核電參與電網調峰的運行策略研究

張清元

中圖分類號：TM9 文獻標識：A 文章編號：1674-1145（2017）09-196-01

摘要 隨著經濟的發展，國民對電能的需求越來越大。核能是一種清潔能源，它對電力系統的介入不僅可以為我國企業與居民提供大量的電能，還在一定程度上促進了氣候環境的改善，通過核電調峰，可以低估減輕調峰壓力，也可以減少系統的運行成本，并且對于風電、光伏發電的有明顯的作用。本文在此對核電參與電網調峰的運行策略進行研究。

關鍵詞 核電 電網調峰 運行

一、核電機組參與電網調峰方式

（一）跟蹤負荷調峰

跟蹤負荷調峰指的是現代壓水堆和電阻有著跟蹤負荷調峰的能力，所以調峰的速度和深度必須根據負荷的情況與核電組的自身安全進行多方面的考慮。

（二）極端日壓出力運行

極端日壓出力運行指的是在不能進行負荷跟蹤調峰的前提下，利用提高火電與水電這樣的可調電源開機容量來增強系統調峰能力。

（三）核電站換料大修時間合理安排

在發電循環完成之后，核電機組需要停機，然后采用新的組件換掉舊的燃料組件。核電站對這換料大修的時間進行合理地安排，在維修之后可以確保下一次的發電循環的平穩運行。換料大修是參與系統調峰對本身經濟影響最小且最為容易實施的手段，特別是在冬季。

二、各類機組的調峰能力

（一）原型堆

這種機組是利用長期低功率運行的方式進行調峰，復合跟蹤能力不是很好。

（二）A模式壓水堆

這種模式的壓水堆機組是在滿功率水平下運行，較為穩定，它的反應堆功率主要靠可溶硼濃度進行調節，也可以按照控制棒進行功率的調節。其條件為在80%循環壽期內采用“12-3-6-3”的日負荷跟蹤。“12-3-6-3”為負荷高峰時帶12h滿出力，在負荷降低的時候用3h的線性減負荷，于50%FP的平臺上運行6h，在早上用3h線性加負荷到滿出力。

（三）G模式壓水堆

G模式的壓水堆機組核電站同樣可以用“12-3-6-3”的模式進行調峰，30%FP是它的最低運行功率。它也可以在50%FP、75%FP兩種功率平臺上進行長時間的低功率運行。

（四）RPR與AP1000機組

EPR機組和AP1000都是第三代核電機組。都具有著良好的日負荷跟蹤能力，前者還可以長期低功率運行，臺山核電站手氣工程就是兩臺EPR機組，而AP1000機組使用灰棒控制反應，調節功率，有一定的環保性能，廢水量得到了一定闖紅燈度的減少，它也有著長期低功率運行的能力，三門核電站采用技術就是AP1000技術。

三、包含核電機組多種電源聯合運行調峰運行策略

（一）直接參與日負荷調峰

在直接參與日負荷調峰當中，根據核電調峰的速度和深度，壓水堆核電組使用“12-3-6-3”的處理方式能夠參與電網日調峰的運行。而第三代的核電機組EPR、AP1000具有更好的性能，所以可以在全部壽期的前90%時間里按照“15-1-7-1”的方式參與電網的調峰運行。

（二）核電和水火電聯合調峰

在過去的水火電聯合短期優化運行模型通常是以系統運行成本最低為目標函數來保證在一定時間里水、火電機組的聯合發電計劃。在核電被引入之后，現在這一規劃問題考慮的條件更多，包括了機組出力特性的非線性，系統負荷的需求，機組開停機頻率和持續時間等。安全性與經濟性都會影響到核電的調峰速度與深度，所以要盡量簡化出力的調節次數，可是可以按照“12-3-6-3”的方式參與調節，于此同時，也需要像過去一樣參考各類的調峰方式的調峰成本，可見表1。

由表1可見，核電調峰的方式所用的成本要比燃煤開停與棄水調峰都要低，所以在水電調峰和火電調峰都無法完成后，可以選擇核電調峰的方式。可以建立核電與水火聯合調峰模型。

（三）核電與新能源的聯合調峰

1.與風光儲的聯合運行。因為風電和光伏發電都有著一定的波動性、隨機性，很難做到準確的預測與良好的控制，所以在其進入電力系統后，傳統的機組爬坡速率往往不能滿足其需要的短時功率波動等條件。所以擁有良好調峰特性的核電機組能夠促進這一部分可再生能源地開發與利用。

2.與抽水蓄的聯合調峰。核電與抽水蓄的聯合調峰大概可分為兩種模式，一是核電機組利用一定深度的日負荷跟蹤調峰，然后對抽水蓄能的抽水和發電工作的曲線進行恰當地安排，這樣的聯合運行可以讓總出力的曲線跟著日負荷率曲線的變化而隨之變化；還有最終是核電機組帶基荷運行，它不參與電網的調峰，抽水蓄能機組發揮自身的調節功能，跟蹤日負荷率曲線的是它們的總出力線。前者需要考慮抽水蓄能的與核電調峰的約束，后者只考慮抽水蓄能機組的約束。

四、結語

綜上所述，本文闡述了核電機組電網調峰的方式與各類機組調峰的能力，進而包含核電機組多種電源聯合運行調峰運行策略進行了具體的分析，通過分析得知，在目前，核電技術已經取得了巨大的進步，但其中的潛能也依舊很大，它對于電力系統的經濟效益以及社會效益都有著巨大的影響，我國應繼續加大研發力度，使核能技術水平再次提升。endprint