大容量核電機組接入對電網的影響分析

楊金勝

摘 要 電力需求的增加促進了大容量核電機組的快速發展，大容量核電機組的應用也對電網產生了一定的影響，文章從核電機組接入電網的要求與方式出發對大容量核電機組對電網的影響從幾個不同反面進行分析，并根據分析出來的結果提出相應的應對策略，以最大程度的降低其不利影響，使大容量核電機組能夠獲得廣泛應用。

關鍵詞 大容量核電機組；電網；安全性

中圖分類號：TM74 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0071-01

隨著國家的不斷發展，我國的耗電量也逐年增長，傳統的火電以及新型的風電水電的發展跟不上工業的發展，不能滿足人們對電的需求，急需開發新的電力資源，核電無疑是最符合條件的。

采用大容量的核電機組可以降低對不可再生能源如煤炭等的消耗，同時減輕對大氣的污染程度，對于節能環保有著顯著的環境與經濟效益。但是由于核電機組的容量過大，如果發生故障，則會對電網造成損害，降低電網中可用電量和整個電網系統的可靠性。此外，采用大容量核電機組可能導致某些線路出現過載，對局部地區現有發電機也可能造成影響。因此，需要對大容量核電機組接入對電網的影響進行研究，以避免不利影響。

1 大容量核電機組接入電網的要求與方式

1）大容量核電機組接入對電網的要求。由于核電機組的特殊性，核電機組從停止再到工作需要的時間比一般的電廠長，所以應該最大程度的減少故障發生的頻率，同時不同于一般的電廠，核電廠所采用的線路的安全標準也比較高。

2）大容量核電機組接入的方式。正常工作的過程中，核電機組通過核反應將核能轉化為電能，向電網中輸送電能。電網為核電廠正常工作供電，當核電機組與電網斷開時，由備用廠外電源向核電機組供電，也可由核電機組產生的電來帶動核電廠的正常運行；如果上述過程不能在發生故障時立即執行，核電廠中的應急柴油發電機就會自啟動以提供必要的用電。

考慮以上的情況，確定大容量核電機組的接入方式時需要考慮到核電廠的規模，核電廠的地理位置及其作用，核電廠所使用的核電技術的特征等各種因素。

2 大容量核電機組接入對電網的影響分析

由于核電廠的安全性、核反應堆的特殊性、核燃料的循環使用等因素制約著核電機組能否靈活的運行；同時這些因素也嚴重影響著電力系統的調度以及電網的工作運行和電網潮流的改變。

1）更換核燃料。核電機組在檢修或者更換核燃料時暫停工作，這會影響到電網容量以及電力系統的調度問題。通常情況下需要10-18個月更換一次核燃料，在核電機組停止工作的過程中，核電廠也需要足夠的電量維持正常工作，特別是因為事故而暫停時，必須為電網提供充足的備用來保證電網頻率穩定。

2）調頻與調峰。由于核電機組的特殊性，在維持核電機組正常工作時帶系統一定比例的基荷運行，電網中另外一些載荷由電力系統的水電或者火電機組負擔。電力系統應該有充足的備用電力以保證電力系統可以達到符合要求的峰谷和波動差。電網中不同的電廠之間通過微增率的方法進行經濟調度。

核電機組在運行過程中可以以不同的功率運行并能調頻和跟蹤負荷。在必要時候，核電機組可以快速改變功率滿足電網的不同需求（圖1）。但是，核電機組在調節功率時反應比較緩慢，大容量的核電機組投資成本運行成本都比較高，從實用性的方面來看，大容量核電機組運行時最好不進行調頻和跟蹤負荷，這個要求就制約了電網的調度。

（a）堆芯功率水平變化

（b）一回路溫度變化

圖1 核電機組功能率階躍降低相應

3）運行頻率和電壓。大容量核電機組的特殊性也對整個電網的電壓以及頻率有比較高的要求。電網的頻率發生改變將導致核電機組的輸出功率變化，核反應堆以及一回路溫度都發生改變，此時通過溫度調控裝置調節，使反應堆與核電機組功率一致，使一回路溫度趨于正常。

核電機組必須在一定的頻率范圍內運行，如果超出范圍，系統自動啟動保護措施，導致系統與核電機組斷連，使系統遭受較大沖擊。核電機組的高壓一側如果發生故障會造成頻率升高進而會導致反應堆停止運行。需要校準低周減載方案以確保系統與核電機組低周減載方案向適應。

4）核電機組突然甩負荷。大容量核電機組的輸出電量比較大，甩負荷現象對電網有重大影響，可以引起電網解列、電網功率震蕩，甚至出現大面積停電的現象。而且電網一旦出現問題將會導致核電機組停運，使影響進一步升級。

3 對產生影響的應對策略

1）核電廠。核電廠應該采用比較先進的核電機組，可以在運行時提供核電廠的用電、調節電網的負荷、延長核燃料的更換時間等。將非能動安全系統應用到核電機組中，在提高核電機組正常工作的可靠性的同時削弱電網中頻率電壓的變化對核電站的影響。

2）電網。在有大容量核電機組接入的電網中，采取適當的措施來滿足核電機組的運行條件；通過對電網的結構、潮流、穩定性、可靠性等研究，制定出合適的接入方案來降低對電網的影響。

3）管理與調度。應該成立專門的機構負責核電廠與電力部門之間的協調工作。核電廠與電力部門的技術人員管理人員都需要注意到電網和核電廠之間的相互影響，互相配合工作，保證電力系統的正常運行。

4 結論

采用大容量的核電機組緩解了電力需求的壓力，同時也為電網帶來了一定的影響，需要在安排合適的調頻調峰機組、設定足夠的備用容量、控制輸出電壓、對核電機組出現突然停機和電網結構的規劃等方面考慮充分；同時電力系統和核電廠之間協調工作，保證電力輸送的安全性。

參考文獻

[1]陳漢雄，鄭勇.大容量核電機組接入川渝電網適應性及參與系統調峰研究[J].中國電力，2011，44（3）：1-5.

[2]鐘磊，歐陽利平，蔡紅霞，等.大型核電機組接入電網的穩定性研究[J].浙江電力，2013，32（11）：15-18.

[3]張奇.先進核電機組專家評價系統研究與開發[D].清華大學，2005.endprint

摘 要 電力需求的增加促進了大容量核電機組的快速發展，大容量核電機組的應用也對電網產生了一定的影響，文章從核電機組接入電網的要求與方式出發對大容量核電機組對電網的影響從幾個不同反面進行分析，并根據分析出來的結果提出相應的應對策略，以最大程度的降低其不利影響，使大容量核電機組能夠獲得廣泛應用。

關鍵詞 大容量核電機組；電網；安全性

中圖分類號：TM74 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0071-01

隨著國家的不斷發展，我國的耗電量也逐年增長，傳統的火電以及新型的風電水電的發展跟不上工業的發展，不能滿足人們對電的需求，急需開發新的電力資源，核電無疑是最符合條件的。

采用大容量的核電機組可以降低對不可再生能源如煤炭等的消耗，同時減輕對大氣的污染程度，對于節能環保有著顯著的環境與經濟效益。但是由于核電機組的容量過大，如果發生故障，則會對電網造成損害，降低電網中可用電量和整個電網系統的可靠性。此外，采用大容量核電機組可能導致某些線路出現過載，對局部地區現有發電機也可能造成影響。因此，需要對大容量核電機組接入對電網的影響進行研究，以避免不利影響。

1 大容量核電機組接入電網的要求與方式

1）大容量核電機組接入對電網的要求。由于核電機組的特殊性，核電機組從停止再到工作需要的時間比一般的電廠長，所以應該最大程度的減少故障發生的頻率，同時不同于一般的電廠，核電廠所采用的線路的安全標準也比較高。

2）大容量核電機組接入的方式。正常工作的過程中，核電機組通過核反應將核能轉化為電能，向電網中輸送電能。電網為核電廠正常工作供電，當核電機組與電網斷開時，由備用廠外電源向核電機組供電，也可由核電機組產生的電來帶動核電廠的正常運行；如果上述過程不能在發生故障時立即執行，核電廠中的應急柴油發電機就會自啟動以提供必要的用電。

考慮以上的情況，確定大容量核電機組的接入方式時需要考慮到核電廠的規模，核電廠的地理位置及其作用，核電廠所使用的核電技術的特征等各種因素。

2 大容量核電機組接入對電網的影響分析

由于核電廠的安全性、核反應堆的特殊性、核燃料的循環使用等因素制約著核電機組能否靈活的運行；同時這些因素也嚴重影響著電力系統的調度以及電網的工作運行和電網潮流的改變。

1）更換核燃料。核電機組在檢修或者更換核燃料時暫停工作，這會影響到電網容量以及電力系統的調度問題。通常情況下需要10-18個月更換一次核燃料，在核電機組停止工作的過程中，核電廠也需要足夠的電量維持正常工作，特別是因為事故而暫停時，必須為電網提供充足的備用來保證電網頻率穩定。

2）調頻與調峰。由于核電機組的特殊性，在維持核電機組正常工作時帶系統一定比例的基荷運行，電網中另外一些載荷由電力系統的水電或者火電機組負擔。電力系統應該有充足的備用電力以保證電力系統可以達到符合要求的峰谷和波動差。電網中不同的電廠之間通過微增率的方法進行經濟調度。

核電機組在運行過程中可以以不同的功率運行并能調頻和跟蹤負荷。在必要時候，核電機組可以快速改變功率滿足電網的不同需求（圖1）。但是，核電機組在調節功率時反應比較緩慢，大容量的核電機組投資成本運行成本都比較高，從實用性的方面來看，大容量核電機組運行時最好不進行調頻和跟蹤負荷，這個要求就制約了電網的調度。

（a）堆芯功率水平變化

（b）一回路溫度變化

圖1 核電機組功能率階躍降低相應

3）運行頻率和電壓。大容量核電機組的特殊性也對整個電網的電壓以及頻率有比較高的要求。電網的頻率發生改變將導致核電機組的輸出功率變化，核反應堆以及一回路溫度都發生改變，此時通過溫度調控裝置調節，使反應堆與核電機組功率一致，使一回路溫度趨于正常。

核電機組必須在一定的頻率范圍內運行，如果超出范圍，系統自動啟動保護措施，導致系統與核電機組斷連，使系統遭受較大沖擊。核電機組的高壓一側如果發生故障會造成頻率升高進而會導致反應堆停止運行。需要校準低周減載方案以確保系統與核電機組低周減載方案向適應。

4）核電機組突然甩負荷。大容量核電機組的輸出電量比較大，甩負荷現象對電網有重大影響，可以引起電網解列、電網功率震蕩，甚至出現大面積停電的現象。而且電網一旦出現問題將會導致核電機組停運，使影響進一步升級。

3 對產生影響的應對策略

1）核電廠。核電廠應該采用比較先進的核電機組，可以在運行時提供核電廠的用電、調節電網的負荷、延長核燃料的更換時間等。將非能動安全系統應用到核電機組中，在提高核電機組正常工作的可靠性的同時削弱電網中頻率電壓的變化對核電站的影響。

2）電網。在有大容量核電機組接入的電網中，采取適當的措施來滿足核電機組的運行條件；通過對電網的結構、潮流、穩定性、可靠性等研究，制定出合適的接入方案來降低對電網的影響。

3）管理與調度。應該成立專門的機構負責核電廠與電力部門之間的協調工作。核電廠與電力部門的技術人員管理人員都需要注意到電網和核電廠之間的相互影響，互相配合工作，保證電力系統的正常運行。

4 結論

采用大容量的核電機組緩解了電力需求的壓力，同時也為電網帶來了一定的影響，需要在安排合適的調頻調峰機組、設定足夠的備用容量、控制輸出電壓、對核電機組出現突然停機和電網結構的規劃等方面考慮充分；同時電力系統和核電廠之間協調工作，保證電力輸送的安全性。

參考文獻

[1]陳漢雄，鄭勇.大容量核電機組接入川渝電網適應性及參與系統調峰研究[J].中國電力，2011，44（3）：1-5.

[2]鐘磊，歐陽利平，蔡紅霞，等.大型核電機組接入電網的穩定性研究[J].浙江電力，2013，32（11）：15-18.

[3]張奇.先進核電機組專家評價系統研究與開發[D].清華大學，2005.endprint

摘 要 電力需求的增加促進了大容量核電機組的快速發展，大容量核電機組的應用也對電網產生了一定的影響，文章從核電機組接入電網的要求與方式出發對大容量核電機組對電網的影響從幾個不同反面進行分析，并根據分析出來的結果提出相應的應對策略，以最大程度的降低其不利影響，使大容量核電機組能夠獲得廣泛應用。

關鍵詞 大容量核電機組；電網；安全性

中圖分類號：TM74 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0071-01

隨著國家的不斷發展，我國的耗電量也逐年增長，傳統的火電以及新型的風電水電的發展跟不上工業的發展，不能滿足人們對電的需求，急需開發新的電力資源，核電無疑是最符合條件的。

采用大容量的核電機組可以降低對不可再生能源如煤炭等的消耗，同時減輕對大氣的污染程度，對于節能環保有著顯著的環境與經濟效益。但是由于核電機組的容量過大，如果發生故障，則會對電網造成損害，降低電網中可用電量和整個電網系統的可靠性。此外，采用大容量核電機組可能導致某些線路出現過載，對局部地區現有發電機也可能造成影響。因此，需要對大容量核電機組接入對電網的影響進行研究，以避免不利影響。

1 大容量核電機組接入電網的要求與方式

1）大容量核電機組接入對電網的要求。由于核電機組的特殊性，核電機組從停止再到工作需要的時間比一般的電廠長，所以應該最大程度的減少故障發生的頻率，同時不同于一般的電廠，核電廠所采用的線路的安全標準也比較高。

2）大容量核電機組接入的方式。正常工作的過程中，核電機組通過核反應將核能轉化為電能，向電網中輸送電能。電網為核電廠正常工作供電，當核電機組與電網斷開時，由備用廠外電源向核電機組供電，也可由核電機組產生的電來帶動核電廠的正常運行；如果上述過程不能在發生故障時立即執行，核電廠中的應急柴油發電機就會自啟動以提供必要的用電。

考慮以上的情況，確定大容量核電機組的接入方式時需要考慮到核電廠的規模，核電廠的地理位置及其作用，核電廠所使用的核電技術的特征等各種因素。

2 大容量核電機組接入對電網的影響分析

由于核電廠的安全性、核反應堆的特殊性、核燃料的循環使用等因素制約著核電機組能否靈活的運行；同時這些因素也嚴重影響著電力系統的調度以及電網的工作運行和電網潮流的改變。

1）更換核燃料。核電機組在檢修或者更換核燃料時暫停工作，這會影響到電網容量以及電力系統的調度問題。通常情況下需要10-18個月更換一次核燃料，在核電機組停止工作的過程中，核電廠也需要足夠的電量維持正常工作，特別是因為事故而暫停時，必須為電網提供充足的備用來保證電網頻率穩定。

2）調頻與調峰。由于核電機組的特殊性，在維持核電機組正常工作時帶系統一定比例的基荷運行，電網中另外一些載荷由電力系統的水電或者火電機組負擔。電力系統應該有充足的備用電力以保證電力系統可以達到符合要求的峰谷和波動差。電網中不同的電廠之間通過微增率的方法進行經濟調度。

核電機組在運行過程中可以以不同的功率運行并能調頻和跟蹤負荷。在必要時候，核電機組可以快速改變功率滿足電網的不同需求（圖1）。但是，核電機組在調節功率時反應比較緩慢，大容量的核電機組投資成本運行成本都比較高，從實用性的方面來看，大容量核電機組運行時最好不進行調頻和跟蹤負荷，這個要求就制約了電網的調度。

（a）堆芯功率水平變化

（b）一回路溫度變化

圖1 核電機組功能率階躍降低相應

3）運行頻率和電壓。大容量核電機組的特殊性也對整個電網的電壓以及頻率有比較高的要求。電網的頻率發生改變將導致核電機組的輸出功率變化，核反應堆以及一回路溫度都發生改變，此時通過溫度調控裝置調節，使反應堆與核電機組功率一致，使一回路溫度趨于正常。

核電機組必須在一定的頻率范圍內運行，如果超出范圍，系統自動啟動保護措施，導致系統與核電機組斷連，使系統遭受較大沖擊。核電機組的高壓一側如果發生故障會造成頻率升高進而會導致反應堆停止運行。需要校準低周減載方案以確保系統與核電機組低周減載方案向適應。

4）核電機組突然甩負荷。大容量核電機組的輸出電量比較大，甩負荷現象對電網有重大影響，可以引起電網解列、電網功率震蕩，甚至出現大面積停電的現象。而且電網一旦出現問題將會導致核電機組停運，使影響進一步升級。

3 對產生影響的應對策略

1）核電廠。核電廠應該采用比較先進的核電機組，可以在運行時提供核電廠的用電、調節電網的負荷、延長核燃料的更換時間等。將非能動安全系統應用到核電機組中，在提高核電機組正常工作的可靠性的同時削弱電網中頻率電壓的變化對核電站的影響。

2）電網。在有大容量核電機組接入的電網中，采取適當的措施來滿足核電機組的運行條件；通過對電網的結構、潮流、穩定性、可靠性等研究，制定出合適的接入方案來降低對電網的影響。

3）管理與調度。應該成立專門的機構負責核電廠與電力部門之間的協調工作。核電廠與電力部門的技術人員管理人員都需要注意到電網和核電廠之間的相互影響，互相配合工作，保證電力系統的正常運行。

4 結論

采用大容量的核電機組緩解了電力需求的壓力，同時也為電網帶來了一定的影響，需要在安排合適的調頻調峰機組、設定足夠的備用容量、控制輸出電壓、對核電機組出現突然停機和電網結構的規劃等方面考慮充分；同時電力系統和核電廠之間協調工作，保證電力輸送的安全性。

參考文獻

[1]陳漢雄，鄭勇.大容量核電機組接入川渝電網適應性及參與系統調峰研究[J].中國電力，2011，44（3）：1-5.

[2]鐘磊，歐陽利平，蔡紅霞，等.大型核電機組接入電網的穩定性研究[J].浙江電力，2013，32（11）：15-18.

[3]張奇.先進核電機組專家評價系統研究與開發[D].清華大學，2005.endprint