近日，中国科学院合肥物质院等离子体所电源及控制工程研究室在聚变电源系统功率/容量配置方面取得新进展，研究团队解析了托卡马克装置运行中的电源系统功率特征，提出了能准确辨识聚变电源系统稳态和冲击的功率/容量新配置方案，相关成果发表在IEEE Transactions on Industry Applications上。
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图1 聚变脉冲/稳态功率辨识
在托卡马克实验运行中，冲击功率幅值是稳态功率10倍以上，且作用时间从毫秒级到分钟级灵活多变，呈现多时间尺度特征。因此，如何有效配置不同时间尺度功率/容量，对提升聚变电源系统容量利用率、降低造价有重要意义。
为此，研究团队提出了一种基于K-means聚类的功率辨识方法，建立了兼顾静态投资和动态性能的电源系统容量配置模型，并采用非支配排序遗传迭代，优化了国际热核实验堆（ITER）电源系统功率/容量配置。研究表明，相比于原有方案，新配置方案预期降低电源系统总投资约12%，为未来聚变堆电源系统建设提供新的思路。
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图2 聚变电源系统功率容量优化配置
相关研究得到了聚变堆主机关键系统综合研究设施、国家自然科学基金，中国科学院青年创新促进会，以及ITER组织的支持。
本文来源：中国科学院合肥物质院
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