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核电作为一种清洁能源,是未来我国几种重要发电方式之一,而且根据国务院常务会议《核电中长期发展规划(2011-2020年)》,未来我国核电发电量占总发电量的比例将会逐步增加,这就使得未来我国核电站并网变负荷运行势在必行。核电站在保证安全的前提下并网AGC运行,给我国核电站的负荷跟踪能力以及其控制系统必然带来新的挑战。本文针对压水堆核电站AGC变工况运行时出现的控制问题,以冷却剂平均温度控制作为堆芯功率控制性能的改善手段进行研究。主要内容依次包括以下几个部分:1)针对压水堆核电站并网AGC运行负荷跟踪的问题,提出了压水堆核电站并网变负荷运行的核电站协调控制原则性方案。通过对压水堆核电站运行模式、稳态运行方案以及控制系统的研究,构建了压水堆核电站负荷跟踪协调控制系统,并对其进行了机理分析。以该部分研究为基础,提出了可通过提高堆芯核功率控制性能来达到核电站的负荷跟踪能力的要求。2)针对压水堆核电站在并网变负荷运行时,核电站协调控制系统的作用下堆芯核功率快速跟踪汽机负荷变化的要求,提出了运用预测控制算法对堆芯核功率进行控制的控制方案。通过建立R棒棒位与冷却剂平均温度动态特性关系的非参数模型,并在MATLAB中设计构建预测控制系统进行堆芯核功率控制的仿真研究。仿真研究结果表明在保证安全的前提下将预测控制算法用于堆芯核功率控制有利于其对汽机负荷的跟踪,具有较快的反应速度。3)针对变工况运行时压水堆核电站堆芯系统的非线性,本文提出了结合非线性系统小区域线性化理论与预测控制算法的多模型预测控制算法,并将其应用于压水堆核电站堆芯核功率控制及仿真研究。仿真结果表明该方法在压水堆核电站变工况运行时也能使得堆芯核功率快速跟踪汽机负荷的变化。