(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210695205.0 (22)申请日 2022.06.20 (71)申请人 核电运行研究 （上海） 有限公司 地址 200000 上海市浦东 新区自由贸易试 验区世博馆路5 0号6楼 (72)发明人 曹双华　王欣　张福海　昌正科　 陈锋　凌世情　陶佳林　喻松　 彭瑞华　刘双　 (74)专利代理 机构 核工业专利中心 1 1007 专利代理师 孙成林 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06N 3/12(2006.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 111/06(2020.01)G06F 111/08(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 基于改进多维状态估计的核电厂主冷却剂 泵温度监测方法 (57)摘要 本发明设备可靠性管 理领域， 具体涉及基于 改进多维状态估计的核电厂主冷却剂泵温度监 测方法。 包括如下步骤： 步骤1： 建基于多维状态 估计算法监测模型； 步骤2： 基于遗传算法的监测 模型优化； 步骤3： 基于建立完毕的模型进行设备 状态的评估。 本发明的有益效果在于： 实现多维 监测摒弃以前基于单一测点的设备状态监测行 为， 现构建多维状态估计算法模 型实现从多个关 联主冷却剂泵状态测点的监测方式， 实现更全 面、 精确的设备状态监测方式。 适合核电场景下 的主冷却剂泵设备在核电场景下设备绝大部分 处于平稳的运行状态中， 这为本算法建模提供了 丰富的样 本， 并且契合本算法的核心思想通过比 较设备实时观测者与健康样本估计值的差异性 确定设备状态。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115130289 A 2022.09.30 CN 115130289 A 1.基于改进多维状态估计的核电厂主冷却剂泵温度监测方法， 其特征在于， 包括如下 步骤： 步骤1： 建基于多维状态估计算法监测模型； 步骤2： 基于 遗传算法的监测模型优化； 步骤3： 基于建立完毕的模型进行设备状态的评估。 2.如权利要求1所述的基于改进多维状态估计的核电厂主冷却剂泵温度监测方法， 其 特征在于： 所述的步骤1确定有效可用的历史运行数据， 选取设备正常运行区间最 终构建健 康样本矩阵D， 其中， X(ti)表示第i组实测值， xn(ti)表示第n个传感器第i时刻的实测值， X(ti)＝[x1(ti),x2(ti),...,xn(ti)]T。 3.如权利要求2所述的基于改进多维状态估计的核电厂主冷却剂泵温度监测方法， 其 特征在于： 所述的步骤1构建健康样本矩阵D后， 引入权重计算 公式生成估计值， 其中权重用 W表示， Xest表示估计值， Xobs表示观察 值， Xest＝DW W＝(DTD)‑1DTXobs 为了使得(DTD)‑1可逆， 引入非线性 运算子 使得 可逆， 最终完成基于多维状态估计算法的设备监测模型构建。 4.如权利要求1所述的基于改进多维状态估计的核电厂主冷却剂泵温度监测方法， 其 特征在于： 所述的步骤2中对已有权 重W构建遗传编码Ge， 引入遗传算法完成对权 重的优化： Wopt＝WGe 现基于初始多维状态估计算法生成的估计值与观测值构建评价函数， 在此以评价函数 结果最小值作为训练目标： 对于选择的两个父代染色体按照公式进行交叉操作： akj＝akj(1‑r)+aljr alj＝alj(1‑r)+akjr 此处， 模拟生物学中的遗传方式生成新一代染色体， 将个体第akj段与第alj段进行交叉 操作， 其中r为[0,1]范围内的随机常数。 5.如权利要求4所述的基于改进多维状态估计的核电厂主冷却剂泵温度监测方法， 其 特征在于： 所述的步骤2再通过变异操作从群体中任选择个体对所选择 的染色体中的某段 编码进行变异操作以期产生更优秀的个体， 采用第 i个个体的第j个基因aij进行变异操作， 具体变异方法如下：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115130289 A 2aij＝aij+(aij‑amax)*f(g)r＞0.5 aij＝aij+(amin‑aij)*f(g)r≤ 0.5 式中， r为[0， 1]间的随机数， amax为基因的上届， amin为基因的下届； f(g)＝rand ×(1‑g/ Gmax)2， rand为[0， 1]间的随机数； g为当前迭代次数； Gmax为最大进化次数， 最后将新生成的 交叉和变异个体生成新的种群并计算评价函数， 多次迭代直至生成最优个体及公式中所需 Ge。 6.如权利要求1所述的基于改进多维状态估计的核电厂主冷却剂泵温度监测方法， 其 特征在于： 所述的步骤3对生成的估计值与实际值的残差进行评估， 构建验证样本集Dvobs输 入改进的多维状态估计算法得到估计值集合Dvest， 通过Dvobs‑Dvest得到残差集合E后基于三 西格玛法则得到监测阈值上 带宽vu与监测阈值下 带宽vd。 7.如权利要求6所述的基于改进多维状态估计的核电厂主冷却剂泵温度监测方法， 其 特征在于： 所述的步骤3更进一步构建滑动窗口， 在滑动窗口中对异常测点进 行统计并与设 置值St进行比对， 在模型实际应用中若滑动窗口内估计值比观测值之差大于vd且发生数满 足大于St的条件， 则代表相关测点相较于以前健康运行状态偏低， 反之若滑动窗口内观测 值比估计值之差大于vu且发生数满足大于St的条件， 则 证明设备相关实时采集测点相较于 健康状态出现偏离， 代 表设备可能处于异常状态。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115130289 A 3