科學(xué)島團隊在聚變電源系統(tǒng)功率、容量配置研究方面取得新進展

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(tǒng)功率/容量配置方面取得新進展，研究團隊解析了托卡馬克裝置運行中的電源系統(tǒng)功率特征，提出了能準確辨識聚變電源系統(tǒng)穩(wěn)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(quán)威期刊IEEE Transactions on Industry Applications上。

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

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

圖1 聚變脈沖/穩(wěn)態(tài)功率辨識

圖2 聚變電源系統(tǒng)功率容量優(yōu)化配置