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申请/专利权人：中国核电工程有限公司

摘要：本发明涉及一种核电厂冗余仪表信号预测系统及方法，包括模型训练模块和模型预测模块。所述模型训练模块根据无故障历史数据计算并保存仪表权重、仪表系统误差等模型参数；所述模型预测模块通过训练完成的模型对仪表信号进行在线预测。本发明提供的冗余仪表信号预测方法能够在核电厂正常运行期间对冗余仪表信号进行实时在线监测，通过比较模型预测值和实际测量值的差异，可以提前判断仪表是否出现性能降级或者损坏，从而提高核电厂安全性，降低核电厂运行维护成本。

主权项：1.一种核电厂冗余仪表信号预测系统，包括模型训练模块和模型预测模块，其特征在于，所述模型训练模块使用无故障历史数据计算每个仪表的权重和系统误差，并将权重和系统误差进行保存；所述模型预测模块利用新的冗余仪表运行数据和已保存的模型参数计算得到针对用于仪表信号的预测值并输出；所述模型训练模块包括：历史数据读取单元，实现对无故障历史运行数据的读取；仪表权重计算单元，用于计算每个仪表的权重；使用所述无故障历史数据的随机误差来表征相应仪表的精度，并计算所述仪表权重，计算公式为： 公式中，wi为第i个仪表的权重；Ai为第i个仪表的测量不确定度；Amax为冗余仪表中的最大测量不确定度；σi为第i个仪表无故障历史数据的标准差；σmax为无故障历史数据中仪表的最大标准差；仪表系统误差计算单元，用于计算仪表系统误差；使用所述无故障历史数据中每个仪表的均值与过程变量估计值的均值之间的差值来表征所述仪表系统误差，计算公式为： 公式中，xi_sys为第i个仪表的系统误差；xi_mean为第i个仪表的无故障历史数据均值； 为无故障历史数据的过程变量估计值的均值；模型参数保存单元和冗余仪表信号预测模型，用于保存计算获得的仪表权重与系统误差；所述模型预测模块包括：在线数据读取单元，实现对冗余仪表在线运行数据的读取；模型参数读取单元，实现对模型训练模块过程中所得到的模型参数的读取；仪表一致性系数计算单元，用于计算每个仪表的一致性系数；所述仪表一致性系数表征两个冗余仪表之间充分相近的关系，通过计算两个仪表测量值之间的距离，来判断两个仪表之间是否具有一致性；仪表一致性系数Ci的初始值均为0，仪表一致性系数Ci的计算分为以下三种情况：1分别在所述无故障历史数据或所述在线数据中，假设两个仪表i、j的仪表均值为xi_meanxj_mean，并且满足xi_mean-2σi≥xj_mean+2σj，σi为第i个仪表无故障历史数据的标准差，σj为第j个仪表无故障历史数据的标准差，则表明两个仪表不具有重叠区域，这时两个仪表的一致性根据以下准则进行判断：如果两个仪表的测量值之间的距离|xi-xj|不小于根据所述无故障历史数据所得到的置信区间的最小距离Limitmin＝|xi_mean-xj_mean|-2σi-2σj，并且不大于根据所述无故障历史数据所得到的置信区间的最大距离Limitmax＝|xi_mean-xj_mean|+2σi+2σj，并且两个仪表的测量值之间的上下位置关系没有发生变化，即则表明两个仪表在该时刻的测量值具有一致性；此时，两个仪表的一致性系数Ci均加1，反之则保持初始值；2分别在所述无故障历史数据或所述在线数据中，假设两个仪表i、j的仪表均值为xi_meanxj_mean，并且满足xj_mean-2σjxi_mean-2σixj_mean+2σjxi_mean+2σi，则表明两个仪表具有部分重叠区域，这时两个仪表的一致性根据以下准则进行判断：如果两个仪表的测量值之间的距离|xi-xj|不大于置信区间之间的最大距离Limitmax＝|xi_mean-xj_mean|+2σi+2σj，则表明两个仪表在该时刻的测量值具有一致性；此时，两个仪表的一致性系数Ci均加1，反之则保持初始值；3分别在所述无故障历史数据或所述在线数据中，假设满足以下任一个不等式，则表明两个仪表具有包含关系：xi_mean-2σixj_mean-2σjxj_mean+2σjxi_mean+2σixj_mean-2σjxi_mean-2σixi_mean+2σixj_mean+2σj这时两个仪表的一致性根据以下准则进行判断：如果两个仪表的测量值之间的距离|xi-xj|不大于置信区间之间的最大距离Limitmax＝|xi_mean-xj_mean|+2σi+2σj，则表明两个仪表在该时刻的测量值具有一致性；此时，两个仪表的一致性系数Ci均加1，反之则保持初始值；过程变量估计值计算单元，用于计算过程变量估计值；计算公式为： 公式中，Ci为第i个仪表的一致性系数；xi为第i个仪表的测量值；n为冗余仪表数量；wi为第i个仪表的权重；仪表信号预测值计算单元，用于计算每个输入冗余仪表信号的预测值；使用所述过程变量估计值来表征冗余仪表所测量过程变量的真值，计算公式为： 公式中，为第i个仪表的预测值； 为过程变量估计值；Xi_sys为第i个仪表的系统误差；结果输出单元，用于输出仪表信号预测值计算单元的计算结果。

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