CN113238530A - 监测系统显示功能设计方法及系统、验证方法、显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计方法，包括：获取需监测的运行功能清单、运行参数清单及其两者之间的映射关系，运行参数清单包括主要运行参数和辅助运行参数；根据主要运行参数及所述映射关系，获取与运行功能清单中各运行功能相应的智能监测模型；将各运行功能、辅助运行参数的监测结果、各智能监测模型所监测的主要运行参数的监测结果显示在运行状态智能监测系统的显示界面上。进一步地，还提供相应的设计系统、验证方法、显示方法。该设计方法及系统、验证方法、显示方法得到的运行状态智能监测系统显示功能可提高运行状态监测效率且提前识别出运行参数的异常趋势，避免人因失误、降低维护成本、提高核电厂的安全性。

Description

监测系统显示功能设计方法及系统、验证方法、显示方法

技术领域

本发明属于核电技术领域，具体涉及一种核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计方法及系统、验证方法、显示方法。

背景技术

核电厂的系统规模庞大，运行工况复杂，运行状态参数众多 (例如：每台华龙一号机组设置有超过23000个传感器)，其运行状态需满足技术规范、导则和相关操作规程的要求。在机组正常运行期间，每台机组的主控室中一般配置有2名操纵员且每台DCS(Distributed Control System，分散控制系统)工作站配置有 4-6台显示器，供操纵员监测机组运行状态。为协助开展机组的状态监测，在新建核电厂中设置有报警系统和界面系统。其中，报警系统主要用于在相关运行参数突破报警阈值后(即故障发生后)，发出声光报警，提示操纵员关注。而界面系统用于在操纵员工作站屏幕上显示的界面，使得操纵员能及时关注到相关参数的当前值和变化趋势，以了解机组的总体运行状态，并预防机组进入故障运行工况。通常，单台大型商用压水堆核电机组用于监控机组状态的各类显示界面数量超过1000幅。根据工作需要，操纵员往往采用定期巡盘(一般以2小时为一个周期)等方式通过不断地翻阅界面，来监测机组运行状态相关的重要参数，防止机组运行状态超限。

因此，即使是2名训练有素的核电厂操纵员，在面对含有 23000多点随机组运行状态波动参数的超过1000幅界面进行巡盘时，将面临严峻挑战，人工巡盘效率低，且易发生未能有效识别出参数趋势的异常的人因失误，或由于没有翻看到合适界面而根本无法看到参数的问题。

此外，操纵员往往是在报警系统报警后才会关注某系统，然后针对报警信息寻找故障来源，再采取纠正式维护工作，维护效率低，维修成本高，甚至可能导致机组状态恶化，进入事故运行工况等严重后果。而在报警触发之前的一段时间内，虽然运行参数一直在报警阈值允许的范围内随着机组的状态变化而波动，运行状态参数的变化趋势已经出现异常。如何在触发报警系统前，有效地识别出运行参数趋势异常，提前采取维护措施，提高系统安全性，是亟需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的上述不足，提供一种核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计方法及系统、验证方法、显示方法，用于提高运行状态监测效率且提前识别出运行参数的异常趋势，避免人因失误、降低维护成本、提高核电厂系统的安全性。

第一方面，本发明实施例提供一种核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计方法，包括：获取需监测的运行功能清单、运行参数清单及其两者之间的映射关系，运行参数清单包括主要运行参数和辅助运行参数；根据主要运行参数及所述映射关系，获取与运行功能清单中各运行功能相应的智能监测模型；将各运行功能、辅助运行参数的监测结果、各智能监测模型所监测的主要运行参数的监测结果显示在运行状态智能监测系统的显示界面上。

优选地，所述获取需监测的运行功能清单、运行参数清单及其两者之间的映射关系，具体包括：根据核电厂的机组运行过程及对机组运行过程的监测职责，获取运行状态智能监测系统需监测的运行功能清单，运行功能清单包括所有标准运行模式的运行功能、机组瞬态运行过程的运行监测功能；筛选出各运行功能中反映核电厂系统运行状态所需的运行参数清单。

所述主要运行参数和所述辅助运行参数的确定过程包括：

分析运行参数清单中各运行参数之间的相关性；将运行参数清单中相关性大于预设阈值的运行参数确定为主要运行参数，将运行参数清单中相关性小于或等于预设阈值的运行参数确定为辅助运行参数。

优选地，所述根据主要运行参数及所述映射关系，获取与运行功能清单中各运行功能相应的智能监测模型，具体包括：根据主要运行参数及所述映射关系，确定与每个运行功能相应的智能监测模型的输入参数及智能监测模型的数量为N个，N为正整数；获取所确定的输入参数的历史运行数据，使用历史运行数据训练和测试N个智能监测模型，直至得到通过测试的N个智能监测模型。

优选地，所述根据主要运行参数及所述映射关系，确定与每个运行功能相应的智能监测模型的输入参数及智能监测模型的数量为N个，具体包括：根据建模算法性能参数限制，确定智能监测模型的输入参数的数量阈值；根据运行参数所属功能的安全分级，从主要运行参数中筛选出工艺系统主路径中与核安全或核电厂可利用率直接相关的关键运行参数，将未筛选出的主要运行参数确定为一般运行参数；根据确定的输入参数的数量阈值，将冗余设计的所述一般运行参数和系统相关性小于预设阈值的所述一般运行参数拆分为不同的参数组，得到N个一般运行参数组，以使各个一般运行参数组中参数的数量小于数量阈值；将所述关键运行参数分别与N个一般运行参数组进行组合，得到N个不同的智能监测模型的输入参数组合，将N个输入参数组合分别确定为 N个智能监测模型的输入参数，并确定智能监测模型的数量为N 个。

优选地，所述获取所确定的输入参数的历史运行数据，使用历史运行数据训练和测试N个智能监测模型，直至得到通过测试的N个智能监测模型，具体包括：获取所确定的输入参数的历史运行数据；设定N个智能监测模型的网络结构，得到N个智能监测模型；基于所确定的N个智能监测模型的输入参数，使用输入参数的历史运行数据训练得到的N个智能监测模型，以确定各智能监测模型的超参数；对确定出超参数的各智能监测模型进行测试评估；若未通过测试，重新确定智能监测模型的输入参数、智能监测模型的网络结构后再进行训练、测试，直至得到通过测试的N个智能监测模型。

优选地，在所述获取与运行功能清单中各运行功能相应的智能监测模型之后，以及在所述将各运行功能、辅助运行参数的监测结果、各智能监测模型所监测的主要运行参数的监测结果显示在运行状态智能监测系统的显示界面上之前，核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计方法还包括：使用通过测试的智能监测模型对主要运行参数进行实时监测及运行状态预测，得到运行状态的测量值及预测值，并比对测量值与预测值，在测量值与预测值的动态趋势残差超过预警阈值后，触发动态趋势预警，对辅助运行参数进行实时监测得到运行状态的测量值，并设置报警阈值，在辅助运行参数的测量值超过报警阈值后，触发报警。

优选地，运行状态智能监测系统的界面包括状态监测总界面、与各运行功能相应的运行监测功能界面。所述将各运行功能、辅助运行参数的监测结果、各智能监测模型所监测的主要运行参数的监测结果显示在运行状态智能监测系统的显示界面上，具体包括：将各运行功能、各运行功能相应的辅助运行参数的监测结果显示在运行状态智能监测系统的状态监测总界面上，以及将各智能监测模型所监测的主要运行参数的监测结果以统计数据形式显示在运行状态智能监测系统的状态监测总界面上；将各智能监测模型分别对相应的主要运行参数的监测结果以详细数据形式显示在运行状态监智能测系统的运行监测功能界面上。

优选地，所述将各运行功能、辅助运行参数的监测结果、各智能监测模型所监测的主要运行参数的监测结果显示在运行状态智能监测系统的显示界面上，还包括：当智能监测模型分别对相应的主要运行参数的监测结果为触发动态趋势预警时，统计数据显示不同的颜色以提示预警发生；当智能监测模型分别对相应的主要运行参数的监测结果为运行参数状态正常时，统计数据显示为零。所述将各智能监测模型分别对相应的主要运行参数的监测结果以详细数据形式显示在运行状态智能监测系统的运行监测功能界面上，具体包括：将运行功能对应的N个智能监测模型分别对主要运行参数的监测结果显示在运行状态智能监测系统的运行监测功能界面上的N个虚线框中，以区分不同的智能监测模型；在各智能监测模型所在虚线框中，将不同类别的主要运行参数的监测结果显示在不同虚线框中以进行区分显示。

第二方面，本发明实施例还提供一种核电厂运行状态智能监测系统显示的功能验证方法，包括：在运行状态智能监测系统中实施第一方面中所述的核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计方法；模拟部分运行参数异常，并查看运行状态智能监测系统的显示界面，判断运行状态智能监测系统的显示界面的显示功能是否满足性能指标。

第三方面，本发明实施例还提供一种核电厂运行状态智能监测系统的显示方法，根据第一方面中所述的运行状态智能监测系统显示的功能设计方法进行显示。

第四方面，本发明实施例还提供一种核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计系统，包括第一获取模块、第二获取模块、显示模块。

第一获取模块，用于获取需监测的运行功能清单、运行参数清单及其两者之间的映射关系，运行参数清单包括主要运行参数和辅助运行参数。第二获取模块，与第一获取模块连接，用于根据主要运行参数及所述映射关系，获取与运行功能清单中各运行功能相应的智能监测模型。显示模块，与第一获取模块和第二获取模块分别连接，用于将各运行功能、辅助运行参数的监测结果、各智能监测模型所监测的主要运行参数的监测结果显示在运行状态智能监测系统的显示界面上。

本发明的核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计方法及系统、验证方法、显示方法中，首先获取需监测的运行功能清单、运行参数清单及其两者之间的映射关系，运行参数清单包括主要运行参数和辅助运行参数；再根据主要运行参数及所述映射关系，获取与运行功能清单中各运行功能相应的智能监测模型；最后将各运行功能、辅助运行参数的监测结果、各智能监测模型所监测的主要运行参数的监测结果显示在运行状态智能监测系统的显示界面上。由于运行状态智能监测系统采用了智能监测模型，因此对运行功能下的主要运行参数进行动态趋势预警监测，从而提前识别出运行参数的异常趋势，避免人因失误、降低维护成本、提高核电厂系统的安全性。且针对运行功能均监测主要运行参数和辅助运行参数，提高监测效率，整体把控核电厂系统运行概况。

附图说明

图1：为本发明实施例1的一种核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计方法的流程图；

图2：为本发明实施例1的核电厂运行状态智能监测系统显示界面的状态监测总界面的示意图；

图3：为本发明实施例1的核电厂运行状态智能监测系统显示界面的功率运行模式相应的运行监测功能界面的示意图；

图4：为本发明实施例4的核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供一种核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计方法。具体以对功率运行模式的运行状态进行监测示例说明，对功率运行模式下的运行状态进行监测属于核电厂运行状态智能监测系统的重要组成部分。在功率运行模式下，涉及了需要监测反应堆系统、主给水系统、主蒸汽系统等多个关键工艺系统的众多运行参数。核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计方法包括：

步骤101，获取需监测的运行功能清单、运行参数清单及其两者之间的映射关系，运行参数清单包括主要运行参数和辅助运行参数。

具体地，步骤101包括步骤S11和步骤S12：

步骤S11，根据核电厂的机组运行过程及对机组运行过程的监测职责，获取运行状态智能监测系统需监测的运行功能清单，运行功能清单包括所有标准运行模式的运行功能、机组瞬态运行过程的运行功能。其中，标准运行模式包括功率运行模式、热备用模式热停堆运行模式、蒸汽发生器冷却正常停堆模式(MODE3)、热停堆模式(MODE4)、冷停堆运行模式、换料停堆运行模式、维修停堆运行冷停堆模式(MODE5)等。针对各标准运行模式应设置对应的运行功能(又称运行监测功能)，以监测机组在各标准运行模式下的运行状态。此外，瞬态运行过程的监测应包括核岛主要调节器、常规岛主要调节器、核岛泵电流、常规岛泵电流的状态等，针对机组瞬态运行过程应设置对应的运行功能(又称运行监测功能)，以监测机组瞬态过程中的运行状态。

本实施例中，功率运行模式属于标准运行模式之一，因此，针对该运行模式应设置对应的运行功能，以监测机组在功率运行模型下的运行状态。如图2所示，获取核电厂运行状态智能监测系统的需监测的运行功能清单包括功率运行模式的运行功能、 MODE3的运行功能、MODE4的运行功能、MODE5的运行功能、核岛主要调节器的运行功能、常规岛主要调节器的运行功能、核岛泵电流的运行功能、常规岛泵电流的运行功能等。

步骤S12，筛选出各运行功能中反映核电厂系统运行状态所需的运行参数清单，运行参数清单包括主要运行参数和辅助运行参数。

在核电厂运行过程中，会涉及到核电厂中大量的工艺系统和设备，每个工艺系统和设备又都包含大量的运行参数，为减少操纵员监测工作的负荷，针对每个运行功能应在保证监测职责的前提下尽量减少需监测的运行参数的数量。根据以下筛选原则筛选出各运行功能所需的运行参数清单，并确定其中的主要运行参数和辅助运行参数。

(1)分析各运行功能的机组运行过程，根据核电厂运行经验，筛选出使核电厂的运行状态满足运行文件的设计要求所需的运行参数清单或者筛选出各运行功能中反映核电厂的运行状态所需的运行参数清单；

(2)分析运行参数清单中各运行参数之间的相关性；将运行参数清单中相关性大于预设阈值的运行参数确定为主要运行参数 (又称主要运行监测参数)，将运行参数清单中相关性小于或等于预设阈值的运行参数确定为辅助运行参数(又称辅助监测参数)。

(3)当(1)中的运行参数数量过多时，根据参数重要性和参数监视要求的频度进行精简，即在工艺系统界面中详细监视非重要的、频度低于频度阈值的运行参数，在运行功能中仅需保留重要的、频度高于频度阈值的运行参数。

本实施例中，针对功率运行模式这一运行功能对应的机组运行过程进行详细的分析后，得到了该运行功能需监测的所有运行参数。并根据如上所述的筛选原则对所有运行参数进行筛选和确定得到运行参数清单：

(1)根据核电厂运行经验，为使电厂的运行状态满足《核电厂总体运行导则》及《导则设计说明文件》的设计要求，堆芯功率、主回路冷热管段温度、主给水流量、蒸汽流量、蒸发器蒸汽压力、蒸发器液位、汽机脉冲压力、硼酸箱液位等运行参数为所需的监测参数，且能反映核电厂系统在功率运行模式下的运行状态，即功率运行模式的运行功能对应的运行参数清单应包括上述八种运行参数。

(2)采用如人为调控堆芯功率等方式，对监测的运行参数进行模拟机仿真验证及相关性分析，得到堆芯功率、主回路冷热管段温度、主给水流量、蒸汽流量、蒸发器蒸汽压力、蒸发器液位、汽机脉冲压力等运行参数之间的相关性大于预设阈值，而硼酸箱液位这一运行参数与其他运行参数之间的相关性小于预设阈值，因此，在运行参数清单中，将堆芯功率、主回路冷热管段温度、主给水流量、蒸汽流量、蒸发器蒸汽压力、蒸发器液位、汽机脉冲压力这七种运行参数确定为主要运行参数，后续对主要运行参数设置动态趋势预警监测；而硼酸箱液位这一运行参数确定为辅助运行参数，后续采用设置报警阈值的方式进行报警监测，即对硼酸箱液位监测到的测量值超过报警阈值时，进行报警。

(3)对功率运行模式下的机组堆芯功率状态监测，需要监视堆芯的棒位等其他运行参数，但是为了控制监测界面的信息量，考虑到堆芯功率为监测的主要运行参数，因此，此部分的堆芯棒位等详细监测信息将在对应的工艺系统界面中进行显示，而在该运行功能中仅保留堆芯功率这一主要运行参数。基于上述筛选原则，确定了功率运行模式的运行功能中需监测的主要运行参数和辅助运行参数，即功率运行模式的运行功能与其主要运行参数和辅助运行参数存在映射关系。采用相同的方法可获取其他运行功能相应的主要运行参数和辅助运行参数。

步骤102，根据主要运行参数及所述映射关系，获取与运行功能清单中各运行功能相应的智能监测模型。

具体地，步骤102包括步骤S21和步骤S22：

步骤S21，根据主要运行参数及所述映射关系(即运行功能清单与运行参数清单的映射关系)，确定与每个运行功能相应的智能监测模型的输入参数及智能监测模型的数量为N个，N为正整数。

步骤S22，获取所确定的输入参数的历史运行数据，使用历史运行数据训练和测试N个智能监测模型，直至得到通过测试的N 个智能监测模型，其中，一个运行功能对应N个智能监测模型。

由于每个运行功能需监测的主要运行参数的数量大，为节省计算资源，提高监测精确性，并且便于智能监测模型的定期更新，将根据分组建模原则，针对每个运行功能开发多个输入参数数量可控的智能监测模型，以用于对运行功能的主要运行参数进行动态趋势预警监测。

可选地，步骤S21具体包括分组建模原则：根据建模算法性能参数限制，确定智能监测模型的输入参数的数量阈值；根据运行参数所属功能的安全分级，从主要运行参数中筛选出工艺系统主路径中与核安全或核电厂可利用率直接相关的关键运行参数，将未筛选出的主要运行参数确定为一般运行参数；根据确定的输入参数的数量阈值，将冗余设计的所述一般运行参数和系统相关性小于预设阈值的所述一般运行参数拆分为不同的参数组，得到 N个一般运行参数组，以使各个一般运行参数组中参数的数量小于数量阈值；将所述关键运行参数分别与N个一般运行参数组进行组合，得到N个不同的智能监测模型的输入参数组合，将N个输入参数组合分别确定为N个智能监测模型的输入参数，并确定智能监测模型的数量为N个。

本实施例中，根据上述实施例确定的主要运行参数(堆芯功率、主回路冷热管段温度、主给水流量、蒸汽流量、蒸发器蒸汽压力、蒸发器液位、汽机脉冲压力)以及步骤S21具体包括的分组建模原则，针对功率运行模式这一运行功能确定其智能监测模型的数量及输入参数，包括：

(a)根据建模算法性能参数限制，对应设置模型输入参数的数量阈值(例如数量阈值的取值为25)；

(b)根据运行参数所属功能的安全分级，从上述七种主要运行参数中筛选出工艺系统主路径中与核安全或核电厂可利用率直接相关的关键运行参数(堆芯功率)，将未筛选出的主要运行参数确定为一般运行参数(主回路冷热管段温度、主给水流量、蒸汽流量、蒸发器蒸汽压力、蒸发器液位、汽机脉冲压力)。

(c)基于核电厂的冗余设计原则和系统相关性原则将一般运行参数拆分为N个子组，以避免单个智能监测模型的输入参数的数量超过数量阈值(数量阈值可根据实际情况进行设置)。其中，冗余设计原则指核电机组为重要的关键测点设置多个冗余仪表，以保证机组的安全运行；系统相关性原则指保证智能监测模型中各运行参数之间的相关性，避免将不相关或相关性较低的几个运行参数放在一个智能监测模型中，以导致智能监测结果的不确定性。如图3所示，针对每个一般运行参数均设置了12个冗余仪表，基于冗余设计原则和系统相关性原则得到三个子组，每个子组包括主给水流量、蒸汽流量、蒸发器蒸汽压力、蒸发器液位等一般运行参数的监测数据。例如，当一般运行参数A设置了3个冗余仪表，则将一般运行参数A拆分为N＝3的三个子组。又如当三个一般运行参数ABC相关，三个一般运行参数DEF相关，参数A 与参数D不相关，则将参数ABCDEF拆分为N＝2的两个子组(ABC 子组和DEF子组)。

(d)基于设置的模型输入参数的数量阈值(如25)，将关键运行参数(堆芯功率)分别与(c)中的三个子组(每个子组包含主回路冷热管段温度、主给水流量、蒸汽流量、蒸发器蒸汽压力、蒸发器液位)组合，得到三个不同的智能监测模型的输入参数组合，将三个输入参数组合分别确定为三个智能监测模型的输入参数，则完成智能监测模型的分组。采用相同的方法相应获得其他运行功能对应的智能监测模型的数量及输入参数。

可选地，步骤S22具体包括：获取所确定的输入参数的历史运行数据；设定N个智能监测模型的网络结构，得到N个智能监测模型；基于所确定的N个智能监测模型的输入参数，使用输入参数的历史运行数据训练得到的N个智能监测模型，以确定各智能监测模型的超参数；对确定出超参数的各智能监测模型进行测试评估；若未通过测试，重新确定智能监测模型的输入参数、智能监测模型的网络结构后再进行训练、测试，直至得到通过测试的N个智能监测模型，以对输入参数进行实时的动态趋势预警监测。

本实施例中，采用自联想人工神经元网络算法、自联想核回归等智能算法，分别设定功率运行模式这一运行功能对应的N个智能监测模型的网络结构，得到N个智能监测模型，并基于确定的输入参数的历史运行数据，对智能监测模型进行训练，以确定智能监测模型的超参数，并对确定超参数的各智能监测模型进行测试评估，得到通过测试的N个智能监测模型。采用相似的方法可获得其他运行功能对应的N个智能监测模型，例如获得MODE3 的运行功能对应的两个智能监测模型、MODE4的运行功能对应的四个智能监测模型等。

得到通过测试的N个智能监测模型之后，以及在将各运行功能、辅助运行参数的监测结果、各智能监测模型所监测的主要运行参数的监测结果显示在运行状态智能监测系统的显示界面上之前，核电厂运行状态智能监测系统显示的设计方法还包括：使用通过性能测试的智能监测模型对主要运行参数进行实时监测及运行状态预测，得到运行状态的测量值及预测值，并比对测量值与预测值，在测量值与预测值的动态趋势残差超过预警阈值后，触发动态趋势预警，对辅助运行参数进行实时监测得到运行状态的测量值，并设置报警阈值，在辅助运行参数的测量值超过报警阈值后，触发报警。从而实现对各运行功能对应的运行参数进行监测，使用智能监测模型进行动态趋势预警，可实现在监测的运行参数突破传统报警阈值之前，提早识别出机组运行状态的参数的异常变化趋势，及时准确地判定系统/设备是否偏离正常运行状态，并提前进行设备维护。

由于核电厂运行状态智能监测系统中包含的监测信息较多、种类繁多，操纵员需要监测大量机组运行状态信息，逐一判断是否有运行参数出现异常，为了减少操纵员的工作负荷，提高电厂运行监测的效率，需对核电厂运行状态智能监测系统的显示界面所显示的内容进行设计，以保证操纵员能快速高效地获取所需的监测信息，采用步骤103完成对显示界面的设计。

步骤103，将各运行功能、辅助运行参数的监测结果、各智能监测模型所监测的主要运行参数的监测结果显示在运行状态智能监测系统的界面上。

具体地，步骤103包括步骤S31-步骤S32。运行状态智能监测系统的界面包括状态监测总界面(如图2所示)、与各运行功能相应的运行监测功能界面(如图3所示的功率运行模式的运行监测功能界面)。

步骤S31，将各运行功能、各运行功能相应的辅助运行参数的监测结果显示在核电厂运行状态智能监测系统的状态监测总界面上，以及将各智能监测模型所监测的主要运行参数的监测结果以统计数据形式显示在运行状态智能监测系统的状态监测总界面上，对于主要运行参数的具体的状态监测信息可在对应的运行功能界面中详细显示，并且针对出现预警的主要运行参数可以点击查看其具体的趋势残差变化曲线图，以更直观、清晰地监视核电厂的运行状态。

具体地，当智能监测模型分别对相应的主要运行参数的监测结果为触发动态趋势预警时，统计数据显示不同的颜色以提示预警发生；当智能监测模型分别对相应的主要运行参数的监测结果为运行参数状态正常时，统计数据显示为零。

步骤S32，将各智能监测模型分别对相应的主要运行参数的监测结果以详细数据形式显示在运行状态智能监测系统的运行监测功能界面上。

具体地，将运行功能对应的N个智能监测模型分别对主要运行参数的监测结果显示在运行状态智能监测系统的运行监测功能界面上的N个虚线框中，以区分不同的智能监测模型；在各智能监测模型所在虚线框中，将不同类别的主要运行参数的监测结果显示在不同虚线框中以进行区分显示。

本实施例中，依据步骤103对界面设计如图2、图3所示。基于运行功能清单和运行功能的主要运行参数和辅助运行参数形成核电厂运行状态智能监测系统的总显示界面，如图2所示，其中“主”“辅”分别对应了每个运行功能对应的运行参数清单中的主要运行参数和辅助运行参数，数字0表示当前运行功能的主要运行参数中出现异常的参数个数，当数字不为0时，该数字所在区域显示红色以示预警，“FXXX”分别对应主要运行参数和辅助运行参数的监测画面链接。在本实施例中，基于智能监测模型分组形成功率运行模式相应的运行监测功能界面，如图3所示的界面样例，界面的上、中、下部分的三个虚线框分别对应了确定的3 个智能监测模型，每个智能监测模型所在的虚线框中，按照类别以虚线分割布置显示不同的主要运行参数的监测结果，如水位、蒸汽流量、蒸汽压力、功率等，当某个智能监测模型中的某一运行参数的监测结果出现异常预警，则监测结果所在区域显示红色以示预警。

本实施例的核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计方法中，针对机组主要运行参数设置智能监测模型进行动态趋势预警。当机组运行参数变化趋势出现微小异常时，可提前提示操纵员关注该运行参数，从而在触发传统的报警系统动作前，及时采取维护措施，预警机组状态恶化，提升核电机组的安全性和经济性。此外，基于智能监测功能的特性，优化核电厂运行状态智能监测系统的人机接口设计。在系统中，设置状态监测总界面及多个运行监测功能界面，使得各运行功能的总体状态信息统一以直观简要的方式展现在状态监测总界面上，使得操纵员在使用核电厂运行状态智能监测系统的过程中，无需像在传统的界面系统中那样，翻阅大量界面逐一开展监测。在本实施例中，采用多层级监视的方式，借助智能化技术，使操纵员能够更方便的感知机组运行状态的全貌，有效地降低了操纵员的工作负荷，提高了操纵员的监测效率，实现了核电厂运行状态的安全和高效监测。

实施例2：

本实施例提供一种核电厂运行状态智能监测系统显示的功能验证方法，所述验证方法用于验证当前的运行状态智能监测系统的显示是否合理。方法包括：

步骤201，在运行状态智能监测系统中实施实施例1中所述的核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计方法。

步骤202，模拟部分运行参数异常，并查看运行状态智能监测系统的显示界面。

步骤203，判断运行状态智能监测系统的显示界面的显示功能是否满足性能指标。

具体地，在完成整个核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计方案后，在核电厂设计验证平台上实施所述设计方案。并通过在核电厂设计验证平台的热工水力模型上模拟不同的运行参数异常的方式，来“背靠背”的验证所述设计方案是否满足设计之初确定的功能和性能指标，功能和性能指标示例：是否能实现功率运行状态下电厂运行状态的动态趋势监测功能和对应界面的显示功能；对监测准确性进行验证，对界面中显示的异常参数，对应在验证平台上查看运行状态，是否的确出现异常，检查是否存在误报漏报误显示等问题；最后进行人因验证，分析是否满足电厂人员操作习惯。对于不满足的部分，需重新获取运行功能清单、运行参数清单，并对原设计方案进行必要的优化，直至满足功能和性能指标要求。此外，“背靠背”的验证指一方面由验证平台按照核电厂当前的监测方式进行运行状态监测，另一方面按照实施例1的设计进行机组状态监测，互不干扰，最后对比两方面的监测结果、监测效率等。

实施例3：

本实施例提供一种核电厂运行状态智能监测系统的显示方法，包括根据实施例1中所述的运行状态智能监测系统显示的功能设计方法进行显示。

实施例4：

如图4所示，本实施例提供一种核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计系统，包括第一获取模块41、第二获取模块42、显示模块43。

第一获取模块41，用于获取需监测的运行功能清单、运行参数清单及其两者之间的映射关系，运行参数清单包括主要运行参数和辅助运行参数。

第二获取模块42，与第一获取模块41连接，用于根据主要运行参数及所述映射关系，获取与运行功能清单中各运行功能相应的智能监测模型。

显示模块43，与第一获取模块41和第二获取模块42分别连接，用于将各运行功能、辅助运行参数的监测结果、各智能监测模型所监测的主要运行参数的监测结果显示在运行状态智能监测系统的显示界面上。

可选地，第一获取模块包括第一获取单元和筛选单元。

第一获取单元，用于根据核电厂的机组运行过程及对机组运行过程的监测职责，获取运行状态智能监测系统需监测的运行功能清单，运行功能清单包括所有标准运行模式的运行功能、机组的瞬态运行过程的运行功能。

筛选单元，与第一获取单元连接，用于筛选出各运行功能中反映核电厂系统运行状态所需的运行参数清单。

可选地，第二获取模块包括确定单元和建模单元。

确定单元，用于根据主要运行参数及所述映射关系，确定与每个运行功能相应的智能监测模型的输入参数及智能监测模型的数量为N个，N为正整数。

建模单元，与确定单元连接，用于获取所确定的输入参数的历史运行数据，使用历史运行数据训练和测试N个智能监测模型，直至得到通过测试的N个智能监测模型。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计方法，其特征在于，包括：

获取需监测的运行功能清单、运行参数清单及其两者之间的映射关系，运行参数清单包括主要运行参数和辅助运行参数；

根据主要运行参数及所述映射关系，获取与运行功能清单中各运行功能相应的智能监测模型；

将各运行功能、辅助运行参数的监测结果、各智能监测模型所监测的主要运行参数的监测结果显示在运行状态智能监测系统的显示界面上。

2.根据权利要求1所述的核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计方法，其特征在于，所述获取需监测的运行功能清单、运行参数清单及其两者之间的映射关系，具体包括：

根据核电厂的机组运行过程及对机组运行过程的监测职责，获取运行状态智能监测系统需监测的运行功能清单，运行功能清单包括所有标准运行模式的运行功能、机组瞬态运行过程的运行功能；

筛选出各运行功能中反映核电厂系统运行状态所需的运行参数清单，

所述主要运行参数和所述辅助运行参数的确定过程包括：

分析运行参数清单中各运行参数之间的相关性；

将运行参数清单中相关性大于预设阈值的运行参数确定为主要运行参数，

将运行参数清单中相关性小于或等于预设阈值的运行参数确定为辅助运行参数。

3.根据权利要求2所述的核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计方法，其特征在于，所述根据主要运行参数及所述映射关系，获取与运行功能清单中各运行功能相应的智能监测模型，具体包括：

根据主要运行参数及所述映射关系，确定与每个运行功能相应的智能监测模型的输入参数及智能监测模型的数量为N个，N为正整数；

获取所确定的输入参数的历史运行数据，使用历史运行数据训练和测试N个智能监测模型，直至得到通过测试的N个智能监测模型。

4.根据权利要求3所述的核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计方法，其特征在于，所述根据主要运行参数及所述映射关系，确定与每个运行功能相应的智能监测模型的输入参数及智能监测模型的数量为N个，具体包括：

根据建模算法性能参数限制，确定智能监测模型的输入参数的数量阈值；

根据运行参数所属功能的安全分级，从主要运行参数中筛选出工艺系统主路径中与核安全或核电厂可利用率直接相关的关键运行参数，将未筛选出的主要运行参数确定为一般运行参数；

根据确定的输入参数的数量阈值，将冗余设计的所述一般运行参数和系统相关性小于预设阈值的所述一般运行参数拆分为不同的参数组，得到N个一般运行参数组，以使各个一般运行参数组中参数的数量小于数量阈值；

将所述关键运行参数分别与N个一般运行参数组进行组合，得到N个不同的智能监测模型的输入参数组合，将N个输入参数组合分别确定为N个智能监测模型的输入参数，并确定智能监测模型的数量为N个。

5.根据权利要求4所述的核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计方法，其特征在于，所述获取所确定的输入参数的历史运行数据，使用历史运行数据训练和测试N个智能监测模型，直至得到通过测试的N个智能监测模型，具体包括：

获取所确定的输入参数的历史运行数据；

设定N个智能监测模型的网络结构，得到N个智能监测模型；

基于所确定的N个智能监测模型的输入参数，使用输入参数的历史运行数据训练得到的N个智能监测模型，以确定各智能监测模型的超参数；

对确定出超参数的各智能监测模型进行测试评估；

若未通过测试，重新确定智能监测模型的输入参数、智能监测模型的网络结构后再进行训练、测试，直至得到通过测试的N个智能监测模型。

6.根据权利要求5所述的核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计方法，其特征在于，在所述获取与运行功能清单中各运行功能相应的智能监测模型之后，以及在所述将各运行功能、辅助运行参数的监测结果、各智能监测模型所监测的主要运行参数的监测结果显示在运行状态智能监测系统的显示界面上之前，还包括：

使用通过测试的智能监测模型对主要运行参数进行实时监测及运行状态预测，得到运行状态的测量值及预测值，并比对测量值与预测值，在测量值与预测值的动态趋势残差超过预警阈值后，触发动态趋势预警，

对辅助运行参数进行实时监测得到运行状态的测量值，并设置报警阈值，在辅助运行参数的测量值超过报警阈值后，触发报警。

7.根据权利要求6所述的核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计方法，其特征在于，运行状态智能监测系统的界面包括状态监测总界面、与各运行功能相应的运行监测功能界面，

所述将各运行功能、辅助运行参数的监测结果、各智能监测模型所监测的主要运行参数的监测结果显示在运行状态智能监测系统的显示界面上，具体包括：

将各运行功能、各运行功能相应的辅助运行参数的监测结果显示在运行状态智能监测系统的状态监测总界面上，以及将各智能监测模型所监测的主要运行参数的监测结果以统计数据形式显示在运行状态智能监测系统的状态监测总界面上；

将各智能监测模型分别对相应的主要运行参数的监测结果以详细数据形式显示在运行状态智能监测系统的运行监测功能界面上。

8.根据权利要求7所述的核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计方法，其特征在于，所述将各运行功能、辅助运行参数的监测结果、各智能监测模型所监测的主要运行参数的监测结果显示在运行状态智能监测系统的显示界面上，还包括：

当智能监测模型分别对相应的主要运行参数的监测结果为触发动态趋势预警时，统计数据显示不同的颜色以提示预警发生；当智能监测模型分别对相应的主要运行参数的监测结果为运行参数状态正常时，统计数据显示为零，

所述将各智能监测模型分别对相应的主要运行参数的监测结果以详细数据形式显示在运行状态智能监测系统的运行监测功能界面上，具体包括：

将运行功能对应的N个智能监测模型分别对主要运行参数的监测结果显示在运行状态智能监测系统的运行监测功能界面上的N个虚线框中，以区分不同的智能监测模型；

在各智能监测模型所在虚线框中，将不同类别的主要运行参数的监测结果显示在不同虚线框中以进行区分显示。

9.一种核电厂运行状态智能监测系统显示的功能验证方法，其特征在于，包括：

在运行状态智能监测系统中实施权利要求1-8任一项所述的核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计方法；

模拟部分运行参数异常，并查看运行状态智能监测系统的显示界面，

判断运行状态智能监测系统的显示界面的显示功能是否满足性能指标。

10.一种核电厂运行状态智能监测系统的显示方法，其特征在于，根据权利要求1-8任一项所述的核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计方法进行显示。

11.一种核电厂运行状态智能监测系统显示的功能设计系统，其特征在于，包括第一获取模块、第二获取模块、显示模块，

第一获取模块，用于获取需监测的运行功能清单、运行参数清单及其两者之间的映射关系，运行参数清单包括主要运行参数和辅助运行参数，

第二获取模块，与第一获取模块连接，用于根据主要运行参数及所述映射关系，获取与运行功能清单中各运行功能相应的智能监测模型，

显示模块，与第一获取模块和第二获取模块分别连接，用于将各运行功能、辅助运行参数的监测结果、各智能监测模型所监测的主要运行参数的监测结果显示在运行状态智能监测系统的显示界面上。

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