基于多目标粒子群算法的熔盐堆功率控制系统参数优化

• Published in: He jishu
• Main Authors: 邱 芷艺, 王 鹤翔, 李 明海, 朱 贵凤, 郭 建, 刘 亚芬, 严 睿, 邹 杨
• Format: Article
• Language: Chinese
• Published: Science Press 2025-08-01
• Subjects: 熔盐堆; 多目标粒子群算法; 功率控制; 系统仿真
• Online Access: https://www.sciengine.com/doi/10.11889/j.0253-3219.2025.hjs.48.240394
• ISSN: 0253-3219

熔盐堆具有固有安全性和部署灵活性，能够广泛应用于多种场景。功率控制系统是确保熔盐堆安全稳定运行的关键系统之一，其在控制堆芯燃料盐温度的同时，还需要对负载变化进行快速响应，以满足基于熔盐堆的多样化复合能源系统中的潜在需求。控制目标之间存在相互影响，且执行器的数量和可调范围往往有限，因此给控制器参数的选择带来了巨大挑战。本文使用反应堆功率控制系统上普遍采用的比例-积分-微分（Proportional-Integral-Derivative，PID）控制器对堆芯温度和功率进行控制。在MATLAB/Simulink软件中建立熔盐增殖堆（Molten Salt Breeder Reactor，MSBR）一回路非线性模型。基于该模型采用多目标粒子群（Multi-Objective Particle Swarm Optimization，MOPSO）算法对控制器参数进行了优化，并根据灵敏度比偏差筛选每个目标都可接受的优解，实现了自动化选取控制器参数的最佳方案。通过仿真不同工况对控制器的性能进行了验证，结果表明，多目标粒子群算法优化后的控制器具有良好的负荷跟踪能力，能够实现功率及温度双目标的平衡，在负载阶跃变化时能抑制超调量在2%范围内，响应速度快，抗干扰能力强。