近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院等離子體所電源及控制工程研究室在聚變電源系統功率/容量配置方面取得新進(jìn)展，研究團隊解析了托卡馬克裝置運行中的電源系統功率特征，提出了能準確辨識聚變電源系統穩態(tài)和沖擊的功率/容量新配置方案，相關(guān)成果發(fā)表在電氣工程領(lǐng)域權威期刊IEEE Transactions on Industry Applications上。

在托卡馬克實(shí)驗運行中，沖擊功率幅值是穩態(tài)功率10倍以上，且作用時(shí)間從毫秒級到分鐘級靈活多變，呈現多時(shí)間尺度特征。因此，如何有效配置不同時(shí)間尺度功率/容量，對提升聚變電源系統容量利用率、降低造價(jià)有重要意義。

為此，研究團隊提出了一種基于K-means聚類(lèi)的功率辨識方法，建立了兼顧靜態(tài)投資和動(dòng)態(tài)性能的電源系統容量配置模型，并采用非支配排序遺傳迭代，優(yōu)化了國際熱核實(shí)驗堆（ITER）電源系統功率/容量配置。研究表明，相比于原有方案，新配置方案預期降低電源系統總投資約12%，為未來(lái)聚變堆電源系統建設提供新的思路。

相關(guān)研究得到了聚變堆主機關(guān)鍵系統綜合研究設施、國家自然科學(xué)基金，中國科學(xué)院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )，以及ITER組織的支持。

論文鏈接：https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/10321721

圖1 聚變脈沖/穩態(tài)功率辨識

圖2 聚變電源系統功率容量?jì)?yōu)化配置