核电参与电网调峰的运行策略研究

张清元

中图分类号：TM9 文献标识：A 文章编号：1674-1145（2017）09-196-01

摘要 随着经济的发展，国民对电能的需求越来越大。核能是一种清洁能源，它对电力系统的介入不仅可以为我国企业与居民提供大量的电能，还在一定程度上促进了气候环境的改善，通过核电调峰，可以低估减轻调峰压力，也可以减少系统的运行成本，并且对于风电、光伏发电的有明显的作用。本文在此对核电参与电网调峰的运行策略进行研究。

关键词 核电 电网调峰 运行

一、核电机组参与电网调峰方式

（一）跟踪负荷调峰

跟踪负荷调峰指的是现代压水堆和电阻有着跟踪负荷调峰的能力，所以调峰的速度和深度必须根据负荷的情况与核电组的自身安全进行多方面的考虑。

（二）极端日压出力运行

极端日压出力运行指的是在不能进行负荷跟踪调峰的前提下，利用提高火电与水电这样的可调电源开机容量来增强系统调峰能力。

（三）核电站换料大修时间合理安排

在发电循环完成之后，核电机组需要停机，然后采用新的组件换掉旧的燃料组件。核电站对这换料大修的时间进行合理地安排，在维修之后可以确保下一次的发电循环的平稳运行。换料大修是参与系统调峰对本身经济影响最小且最为容易实施的手段，特别是在冬季。

二、各类机组的调峰能力

（一）原型堆

这种机组是利用长期低功率运行的方式进行调峰，复合跟踪能力不是很好。

（二）A模式压水堆

这种模式的压水堆机组是在满功率水平下运行，较为稳定，它的反应堆功率主要靠可溶硼浓度进行调节，也可以按照控制棒进行功率的调节。其条件为在80%循环寿期内采用“12-3-6-3”的日负荷跟踪。“12-3-6-3”为负荷高峰时带12h满出力，在负荷降低的时候用3h的线性减负荷，于50%FP的平台上运行6h，在早上用3h线性加负荷到满出力。

（三）G模式压水堆

G模式的压水堆机组核电站同样可以用“12-3-6-3”的模式进行调峰，30%FP是它的最低运行功率。它也可以在50%FP、75%FP两种功率平台上进行长时间的低功率运行。

（四）RPR与AP1000机组

EPR机组和AP1000都是第三代核电机组。都具有着良好的日负荷跟踪能力，前者还可以长期低功率运行，台山核电站手气工程就是两台EPR机组，而AP1000机组使用灰棒控制反应，调节功率，有一定的环保性能，废水量得到了一定闯红灯度的减少，它也有着长期低功率运行的能力，三门核电站采用技术就是AP1000技术。

三、包含核电机组多种电源联合运行调峰运行策略

（一）直接参与日负荷调峰

在直接参与日负荷调峰当中，根据核电调峰的速度和深度，压水堆核电组使用“12-3-6-3”的处理方式能够参与电网日调峰的运行。而第三代的核电机组EPR、AP1000具有更好的性能，所以可以在全部寿期的前90%时间里按照“15-1-7-1”的方式参与电网的调峰运行。

（二）核电和水火电联合调峰

在过去的水火电联合短期优化运行模型通常是以系统运行成本最低为目标函数来保证在一定时间里水、火电机组的联合发电计划。在核电被引入之后，现在这一规划问题考虑的条件更多，包括了机组出力特性的非线性，系统负荷的需求，机组开停机频率和持续时间等。安全性与经济性都会影响到核电的调峰速度与深度，所以要尽量简化出力的调节次数，可是可以按照“12-3-6-3”的方式参与调节，于此同时，也需要像过去一样参考各类的调峰方式的调峰成本，可见表1。

由表1可见，核电调峰的方式所用的成本要比燃煤开停与弃水调峰都要低，所以在水电调峰和火电调峰都无法完成后，可以选择核电调峰的方式。可以建立核电与水火联合调峰模型。

（三）核电与新能源的联合调峰

1.与风光储的联合运行。因为风电和光伏发电都有着一定的波动性、随机性，很难做到准确的预测与良好的控制，所以在其进入电力系统后，传统的机组爬坡速率往往不能满足其需要的短时功率波动等条件。所以拥有良好调峰特性的核电机组能够促进这一部分可再生能源地开发与利用。

2.与抽水蓄的联合调峰。核电与抽水蓄的联合调峰大概可分为两种模式，一是核电机组利用一定深度的日负荷跟踪调峰，然后对抽水蓄能的抽水和发电工作的曲线进行恰当地安排，这样的联合运行可以让总出力的曲线跟着日负荷率曲线的变化而随之变化；还有最终是核电机组带基荷运行，它不参与电网的调峰，抽水蓄能机組发挥自身的调节功能，跟踪日负荷率曲线的是它们的总出力线。前者需要考虑抽水蓄能的与核电调峰的约束，后者只考虑抽水蓄能机组的约束。

四、结语

综上所述，本文阐述了核电机组电网调峰的方式与各类机组调峰的能力，进而包含核电机组多种电源联合运行调峰运行策略进行了具体的分析，通过分析得知，在目前，核电技术已经取得了巨大的进步，但其中的潜能也依旧很大，它对于电力系统的经济效益以及社会效益都有着巨大的影响，我国应继续加大研发力度，使核能技术水平再次提升。endprint