Дисертації з теми "Nuclear power unit"

The large-scale integration of wind generation into the power system brings great challenges to transmission expansion planning (TEP) and unit commitment (UC). The intermittence nature of wind generation needs to be fully considered in these two problems, which stimulates the research of this thesis. The selection of candidate lines is the prerequisite for the TEP problem. Considering the limitations of manual selection approach, a method to select candidate lines automatically is proposed, which consists of five stages to reinforce existing corridors and new corridors. Results of the two test systems illustrate that the locational marginal price difference is neither sufficient nor necessary condition for candidate lines. The uncertainty of load demand and wind power is studied both in the TEP and UC problems. In the term of TEP, a two-stage stochastic formulation of TEP is proposed. The stochastic dual dynamic programming (SDDP) approach is applied to consider the uncertainty, and the whole model is solved by Benders decomposition (BD) technique. In the term of UC, the chance-constrained two-stage programming formulation is proposed for the day-ahead UC problem. The chance-constrained stochastic programming formulation is converted into an equivalent deterministic formulation by a sequence of approximation and verification.

The Department of Energy and the Idaho National Laboratory are developing a Next Generation Nuclear Plant (NGNP) to serve as a demonstration of state-of-the-art nuclear technology. The purpose of the demonstration is two fold: 1) efficient low cost energy generation and 2) hydrogen production. Although a next generation plant could be developed as a single-purpose facility, early designs are expected to be dual-purpose. While hydrogen production and advanced energy cycles are still in their early stages of development, research towards coupling a high temperature reactor, electrical generation and hydrogen production is under way. Many aspects of the NGNP must be researched and developed to make recommendations on the final design of the plant. Parameters such as working conditions, cycle components, working fluids, and power conversion unit configurations must be understood. Three configurations of the power conversion unit were modeled using the process code HYSYS; a three-shaft design with 3 turbines and 4 compressors, a combined cycle with a Brayton top cycle and a Rankine bottoming cycle, and a reheated cycle with 3 stages of reheat were investigated. A high temperature steam electrolysis hydrogen production plant was coupled to the reactor and power conversion unit by means of an intermediate heat transport loop. Helium, CO2, and an 80% nitrogen, 20% helium mixture (by weight) were studied to determine the best working fluid in terms cycle efficiency and development cost. In each of these configurations the relative heat exchanger size and turbomachinery work were estimated for the different working fluids. Parametric studies away from the baseline values of the three-shaft and combined cycles were performed to determine the effect of varying conditions in the cycle. Recommendations on the optimal working fluid for each configuration were made. The helium working fluid produced the highest overall plant efficiency for the three-shaft and reheat cycle; however, the nitrogen-helium mixture produced similar efficiency with smaller component sizes. The CO2 working fluid is recommend in the combined cycle configuration.

Представлены результаты математического моделирования систем автоматического регулирования мощности ядерного реактора ВВЭР-1000. Применены методы оптимизации прямых показателей качества систем автоматического регулирования мощности ядерного реактора с различными типами регуляторов.
The results of mathematical modeling of automatic control systems of power of the nuclear reactor WWER-1000 are presented. The technique of optimization of direct quality indexes of automatic regulation system of power of a nuclear reactor with various types of regulators is applied.

Представлені проблеми синтезу систем автоматичного управління на основі методів векторної оптимізації прямих показників якості та покращеної інтегральної квадратичної оцінки. Побудовані математичні моделі систем керування енергоблоком атомної електростанції для нормальних режимів. Наведено результати синтезу оптимальних ПІД та нечітких регуляторів.
Problems of synthesis of automatic control systems based on the methods of vector optimization of direct quality indices and improved integral quadratic estimate are presented. Mathematical models of control systems for power unit of nuclear electric station for normal modes are constructed. The results of synthesis of optimal PID and fuzzy controllers are presented.

Розроблена математична модель системи автоматичного управління продуктивністю парогенератора, яка представлена в просторі станів з відносними змінними у вигляді системи диференціальних рівнянь. Розв’язані задачі ідентифікації параметрів моделей систем керування за експериментальними даними процесів в парогенераторі ПГВ-1000.
The mathematical model of the system of automatic control of the efficiency of a steam generator, which is presented in the space of states with relative variables in the form of a system of differential equations, is developed. Problems of parameters identification of control systems models based on experimental data of processes in steam generator PGV-1000 were solved.

Для многокритериального синтеза нелинейных систем управления использована упрощенная векторная целевая функция, которая учитывает ограничения переменных параметров, ограничения перерегулирования и размаха колебаний, а также требования минимальности времени регулирования. Как пример задачи синтеза системы управления энергоблока при работе в маневренных режимах рассматривается задача многокритериального синтеза системы управления турбиной с нечеткими регуляторами.
For a multicriterion synthesis of nonlinear control systems, a simplified vector objective function is used that takes into account the limitations of the variable parameters, the limitations of overshoot and swing of the oscillations, and also the requirements for the minimum of the control time. As an example of the task of synthesizing the power unit control system during operation in maneuvering modes, the task of multi-criteria synthesis of the turbine control system with fuzzy regulators is considered.

This thesis deals with the analysis of warming and starting up the nuclear unit of Dukovany NPP after the outage. First part explains the various operating modes of nuclear power plants, specifically operating modes of Dukovany NPP. The following part contains the analysis of heat sources in the primary circuit and also the individual production and consumption of steam by the NPP. The next part deals with division into several points of the warming of the Dukovany NPP. The analysis of warming nuclear unit after a outage is made on the basis of the industry based data, measured in December 2015. The result of the analysis is determination the amount of steam passing from a another nuclear unit, which is following by the own proposal of the external steam source.

The subject of this work is the repair of an air-handling unit. Possible causes of the problem are analyzed and multiple solutions are proposed. The first variant considers the refurbishment of the damaged component using thermal spray technology, including the choice of the best method. The second solution proposes the manufacture of a new part using machining in the environment of the company. This process requires an intermediate product to be made, and the choice of the correct machines from what the company has available, choice of the right tools and cutting conditions. The technical-economical evaluation compares the the expenses tied with both of the solutions. The chosen repair solution was used for the repair of the air-handling unit.

Рассмотрена лаборатория методов оптимизации, которая построена на принципах модульности, простоты и надежности. Выполнен синтез оптимальных систем управления для ядерного реактора, парогенератора и паровой турбины, а также систем автоматического поддержания нейтронной мощности и давления пара перед турбиной для нормальных режимов эксплуатации энергоблока.
Consideration was given to the laboratory of optimization methods based on the principles of the modularity, simplicity and reliability. Optimal automatic control systems for the nuclear reactor, steam generator, steam turbine and automatic maintenance of the neutron power and the pressure before the turbine for normal operation modes were synthesized.

Усовершенствованы модели и методы для анализа и синтеза систем автоматического управления энергоблоков атомных электростанций на основании методов оптимизации. Построены нелинейные математические модели систем управления энергоблока и проведен синтез оптимальных регуляторов для маневренных режимов эксплуатации.
Models and methods for analysis and synthesis of automatic control systems of power units of nuclear power plants were improved on the basis of optimization methods. Nonlinear mathematical models of control systems of power unit were built and synthesis of optimal controllers was carried out for maneuvering modes of operation.

This diploma thesis focuses on the analyzing the current state of monitoring the radiation situation by volunteer firefighters units in the emergency planning area in Dukovany nuclear power plant surroundings. The process of measurement is divided into preparation for radiation leakage and application of learned procedures in the case of the occurred radiation leakage. The aim is to identify the dangers in the current process as well as the possible risks in the case of radiation emergency by risk analysis. Based on this analysis, improvements suggestions will be made. These measures will be evaluated by their applicability and their economic value. The system of monitoring by voluntary firefighters will be compared with another monitoring system, which can be also used. The result of the analysis will be a more effective way of monitoring, including safety of the firefighter and less financial complexity.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.13.06 – інформаційні технології (12 – Інформаційні технології). – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» Міністерства освіти і науки України, Харків, 2019 р. Об’єкт дослідження – процеси управління складними динамічними системами. Предмет дослідження – методи, моделі та інформаційна технологія оптимізації управління складними динамічними системами. Докторська дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, що містить розв’язання важливої науково-прикладної проблеми розробки методів, моделей та інформаційної технології оптимізації управління складними динамічними системами, які характеризуються високим порядком моделей і великою кількістю параметрів та нелінійностей, на основі об’єднання програмних блоків моделей систем і методів оптимізації, критеріїв систем, подання інформації про динамічні процеси і процеси оптимізації, модулів методів інтегрування та структур даних на прикладі оптимізації систем управління енергоблоку АЕС з реактором ВВЕР-1000. У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету та задачі дослідження, викладено наукову новизну і практичну цінність отриманих результатів, особистий внесок здобувача в розробку теми дисертаційної роботи. Наведено дані щодо впровадження результатів дисертаційних досліджень, їх апробацію та публікації. Перший розділ містить аналіз проблем інформаційних технологій управління складними динамічними системами, обґрунтування напрямку досліджень. Проведено аналіз сучасних інформаційних технологій управління та оптимізації з метою їх використання для оптимізації процесів управління складними динамічними системами. Як приклад складної динамічної системи розглянуто енергоблок АЕС з ядерним реактором ВВЕР-1000. Проаналізовані методи моделювання процесів в складних динамічних системах та аналізу інформаційних управляючих систем, показники якості інформаційно-управляючих систем і можливості їх застосування до процесів управління складними динамічними системами, існуючі підходи та методи синтезу інформаційно-управляючих систем, розглянуті обчислювальні методи оптимізації та можливості їх використання для оптимізації показників якості інформаційно-управляючих систем. Другий розділ присвячений розробці елементів інформаційної технології оптимізації управління складними динамічними системами. Розроблено наукові та методологічні основи створення та застосування інформаційної технології для управління складними динамічними системами, яка включає шість основних функціональних елементів – блок моделей систем, модуль методів інтегрування, блок обчислення критеріїв якості систем, блок методів оптимізації, блок представлення інформації та модуль структур даних з формуванням структур даних задач та процесів оптимізації та функціональну модель процесу оптимізації управління складними динамічними системами, що дозволяє записувати структури даних в файл з можливістю продовження процесу оптимізації складної динамічної системи та представлення його результатів в текстовій та графічній формах. У третьому розділі узагальнено принципи моделювання динамічних систем та розроблені конкретні моделі динамічних систем для інформаційної технології оптимізації управління на прикладі енергоблоку АЕС з реактором ВВЕР-1000 серії В-320. Запропоновані загальні моделі динамічних систем з відносними змінними стану, на основі яких побудовані нелінійні математичні моделі для об’єктів управління енергоблоку АЕС як складних динамічних систем. На підставі нейтронної кінетики реактора, поступового тепловиділення, теплових процесів в паливі, оболонках і теплоносії, зміні концентрацій ксенону і бору розроблені зосереджена та вертикально розподілена моделі ядерного реактора ВВЕР-1000 серії В-320. За рівняннями теплопередачі, матеріального і теплового балансу пароутворення, циркуляції, головного парового колектору, приводу клапана парової турбіни і виконавчого механізму регулюючого живильного клапана побудована модель парогенератора ПГВ-1000. За рівняннями тиску в постійних об’ємах парової турбіни, які включають витрату пари, рівняння частоти обертання ротора з використанням змінної потужності турбіни побудована модель парової турбіни К-1000-60/1500-2. Четвертий розділ присвячений узагальненню методів аналізу складних динамічних систем та аналізу процесів в реакторі ВВЕР-1000 серії В-320, парогенераторі ПГВ-1000, паровій турбіні К-1000-60/1500-2 на основі нелінійних математичних моделей цих об’єктів управління. Удосконалено методи аналізу математичних моделей динамічних систем з використанням матричних методів інтегрування систем диференціальних рівнянь – методу матричної експоненти та її інтегралу для інтегрування лінійних систем, системні методи першого, другого і третього ступенів для інтегрування нелінійних систем, що забезпечує підвищення точності та надійності побудови перехідних процесів в порівнянні з іншими методами. Виконано аналіз перехідних процесів в нелінійних зосередженої та вертикально розподіленої моделях реактора ВВЕР-1000 серії В-320, моделі парогенератора ПГВ-1000 та парової турбіни К-1000-60/1500-2. Для вертикально розподіленої моделі реактора обчислено аксіальний офсет. У п’ятому розділі розроблено моделі інформаційних управляючих систем для складних динамічних об’єктів на прикладі інформаційних управляючих систем енергоблоку з реактором ВВЕР-1000. Узагальнені моделі інформаційно-управляючих систем для ідентифікації параметрів інформаційних управляючих систем, а також для оптимізації параметрів регуляторів. Побудовані моделі інформаційних управляючих систем енергоблоку АЕС – нейтронної потужності ядерного реактора, рівня води в парогенераторі, частоти обертання ротора парової турбіни, усього енергоблоку для підтримки нейронної потужності реактора та підтримки тиску в головному паровому колекторі у вигляді систем диференціальних рівнянь, що включають вектори змінних стану, змінних та постійних параметрів, зовнішніх дій, що включені до блоку моделей систем інформаційної технології. Шостий розділ присвячений узагальненню моделей інформаційно-управляючих систем для ідентифікації її параметрів та використанню інформаційної технології для ідентифікації параметрів динамічних систем на прикладі інформаційно-управляючої системи парогенератора ПГВ-1000 та інформаційно-управляючих систем інших елементів другого контуру енергоблоку АЕС. Розроблені критерії та методи ідентифікації динамічних систем, сформована векторна цільова функція ідентифікації, розроблений метод її обчислення та для її оптимізації реалізовані методи безумовної оптимізації скалярних функцій з перезавантаженням операції порівняння. Побудовані загальні математичні моделі систем управління з ПІ регуляторами для ідентифікації параметрів об’єктів управління. Розв’язана задача ідентифікації параметрів моделі системи управління рівнем води в парогенераторі ПГВ-1000 за експериментальними даними. За результатами налагоджувальних випробувань систем управління дру- гого контуру енергоблоків АЕС з реакторами ВВЕР-1000 проведена ідентифікація параметрів для деаераторів, конденсаторів, головних парових колекторів, колекторів власних потреб, турбоживильних насосів, сепараторів пароперегрівачів, підігрівачів низького і високого тиску. Аналіз ступеня стійкості та меж області стійкості для цих систем управління обґрунтовує їх стійкість. Сьомий розділ присвячений узагальненню обчислення критеріїв якості інформаційно-управляючих систем – прямих показників якості і покращених інтегральних оцінок, формуванні на їх основі векторних цільових функцій та методів їх оптимізації, а також прикладам використання інформаційної технології оптимізації управління складними динамічними системами. Розроблені методи обчислення прямих показників якості динамічних систем та покращених інтегральних квадратичних оцінок, задачі оптимізації параметрів динамічних систем зведені до оптимізації векторних цільових функцій,що враховують вимоги реалізації системи, її стійкості, покращення показників якості. Для оптимізації векторних цільових функцій наведені методи оптимізації з одновимірним пошуком. З використанням інформаційної технології оптимізації управління складними динамічними системами на основі моделей інформаційних управляючих систем ядерного реактора ВВЕР-1000 серії В-320, парогенератора ПГВ-1000, парової турбіни К-1000-60/1500-2, систем другого контуру енергоблоку, всього енергоблоку АЕС з реактором ВВЕР-1000 в нормальних умовах експлуатації з частковим зниженням навантаження виконана оптимізація параметрів регуляторів за прямими показниками якості. Наведене техніко-економічне обґрунтування отриманих результатів використання інформаційної технології оптимізації управління складними динамічними системами підтверджує, що вона має суттєві технічні переваги, а її використання дозволяє зменшити витрати часових, апаратних, програмних та людських ресурсів при розробці та вдосконаленні складних динамічних систем за рахунок підвищення рівня автоматизації цих процесів.
Thesis for scientific degree of Doctor of Technical Sciences in specialty 05.13.06 “Information Technologies” (12 – Information Technologies). – National Technical University “Kharkіv Polytechnic Institute”, Ministry of education and science of Ukraine, Kharkіv, 2019. The object of research is the processes of control of complex dynamic systems. The subject of research is the methods, models and information technology of optimization of control of complex dynamic systems. The doctoral dissertation is a completed research work which contains the solution of an important scientific and applied problem of development of methods, models and information technology of optimization of control of complex dynamic systems characterized by high order of models and a large number of parameters and nonlinearities on the basis of combining program blocks of systems models and optimization methods, system criteria, information on dynamic and optimization processes, modules of integration methods and data structures as an example of optimizing the control of NPPs with WWER-1000. The introduction validates the relevance of the subject of the dissertation, formulates the purpose and objectives of the research, outlines the scientific novelty and practical value of the results obtained, the personal contribution of the applicant to the development of the subject of the dissertation. The data of the implementation of the results of the dissertation research, their validation and publications are provided. The first section contains the analysis of the problems of information technology control of complex dynamic systems, substantiation of the direction of research. The research analyzes modern information technologies of control and optimization with the purpose of their use for optimization of processes of complex dynamic systems control. As an example of a complex dynamic system the NPP unit with the WWER-1000 nuclear reactor is considered. The thesis analyzes methods of process modeling in complex dynamic systems and information control systems, quality indicators of information and control systems and possibilities of their application to the processes of control of complex dynamic systems, existing approaches and methods of synthesis of information control systems, computational optimization methods and possibilities of their use for optimization of quality indicators of information and control systems. The second section is devoted to the development of information technology elements of optimization of control of complex dynamic systems. The scientific and methodological foundations of creation and application of information technology for control of complex dynamic systems are developed which includes six basic functional elements, namely a block of systems models, a module of methods of integration, a block of calculation of criteria of quality of systems, a block of methods of optimization, a block of presentation of information and a module of data structures with the formation of data structures of tasks and processes of optimization and a functional model of process of optimization of control of complex dynamic systems that allows filing data structures with the ability to continue the process of optimizing the complex dynamic system and presenting the results in text and graphical forms. The third section summarizes the principles of dynamic systems modeling and develops specific models of dynamic systems for information technology control optimization, using the example of a B-320 series WWER-1000 reactor. General models of dynamic systems with relative state changes are proposed, on the basis of which nonlinear mathematical models for the control units of NPP units as complex dynamic systems are constructed. Based on the neutron kinetics of the reactor, gradual heat dissipation, thermal processes in the fuel, shells and coolant, changes in xenon and boron concentrations, concentrated and vertically distributed models of the WWER-1000 nuclear reactor of the B-320 series have been developed. According to the equations of heat transfer, material and thermal balance of steam generation, circulation, the main steam collector, the drive of steam turbine valve and the actuator of regulating feed valve, the model of PGV-1000 steam generator has been built. The K-1000-60 / 1500-2 steam turbine model is built based on the pressure equations in constant volumes of a steam turbine which include steam flow, the rotor speed equation using the turbine variable power. The fourth section is devoted to the generalization of methods of analysis of complex dynamic systems and analysis of processes in WWER-1000 reactor of B-320series, PGV-1000steam generator, K-1000-60 / 1500-2 steam turbine on the basis of nonlinear mathematical models of these objects of control. Methods of analysis of mathematical models of dynamic systems are improved with the use of matrix methods of integration of systems of differential equations that is the method of the matrix exponent and its integral for integration of linear systems, system methods of the first, second and third degrees for integration of nonlinear systems, which ensures the improvement of accuracy processes compared to other methods. The analysis of transients in nonlinear concentrated and vertically distributed models of the WWER-1000 reactor of the B-320 series, the model of the PGV-1000 steam generator and the K-1000-60 / 1500-2 steam turbine has been made. For the vertically distributed reactor model, the axial offset is calculated. In the fifth section models of information control systems for complex dynamic objects are developed, for example, information control systems of a power unit with WWER-1000 reactor. Models of information control systems for identification of parameters of information control systems and for optimization of parameters of regulators have been generalized. The thesis develops models of information control systems of NPP unit, namely the models of Neutron power of nuclear reactor, the model of water level in steam generator, the model of rotation speed of steam turbine rotor, the model of a whole power unit to maintain neural power of the reactor and to maintain the pressure in the main steam collector in the form of differential equations, systems of differential equations, variable and permanent parameters, external actions included in the block of models of systems of information technology. The sixth section is devoted to the generalization of models of information control systems for identification of their parameters and use of information technology for identification of parameters of dynamic systems exemplified by information control system of the PGV-1000 steam generator and information control systems of other elements of the second circuit of the NPP unit. Criteria and methods for the identification of dynamic systems have been developed, a vector target identification function has been formed, a method for its calculation has been developed, and methods for unconditional optimization of scalar functions with the restart of the comparison operation have been implemented for its optimization. Mathematical models of control systems with PI regulators to identify the parameters of control objects have been generalized. The task of identifying the parameters of the model of the water level control system in the PGV-1000 steam generator according to the experimental data has been done. The thesis carries out the identification of parameters for deaerators, condensers, main steam collectors, auxiliary collectors, turbo-feed pumps, separators of superheaters, low and high heaters according to the results of adjustment tests of control systems of the second circuit of NPP units with WWER-1000 reactors. The analysis of the degree of stability and the boundaries of the area of stability for these control systems substantiates their stability The seventh section is devoted to the generalization of the quality criteria for information control systems, namely, direct quality indicators and improved integral estimates, the formation of vector target functions and methods of their optimization based on them, as well as examples of use of information technology to optimize the control of complex dynamic systems. Methods of calculation of direct quality indicators of dynamic systems and improved integral quadratic estimations are developed, problems of optimization of parameters of dynamic systems are reduced to optimization of vector target functions that take into account the requirements of implementation of the system, its stability, improvement of quality indicators. One-way search optimization methods are provided to optimize vector target functions. Using information technology to optimize the control of complex dynamic systems based on models of information control systems of the WWER-1000 nuclear reactor of the B-320 series, the PGV-1000 steam generator, the K-1000-60 / 1500-2 steam turbine, the systems of the second circuit of the power unit, the entire NPP unit with the WWER-1000 reactor under normal operating conditions with partial load reduction, the parameters of the regulators have been optimized according to the direct quality indicators. The above feasibility study of the obtained results of the use of information technology optimization control of complex dynamic systems confirms that it has significant technical advantages, and its use allows reducing the time, hardware, software and human resources in the development and improvement of complex dynamic systems by increasing the level of automation of these processes.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.13.06 – інформаційні технології. – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» Міністерства освіти і науки України, Харків, 2019 р. Дисертацію присвячено розробці й обґрунтуванню методів, моделей та інформаційної технології оптимізації управління складними динамічними системами та їх дослідження для на прикладі енергоблоку АЕС. Проведено аналіз сучасних інформаційних технологій управління склад- ними динамічними системами. Розроблено наукові та методологічні основи створення та застосування інформаційної технології для управління складними динамічними системами. Запропоновано загальні моделі динамічних систем з відносними змінними стану, на основі яких побудовано нелінійні математичні моделі для об’єктів управління енергоблоку АЕС як складних динамічних систем. Удосконалено методи аналізу математичних моделей складних динамічних систем та виконано аналіз процесів в нелінійних моделях основних елементів енергоблоку АЕС. Узагальнено моделі інформаційно-управляючих систем для ідентифікації параметрів систем, а також для оптимізації параметрів регуляторів. Розроблено критерії оцінювання якості математичних моделей складних динамічних систем та виконано ідентифікацію параметрів моделей за експериментальними процесами в елементах енергоблоку АЕС. Розроблено інформаційну технологію оптимізації управління складними динамічними системами та приведено приклади її використання для оптимізації інформаційних управляючих систем енергоблоку АЕС. Результати досліджень дозволяють підвищити якість проектування систем управління складними динамічними об’єктами, підвищити ступінь наукової обґрунтованості технічних проектів з удосконалення систем управління енергоблоків АЕС.
Thesis for scientific degree of Doctor of Technical Sciences in specialty 05.13.06 – Information Technologies. – National Technical University "Kharkіv Polytechnic Institute", Ministry of education and science of Ukraine, Kharkіv, 2019. The dissertation is devoted to the development and justification of methods, models and information technology for optimizing control of complex dynamic systems and their study using the example of information and control systems of a nuclear power unit. The research analyzes modern information technologies of control and optimization with the purpose of their use for optimization of processes of complex dynamic systems control. As an example of a complex dynamic system the NPP unit with the WWER-1000 nuclear reactor is considered. The thesis analyzes methods of process modeling in complex dynamic systems and information control systems, quality indicators of information and control systems and possibilities of their application to the processes of control of complex dynamic systems, existing approaches and methods of synthesis of information control systems, computational optimization methods and possibilities of their use for optimization of quality indicators of information and control systems. The scientific and methodological foundations of creation and application of information technology for control of complex dynamic systems are developed which includes six basic functional elements, namely a block of systems models, a module of methods of integration, a block of calculation of criteria of quality of systems, a block of methods of optimization, a block of presentation of information and a module of data structures with the formation of data structures of tasks and processes of optimization and a functional model of process of optimization of control of complex dynamic systems that allows filing data structures with the ability to continue the process of optimizing the complex dynamic system and presenting the results in text and graphical forms. General models of dynamic systems with relative state changes are proposed, on the basis of which nonlinear mathematical models for the control units of NPP units as complex dynamic systems are constructed. Based on the neutron kinetics of the reactor, gradual heat dissipation, thermal processes in the fuel, shells and coolant, changes in xenon and boron concentrations, concentrated and vertically distributed models of the WWER-1000 nuclear reactor have been developed. According to the equations of heat transfer, material and thermal balance of steam generation, circulation, the main steam collector, the drive of steam turbine valve and the actuator of regulating feed valve, the model of PGV-1000 steam generator has been built. The K-1000-60/1500-2 steam turbine model is built based on the pressure equations in constant volumes of a steam turbine which include steam flow, the rotor speed equation using the turbine variable power. Methods of analysis of mathematical models of dynamic systems are improved with the use of matrix methods of integration of systems of differential equations that is the method of the matrix exponent and its integral for integration of linear systems, system methods of the first, second and third degrees for integration of nonlinear systems, which ensures the improvement of accuracy processes compared to other methods. The analysis of transients in nonlinear concentrated and vertically distributed models of the WWER-1000 reactor, the model of the PGV-1000 steam generator and the K-1000-60/1500-2 steam turbine has been made. For the vertically distributed reactor model, the axial offset is calculated. Models of information control systems for identification of parameters of information control systems and for optimization of parameters of regulators have been generalized. The thesis develops models of information control systems of NPP unit, namely the models of Neutron power of nuclear reactor, the model of water level in steam generator, the model of rotation speed of steam turbine rotor, the model of a whole power unit to maintain neural power of the reactor and to maintain the pressure in the main steam collector in the form of differential equations, systems of differential equations, variable and permanent parameters, external actions included in the block of models of systems of information technology. Criteria and methods for the identification of dynamic systems have been developed, a vector target identification function has been formed, a method for its calculation has been developed, and methods for unconditional optimization of scalar functions with the restart of the comparison operation have been implemented for its optimization. Mathematical models of control systems with PI regulators to identify the parameters of control objects have been generalized. The task of identifying the parameters of the model of the water level control system in the PGV-1000 steam generator according to the experimental data has been done. The thesis carries out the identification of parameters for deaerators, condensers, main steam collectors, auxiliary collectors, turbo-feed pumps, separators of superheaters, low and high heaters according to the results of adjustment tests of control systems of the second circuit of NPP units with WWER-1000 reactors. The analysis of the degree of stability and the boundaries of the area of stability for these control systems substantiates their stability. Methods of calculation of direct quality indicators of dynamic systems and improved integral quadratic estimations are developed, problems of optimization of parameters of dynamic systems are reduced to optimization of vector target functions that take into account the requirements of implementation of the system, its stability, improvement of quality indicators. One-way search optimization methods are provided to optimize vector target functions. Using information technology to optimize the control of complex dynamic systems based on models of information control systems of the WWER-1000 nuclear reactor, the PGV-1000 steam generator, the K-1000-60/1500-2 steam turbine, the systems of the second circuit of the power unit, the entire NPP unit with the WWER-1000 reactor under normal operating conditions with partial load reduction, the parameters of the regulators have been optimized according to the direct quality indicators.

La présente thèse a pour objectif de travailler sur l’influence de l’Iran dans les relations turco-américaines. A la suite d’événements régionaux et internationaux dans les années 1990, l’Iran a commencé à jouer un rôle majeur dans les relations d’alliance des États-Unis et de la Turquie. Depuis lors, les politiques et interventions militaires américaines dans la région font du régime iranien un défi. Par conséquent, notre recherche questionne ces tendances et les orientations et stratégies politiques déployées par les deux alliés à l’égard de l’Iran. Elle offre également une analyse comparative approfondie des différentes manières avec lesquelles les deux États appréhendent l’Iran et son régime. La thèse s’arrête, de manière plus précise, sur deux grands sujets de préoccupation des États-Unis et de la Turquie à l’égard de l’Iran : la question du nucléaire d’une part ; la puissance et l’influence stratégiques de l’Iran et de son régime dans la région, d’autre part. Dans un premier temps, elle analyse la manière avec laquelle les États-Unis et la Turquie en tant qu’alliés stratégiques ont, non seulement, traité la question du nucléaire iranien, mais surtout l’ont appréhendée différemment en termes de légitimé et de crédibilité politique. Dans un second temps, elle montre comment ces deux États ont, en revanche, trouvé des perspectives d’actions communes pour faire face aux capacités croissantes d’influence de l’Iran dans la région. Ceci se vérifie notamment dans le contexte des « Printemps arabes » qui a conduit à l’exacerbation des tensions entre la Turquie et l’Iran, ainsi qu’après le changement historique de positionnement des États-Unis à l’égard de l’Iran
The objective of this dissertation is to study the Iranian factor in the context of the US-Turkish relationship. Since the beginnings of the 1990s, coupled with regional and international developments, Iran began to play an important role at the center of US-Turkish relations. Since then, both US policies and military interventions within the Middle East paved the way for Iran to arise as a challengeable actor within the region. The study aims to address how American and Turkish policymakers have responded to issues in the region with regard to Iran. A central focus of the dissertation is Iran’s nuclear question and Iran’s increasing power, which were simultaneously of particular concern to Washington, Ankara, and Tehran. Therefore, this dissertation demonstrates how these three actors handled the nuclear issue within the framework of their concerns/interests and political legitimacy and credibility. The fact that the Iranian regime has sought to increase its sphere of influence throughout the region has led the two allies to adopt common strategies from time to time. In fact, the Iranian factor has triggered important debates and developments between Washington and Ankara, in direct proportion to the positions of Turkey and Iran on different sides, particularly with the onset of the Arab Spring and Washington’s changing approach to Iran

Depuis 2001 et la recomposition des équilibres de puissance, l'Inde s'affirme comme l'un des acteurs qui compte dans un espace international de plus en plus multipolaire. Les mouvements de fond actuels provoquent une redistribution de cette puissance imposant de nouvelles alliances et de nouveaux jeux de pouvoirs. L'Inde n'est pas étrangère à cette tendance et encore plus depuis l'arrivée au pouvoir, en 2014, de l'actuel Premier ministre, Narendra Modi. Ce dernier conduit une politique extérieure ambitieuse pour que son pays accède à un statut de puissance mondiale. C'est dans ce cadre que se pose notre problématique qui est de savoir dans quelle mesure la place de l'Afrique dans la politique étrangère indienne permet-elle justement à l'Inde de parvenir à se hisser à ce statut de puissance. Pour y répondre, cette thèse investigue trois directions. D'abord, la place de l'océan Indien dans la relation indo-africaine doit rendre compte du rôle de l'Afrique dans la volonté indienne de faire de cet océan un espace pacifique et sécurisé sur lequel l'Inde puisse être un acteur incontournable face à des acteurs politiques puissants et hétérogènes. Ensuite, cette thèse s'attache à déterminer le rôle que l'Afrique joue dans la volonté de l'Inde d'être une puissance ayant une capacité d'influence politique sur la scène internationale au travers des instances internationales, de ses relations bilatérales avec les États africains et de la diaspora indienne installée dans ces pays. Enfin, cette recherche de statut passe par le champ économique et la nécessaire évaluation de l'empreinte économique que l'Inde souhaite imprimer en Afrique pour mieux asseoir ses capacités d'influence. Cette étude doit permettre de donner un éclairage sur la politique extérieure indienne à l'heure où les États-Unis réévaluent leur implication dans l'océan Indien, où la Chine met en place la « One Belt, One Road » et où l'Inde et le Japon viennent de s'unir pour proposer un nouveau partenariat à l'Afrique
Since 2001 and the reshuffling of the balance of power, India has become one of the influential actors in an increasingly multipolar international context. The current groundswells are reshuffling powers between Nations in shaping new alliances and new power games. India is, more than ever, involved in this trend since the current Prime Minister, Narendra Modi, came to power in 2014. He conducts an ambitious foreign policy as a means to make his country a global and respected power. The context of the issue detailed in this document is: to what extent does Africa's place in India's foreign policy enables India to reach this status of power? This thesis investigates the following three themes: Firstly, the Indian Ocean's place in the Indo-African relationship should reflect Africa's role in India's will to make the Indian Ocean region a peaceful and secured space in which India is a decisive player in front of powerful and heterogeneous political actors. Secondly, this thesis focuses on assessing Africa's role in India's initiatives to be an influential player on politics on the international agenda through international bodies, its bilateral relations with African states and the Indian diaspora settled down in these countries. Thirdly, India's search for that particular status goes through the economic area and the assessment of India's economic footprint in Africa to better establish its influence on that Continent. This study tries to shed the light on India's foreign policy while the United States are reassessing their involvement in the Indian Ocean, and while China is setting up its "One Belt, One Road" and India and Japan have just come together to propose a new partnership to Africa

碩士
國立臺北科技大學
經營管理系碩士班
106
This study mainly investigates the three-dimensional packaging problem for the decommissioning nuclear power plant unit. The constraints include active conditions and weight limitations of the given containers. The objective is to minimize the number of given containers to reduce the storage space and costs. To ensure the safety and smoothness of decommissioning work of nuclear facilities and to find out the optimal spatial configuration, this study explores the heuristic algorithms and deterministic algorithms for placing dismantling units to improve space utilization rate. The proposed method can effectively solve the problem to reduce the packing cost. Several numerical examples are presented to illustrate the effectiveness and efficiency of the proposed method.

碩士
國立清華大學
核子工程與科學研究所
102
On 2011 March 11, a strong earthquake induced several large waves of tsunami hit the east coast of Japan. The tsunami caused extensive damage to the site of Fukushima Daiich Nuclear Power Plant (NPP). Fukushima Daiichi NPP employed BRW4 reactor with MARK I containment, which is identical to the design of Chinshan NPP of Taiwan Power Company. In the present study, an input deck of MELCOR based on the design of Chinshan NPP is construct to simulate the Fukushima Daiichi Unit 3 accident. In the simulation, the timings of water injection, depressurization, and containment venting are set as specified in the official Japanese government report about the accident. The results of simulation demonstrate that the hydrogen burns observed during the accident are not predicted by the code. The the reactor pressure vessel and the containment are remain intact throughout the accident. As predicted in the MELCOR simulation, there is 67 kilogram of hydrogen leak into the reactor building. Nevertheless, the concentration of hydrogen is still too low to induce hydrogen burn. There is no radionuclide release to environment in the base case simulation due to that the reactor building is kept intact up to the end of the simulation. In a sensitivity study, it is assumed that the reactor building breaches at the time specified in the official government report, The results show that 1.3% of Xe is released to the environment. The releases of other radionuclides are very minor. The results of MELCORE simulation of the accident are compared with the results of MAAP5 simulation. The differences are very significant. The results of MAAP5 simulation indicated that the reactor building breached due to the pressure spike predicted at 68.2 hours after scram, which was caused by the relocation of molten core from core region into vessel lower plenum.

碩士
國立臺灣科技大學
電機工程系
99
As far as power system operation is concerned, it is very important to set up enough spinning reserve to avoid an unexpected generator breakdown and the lack of electricity which comes from load forecast error. Therefore, the power company must establish a set of planning principles to make sure that the power system is capable of running safely, supplying sufficient power, maintaining superior power quality and reducing the cost of electricity. Taiwan Power Company is expected to start commercial operation for the first unit of Lungmen nuclear power plant in 2012 and the second unit will start in 2013. The largest generator in the system will be Lungmen nuclear power plant whose rated capacity is 1350MW in place of Kuosheng nuclear power plant whose rated capacity is 985MW and the capacity will be increased nearly 40%. However, if Lungmen nuclear power plant has a power outage, it is possible to have under-frequency load shedding considered in a low load in winter during a year. This thesis uses the load-frequency sensitivity factor which was provided by Taiwan Power Company to calculate the lowest frequency of each period in winter when Lungmen nuclear power plant has a breakdown and to estimate whether there is the possibility of having under-frequency load shedding or not. If it does, pumped storage units will be taken as instantaneous reserve therefore the reliability of power system can improve dramatically during this period. As a result, systems can reduce the arrangement of frequency regulating reserve and save the cost of electricity. This thesis also uses PSS/E simulation software to analyze the change of power flow after Lungmen nuclear power plant is incorporated into Taiwan Power System. When Lungmen nuclear power plant break down, firstly, the software will simulate the shift of system frequency and check whether the frequency regulating reserve is sufficient or not. Secondly, the change of power flow is analyzed after generators have been increased capacity. Finally, the reasonable unit commitment is suggested.

Current regulations specify the minimum number of operators required per nuclear power plant. However, these requirements are based on the operation of large nuclear power plants, which are not inherent safe and can result in a meltdown. For newly developed small nuclear reactors, the current number of operators seems to be excessive causing the technology to be less competitive. Before the number of required operators can be optimised, it should be demonstrated that human errors will not endanger or cause risk to the plant or public. For this study, a small pebble bed High Temperature Reactor (HTR) Nuclear Power Plant (NPP), the Th-100, was evaluated. The inherent safety features of this type of nuclear reactor include independent barriers for fission product capture and passive heat dissipation during a loss of coolant. The control and instrumentation architecture include two independent protection systems. The Control and Limitation System is the first protection system to react if the reactor parameters exceed those of the normal operational safe zone. If the Control and Limitation System fail to maintain the reactor within the safe zone, the Reactor Protection System would at that time operate and force the reactor to a safe state. Both these automated protection systems are installed in a control room local to the reactor building, protected from adverse conditions. In addition, it is connected to a semi-remote control room, anticipated as a multi-unit control room to include the monitoring and control of the auxiliary systems. Probable case studies of human error associated with multi-unit control rooms were evaluated against the logic of the Control and Limitation System. Fault Tree Analysis was used to investigate all possible failures. The evaluation determined the reliability of the Control and Limitation System and highlighted areas which design engineers should take into account if a higher reliability is required. The scenario was expanded, applying the same methods, to include the large release of fission products in order to verify the reliability calculations. The probability of a large release of fission products compared with studies done on other nuclear installations revealed to be much less for the evaluated HTR as was expected. As the study has proved that human error cannot have a negative influence on the safety of the reactor, it can be concluded that the first step has been met which is required, when applying for a waiver to utilise a multi-unit control room for the small pebble bed HTR NPP. Also, from the study, it is recommended that a practical approach be applied for the evaluation of operator duties on a live plant, to optimise the number of operators required. This in turn will position the inherent safe HTR competitively over other power stations.
MIng (Nuclear Engineering), North-West University, Potchefstroom Campus, 2015

碩士
國立臺北科技大學
自動化科技研究所
98
In recent years, due to the rapid economic growth in Taiwan, the consumption of electric energy has increased year by year. Apart from the period of 2008 to 2009, affected by the global financial tsunami, the peak load showed a decline in consumption of all time. For the rest of other years, consumption has increased steadily. According to the Taiwan Power Research Institute, the average load growth rate is 3.6%. Therefore, the supply of stable and reliable power is the prerequisite to the competition of power companies after the liberalization of the power industry. However, under the circumstances of the focus of the environmental consideration, and the difficulty in building new power plants, how to adjust existing generators to produce the energy with the greatest efficiency, proper maintenance schedule planning is essential. This article uses genetic algorithms, with objective function of levelized spinning reserve, and consider the maintenance manpower, continuous maintenance period, repair starting time, system loads, spinning reserve constraints, etc. Testing of 32 nuclear and fossil power generators unit maintenance scheduling is conducted to obtain the optimal solution. The analysis results showed that this method can obtain multiple sets of generator maintenance scheduling in a short period of time, that can help the program staff to develop the generator maintenance plan.

The thesis Temelín Nuclear Power Station and Czech-Austrian Relations deals with the Temelín Nuclear Power Station and nuclear industry and its influence to the Czech-Austrian relations. The study aims to analyse the relations between the Czech Republic and Austria in the context of the power station from 1993 to 2013. Initially, the thesis introduces the theory of constructivism in the International Relations. Afterwards, it aims to explain the differences between the relations to the nuclear energy by Czechs and by Austrians on the basis of the theory of constructivism. Moreover, the thesis introduces the historical, legal and technical circumstances of the Czech-Austrian dispute. The main objective of the thesis is to ascertain, what effect on the Czech-Austrian relations have mediums, which publish articles about the Temelín Nuclear Power Station. There are four Czech relevant newspapers (Blesk, MF DNES, Právo and Lidové noviny) and four Austrian relevant newspapers (Kronen Zeitung, Kurier, Der Standard and Die Presse) inquired in the thesis. Particular articles are evaluated by the stances on the issue (pronuclear, antinuclear or impartial). The thesis identifies, which of the mediums have impact on deterioration/improvement of the Czech-Austrian relations. The study also deals with the process of...

Avec l’échec des négociations entre les États-Unis et la Corée du Nord, menées depuis le début des années 1990, sur la question du nucléaire, le problème est devenu graduellement l’affaire des pays voisins, tous soucieux de l’avenir de la région du sud-est asiatique. Présentée comme le seul allié de la Corée du Nord, la China a été invitée à participer à des négociations à trois, à quatre (1997-1998), et à six (2003-2007), dans l’espoir de faire entendre raison au régime isolé, mais jusqu’à maintenant, aucune des tentatives n’est parvenue à satisfaire chacun des membres à la table. Alors que la tension monte et que la politique américaine se fait de moins en moins flexible, la Chine quant à elle, continue d’encourager le retour des négociations à six (Six-Party Talks) dans l’optique de dénucléariser la péninsule coréenne, tout en travaillant à maintenir ses liens avec la Corée du Nord. Le fil conducteur de cette présente recherche est d’abord d’essayer de comprendre pourquoi la Chine continue de soutenir la Corée du Nord, fournissant dons alimentaires et financiers. L’idée est donc d’analyser, selon les principes du réalisme néoclassique, la politique étrangère de la Chine. L’hypothèse principale de cette théorie renvoie à l’idée que la distribution du pouvoir dans le système international influence la politique étrangère des États, mais que des variables au niveau de l’état et/ou de l’individu interviennent dans la formulation et l’application de celle-ci. Il est proposé ici que le lien entre l’unipolarité du système international et la politique nord-coréenne de la Chine, est façonné par des variables intermédiaires telles que : a) la perception des leaders de la distribution du pouvoir et de leur place dans le système international; b) l’idéologie du régime politique, et; c) le type d’unité responsable de la prise de décision en politique étrangère. L’analyse de chacune des variables permettra de faire la lumière sur les intérêts politiques et économiques de la Chine dans l’entretien de cette relation avec la Corée du Nord.
Since the bilateral negotiations between the United States and the Democratic People’s Republic of Korea (DPRK) on the denuclearization of the Korean peninsula failed to produce any effective outcome in the 1990s, China was brought to the table and agreed to play its part as a mediator in the Four Party Talks (1997-1998) between both Koreas and the United States, as well as in the Six-Party Talks (2003-2007), with the addition of Russia and Japan as negotiators. While the American policies toward the DPRK have taken a tough and inflexible turn with former President George W. Bush declaring, at the end of January 2002, that North Korea, Iran, and Iraq “constitute an axis of evil arming to threaten the peace of the world”, China’s DPRK policy, however, reflects long-lasting terms of friendship and collaboration between the two countries. With concerns mounting over the aggressive policies of the North Korean regime and its determination to keep its nuclear arsenal, the question is: why does China insist on preserving its good ties with its neighbour, even when those policies are said to hinder its political and economical interests? To address this question, the theoretical framework of neoclassical realism will be tested within a three-level – systemic, state, and individual level – analysis, with consideration of the propositions that the relative distribution of power shapes China’s North Korea policy, and intervening variables at the state and individual levels are filtering the systemic pressures and thus, shaping decisions related to North Korea. These variables include: a) leadership’s perception of power; b) regime type and ideology, and; c) type of foreign policy decision-making unit. This in-depth analysis will then provide grounds in defining China’s core interests in backing up the secluded regime.