近日，中國科學院合肥物質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和沖擊的功率/容量新配置方案，相關成果發表在電氣工程領域權威期刊IEEE Transactions on Industry Applications上。

在托卡馬克實驗運行中，沖擊功率幅值是穩態功率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，建立了兼顧靜態投資和動態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，優化了國際熱核實驗堆（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%，為未來聚變堆電源系統建設提供新的思路。

相關研究得到了聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施、國家自然科學基金，中國科學院青年創新促進會，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/穩態功率辨識

圖2 聚變電源系統功率容量優化配置