近日，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，相关成果发表在电气工程领域权威期刊IEEE Transactions on Industry Applications上。
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。
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。
论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/10321721
图1：聚变脉冲/稳态功率辨识
图2：聚变电源系统功率容量优化配置