数据体系，应对核电厂仪器老化应战

数据验证与校核（DVR）是一种软件建模办法，运用电厂作业的进程丈量、根本方程和核算剖析生成一组校对丈量值，剖析确认最或许的进程值，用于优化功用。

1、检测差错问题

DVR在检测差错过错方面灵敏度更高（图源：网络）

美国大多数核反应堆已达到其开始的40年答应运用寿命，并估计将答应证续期20年。一些电厂正在进行运转续期，估计运营到80年。

但外表和控制体系的老化毛病会下降电厂体系的可靠性，并添加电厂跳闸的或许。

数据验证与校核（DVR）能够在仪器呈现紊乱时供给相关数据——一般是可观察到的毛病先兆，有助于电力公司为老化仪器拟定更好、更具本钱效益的运转战略。

仪器的方针是供给丈量参数的实践值，但不幸的是，一切仪器都有必定的相关差错，因而其丈量值具有不确认度或置信区间。

检测的过错来历或许包括：

仪器自身的固有精度。

外表装置不妥或装置方位挑选不妥（如管道弯头后当即装置流量计）。

仪器校准之间或许呈现的“漂移”过错，或许仪器从未校准过。

依据丈量体系确认所需组成参数的补偿。然后与补偿相关的差错是终究参数值的一部分。

由于收集体系的性质和精确性而引进差错这一参数。

许多仪器方位没有冗余丈量，因而丈量尽或许精确更为重要。许多二次侧外表被忽视，且未定时保护，无论是由于零件、本钱、人力、与其他作业比较优先级较低一级原因，均或许会加重差错，并导致外表供给不精确的成果。

2、数据验证和校核（DVR）

许多体系可用于在运转期间协助监测电站，但大多数在线监测体系有一个缺陷，过度依托电厂外表供给接连精确的丈量。

大多数电站也运用热力学建模体系，虽然这些体系适用于某些状况，不过其缺陷是它们一般依托很少的输入丈量来发生输出。

假定电厂外表正在供给精确的继续丈量，或依托少数丈量，则或许意味着决议计划、核算、批改等存在过错输入，并发生意外成果。DVR有助于处理这些问题。

什么是数据验证和校核（DVR）？

图1：DVR的质量流率丈量

关于核电站，DVR模型将检查200至300个丈量变量及其相关不确认性，包括温度、压力、流量和功率。

DVR树立这些丈量之间的功用联系，以发生冗余丈量体系，并运用德国技术标准VDI-2048中描绘的数学核算和办法，包括运用经历协方差矩阵和高斯校对原理。

经历协方差矩阵将丈量不确认性的差错与根本方程（如质量和能量平衡以及热力学性质）联系起来。

图2：DVR的质量流率校核成果

运用矩阵和高斯校对原理，DVR消除了体系差错，最大极限地削减了随机差错，并以最小的校对量在丈量精度范围内拟合丈量值。

丈量校对，是丈量不确认度和与该丈量相关的冗余度的函数。终究成果是一组核算剖析的一切台站丈量（和谐丈量）的最或许值（最挨近实在值）。该进程还核算整个循环中没有仪器的方位的最或许值。

除了供给最或许值外，DVR还核算与每个校准丈量相关的不确认度、与每个校准丈量相关的差错，以及数据集的整体质量评级。

核算出的不确认度是为每个校准丈量值确认的，供给了一个下降的不确认度值和校准值的更精确反映。

核算的罚值是依据与原始丈量不确认度比较的校准值和丈量值（差错）之间的差异。

跟着差错的添加，对丈量的罚值也会添加。一旦罚值超越与该丈量相关的95%置信区间，软件将符号该标签并将其视为可疑。

质量评级验证了整个校核成果集，并依据一切罚值的加权和与卡方查验值之间的比率进行核算。卡方查验值是依据模型中的冗余数量和查验的核算确认性（95%置信度）核算的。

质量有必要保持在1以下才干被视为有用和可接受。假如质量超越1，则或许存在与模型或丈量值相关的严重差错。

3、DVR的优势

施行DVR的优势有：

DVR模型中包括的一切站点丈量值的在线验证。

循环中未装置仪器方位的伪丈量。经过运用当时测站丈量值和质量与能量平衡方程，能够检查循环中任何部分的压力、温度、流量等，而不仅仅是仪器装置的方位。

这为循环的其他部分供给了额定的可视性，并经过在无需额定仪器的方位供给丈量节省了资金。

经过去除不必要的余量，操作更挨近标准。

对外表进行的预防性保护较少，由于能够推延。丈量罚值可用于协助辨认毛病、漂移或需求校准的仪器。其成果是削减了保护，改善了电厂外表和控制体系的老化办理。

仪器退化的前期检测。这有助于电厂在问题呈现之前进行修理或纠正，并防止丈量不精确的成果。

削减对不存在物理冗余的单个仪器丈量的依托性。

总功率输出添加，由于电厂能够依据DVR成果对喷嘴结垢导致的给水流量差错施行批改系数。

赢利的提高， DVR能够代替贵重的流量计。美国正在对此进行评价。

确认导致发电丢失的电厂问题，如循环阻隔走漏。

经过削减与电站丈量相关的不确认性，更精确地了解电站运转条件和参数。

近年来，这些长处促进许多电厂施行了DVR。GSE TrueNorth已成功协助美国30多个核电站施行了Belsim的DVR软件。

电站运用DVR能够更好地在线监测其电站功用，改善问题辨认，并协助处理发电丢失问题。

其间三个电厂已运用DVR确认给水流量批改，完成功率康复，现在电力康复作业已取得成功，归纳收益为20 MWe。