2019, 审查员 姚培 (54)发明名称 一种压水堆核电厂蒸汽发生器数据 同化方 法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种压水堆核电厂蒸汽发生 器数据同化方法及系统， 分析核电厂蒸汽发生器 仿真模型参数敏感性； 模拟真实核电厂蒸汽发生 器在实际运行过程中的数据采集过程或直接采 集核电厂的实际观测值； 将核电厂蒸汽发生器仿 真模型参数按照敏感性指数大小进行排列和评 估， 通过多项式拟合待同化参数与核电厂蒸汽发 生器仿真模 型输出的映射关系作为观测算子； 建 立不确定度数据库； 利用不确定度数据库和实际 观测值构造代 价函数， 使用遗传算法计算代价函 数， 获得优化的待同化参数， 将优化参数带入蒸 汽发生器仿真模 型， 当蒸汽发生器仿真模型输出 水位达到收敛精度后实现数据同化。 本发明有助 于蒸汽发生器的维护和运行。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 113094976 B 2022.12.09 CN 113094976 B 1.压水堆核电厂 蒸汽发生器数据同化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 分析核电厂蒸汽发生器仿真模型参数敏感性， 获得核电厂蒸汽发生器仿真模型参 数对蒸汽发生器仿真模型 水位的一阶敏感性指数与全局敏感性指数； S2、 模拟真实核电厂蒸汽发生器在实际运行过程中的数据采集过程或直接采集核电厂 的实际观测值； S3、 将步骤S1的核电厂蒸汽发生器仿真模型参数按照敏感性指数大小进行排列和评 估， 通过多项式拟合待同化参数与核电厂蒸汽发生器仿 真模型输出的映射关系作为观测算 子； 计算各待同化参数 的不确定度， 以及待同化参数两两交互对核电厂蒸汽发生器仿真模 型输出的不确定度， 建立 不确定度数据库； S4、 以蒸汽发生器仿真模型的模型参数设定值作为代价函数中的背景值项； 利用步骤 S3中待同化参数不确定度构建代 价函数的背 景误差协方差矩阵项； 利用步骤S2中的观测数 据构建代价函数的观测误差协方差矩阵项； 将步骤S2中的实际观测值作为代 价函数的观测 值项； 利用步骤S3中的观测算子作为代价函数的观测算子项， 利用步骤S3建立的不确定度 数据库和步骤S2得到的实际观测值构造代价函数， 使用遗传算法计算代价函数， 获得优化 的待同化参数， 将优化参数带入蒸汽发生器仿真模型， 当蒸汽发生器仿真模型输出水位达 到收敛精度后实现数据同化。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 步骤S1具体为： 采用全局敏感性分析S OBOL方法， 基于蒸汽发生器的实际运行过程， 对核电厂蒸汽发生 器仿真模型的模型参数进 行多组组合采样； 以采样参数作为蒸汽发生器仿 真模型的模型输 入， 进行多次蒸汽发生器仿 真模型运行， 并保存蒸汽发生器仿 真模型的计算输出数据； 对蒸 汽发生器仿 真模型输出数据进 行处理， 获得每个参数对水位的一阶敏感性指数与全局敏感 性指数。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 模型参数选择蒸汽发生器仿真模型各节点 的换热或阻力参数。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤S3中， 选择同化模型参数； 采用Mote ‑ Carlo法对同化模型参数进行组合采样， 以同化模型参数作为蒸汽发生器仿真模型的模型 输入， 进行多次蒸汽发生器仿真模型运行， 采集蒸汽发生器仿真模型的输出 数据。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 将步骤S1中的模型参数按照敏感性指数进 行排序， 将敏感性指数最大的换 热和阻力参数确定为待同化模型参数。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤S4中， 采用全局最优化算法遗传算法 求解使代价函数获得全局最小值的最优模型参数解， 对蒸汽发生器仿 真模型模型参数进 行 在线调整， 构建蒸汽发生器仿真模型的确定性系数， 评价同化后的模型模拟精度。 7.一种压水堆核电厂 蒸汽发生器数据同化系统， 其特 征在于， 包括： 分析模块， 分析核电厂蒸汽发生器仿真模型参数敏感性， 获得核电厂蒸汽发生器仿真 模型参数对蒸汽发生器仿真模型 水位的一阶敏感性指数与全局敏感性指数； 模拟模块， 模拟真实核电厂蒸汽发生器在实际运行过程中的数据采集过程或直接采集 核电厂的实际观测值； 数据库模块， 将分析模块的核电厂蒸汽发生器仿真模型参数按照敏感性指数大小进行 排列和评估， 通过多项式拟合待同化参数与核电厂蒸汽发生器仿真模型输出的映射关系作权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113094976 B 2为观测算子； 计算各待同化参数 的不确定度， 以及待同化参数两两交互对核电厂蒸汽发生 器仿真模型输出的不确定度， 建立 不确定度数据库； 同化模块， 以蒸汽发生器仿真模型的模型参数设定值作为代价函数中的背景值项； 利 用数据库模块中待同化参数不确定度构建代价函数的背景误差协方差矩阵项； 利用模拟模 块中的观测数据构建代价函数的观测误差协方差矩阵项； 将模拟模块中的实际观测值作为 代价函数 的观测值项； 利用数据库模块中的观测算子作为代价函数 的观测算子项， 利用数 据库模块建立的不确定度数据库和模拟模块得到的实际观测值构 造代价函数， 使用遗传算 法计算代价函数， 获得优化的待同化参数， 将优化参数带入蒸汽发生器仿 真模型， 当蒸汽发 生器仿真模型输出 水位达到收敛精度后实现数据同化。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113094976 B 3