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摘要：核能是一种重要的清洁能源，不仅可以为生产生活提供电力资源，而且对环境的危害小，但是核电也面临着越来越大的调峰运行压力，调峰过程中还应充分考虑运行成本，以保障经济效益。因此，本文就核电机组参与电网调峰的运行方式以及运行现状进行了研究，并分析了核电机组参与电网调峰的经济效益，从而提出合理的电网调峰运行模式，以提高其运行效率和经济效益。
关键词：电网调峰；核电机组；经济效益；运行方式
1、前言
核电机组是由反应堆、汽轮发电机组以及安全运行所需的设施和系统所组成的发电单元，随着我国能源结构调整的稳步推进，对核电、水电等清洁能源的需求也日益增大。核电机组进行适当的调峰运行，可以有效提高系统的灵活性和安全性，从而实现资源的合理配置，提高资源利用效率。核电机组参与电网调峰的过程中，应充分考虑核电机组调整的运行成本，从而选择合适的电网调峰运行模式，合理配置电力资源，促进核电企业的发展。
2、核电机组参与电网调峰的运行方式
2.1日负荷跟踪运行方式
压水堆核电机组出于调峰速度和深度的考虑，通常采用“12-3-6-3”的运行方式，电网的日调峰运行最大采用50%的深度，也就是每天十二小时满功率运行，然后用3小时降低功率，在低功率水平上连续运行6小时后，再用3小时将功率升高到满功率，然后以满功率运行12小时，按此规律不断循环。随着科学技术的进步，第三代核电机组EPR和AP1000，在性能方面更具优势，在90%的时间内可以采用“15-1-7-1”的电网调峰方式进行运行，在这种方式下，核电机组升高功率和降低功率都可以在一小时内完成。
2.2周调峰运行方式
周调峰运行方式也是一种重要的调峰运行方式，压水堆核电机组能够在较长的一段时间内采用低功率的方式，参与核电机组的电网周调峰，但是这种运行方式受累计次数和天数的限制。
2.3年运行方式
采用这种方式进行电网调峰运行时，应充分考虑电网的年负荷特性，严格按照要求做好各项检修计划，通过延伸运行和长短周期交替的方式对机电组大修的停机窗口进行合理安排，尽量避开电网负荷的高峰期，在高峰前，减少核电机组的停运台数，在负荷低谷期，则可以适当增加停运台数。
3、核电机组参与电网调峰的经济效益
核电调峰的成本主要有两个方面，一是核电机组在调峰的过程中，会使得发电效率降低，用电率升高，从而使得发电成本增加，发电成本增幅的计算公式为：，其中表示额定运行时的发电成本，表示功率水平为时的发电成本，代表调峰深度，和分别表示满载运行和（1-）运行时的厂用电率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆二是核电机组频繁调峰有可能造成核燃料的浪费，从而导致发电量减少，这部分的成本计算公式为，通过将该公式与上述公式结合，就可以得出核电机组的调峰成本，从而得出其计算公式为。以核电机组CPR1000为例，约为222.4元/MW·h，和分别为5%和7%，为0.7，通过计算可以得出约为71元/MW·h。通过与其他各种调峰手段的调峰成本比较，核电调峰的成本是处于较低水平的。
通过对核电机组参与电网调峰的成本进行分析可以发现，核电机组参与电网调峰会受到安全等方面的限制，在灵活性方面存在一些不足，而且参与电网调峰会使得清洁能源和边际成本优势丧失。因此，虽然核电机组的调峰成本比燃油机组、燃气机组等调峰的成本要低，但是系统通常只有在有特殊要求时才会使用核电调峰，一般情况下会优先选择燃油机组调峰和蓄能调峰。核电机组电网调峰的经济效益主要体现在三个方面：一是有助于减少火电开停机，降低系统的运行成本，减少燃油、燃气等高成本发电；二是核电机组电网调峰有助于提高电力系统运行的调度柔性和安全裕度，从而降低各种不确定因素对电力系统的影响；三是核电机组电网调峰能够有效提高各种清洁能源的利用效率，扩大接入规模。
4.我国核电机组参与电网调峰模式
就目前来看，我国核电站发电主要采用的是压水反应堆核能发电站建设模式，传统的压水反应堆机组比较适合参与长期低伏电网运行，在高伏电网中的电力输出情况较差，经过改良后的压水反应堆能够在机组满负荷全功率运行的情况下，仍然保持稳定发电。改良后的压水反应堆主要是依靠硼酸溶液浓度的增减变化来实现调峰的目的，如果单纯依靠硼酸溶液浓度的调整来实现调峰，很难满足电网用电量变化迅速的要求，因此，在压水反应堆内使用硼酸溶液的同时，还要设置反应堆控制棒，使其能够更好地满足电网的需要。
我国目前电网调峰出现调峰需求增大、可调整电源的比重下降、调峰差异增加等情况，所以核电机组需要增加一些能够降低电网运行处理的系统，从而提高整个电网的调整能力。核电机组参与电网的调峰，需要中央控制，如果在实际调峰的过程中，核电机组出现不当操作，很容易引发各种安全问题，给发电站造成经济损失。因此，核电站通常使用科学设置核电站原料更换时间的调峰管理方式，这种调峰管理方式就是在核电机组完成了发电过程之后，让整个机组完全停止运行，在更换新的发电原料之前，充分利用时间差对这些核电机组进行维修，从而保障核电机组能够安全稳定地运行。这种调峰方式对发电站收益的影响较小，因而在核电机组参与电网调峰中比较常用。
5.核电机组联合多电源电网调峰模式
国家电网在进行电力输送的过程中，需要整合各种不同发电模式的电力资源，电网必须根据电站的具体运行方式以及发电特性等，综合考虑电力输送的经济性，从而制定科学的电力调控策略。为满足核电站的运行安全，核电机组在参与电网日负荷调峰时，需要使用“12-3-6-3”的电网调峰追踪模式，通过对其进行分析，有助于合理调整电网调峰的速度和深度，从而确保核电站反应堆能够保持稳定运行，保障发电企业的经济效益。
核电机组与风力发电机组、火力以及水力发电机组等在同一电力运行网络下时，这种联合调峰的方式需要综合考虑各发电机组的运行情况，如发电出力、负荷需求以及开关机时间等，然后对模型进行调整和优化，从而保障核电机组的平稳运行。因此，电网调峰的控制应实施智能化控制，对调峰过程进行科学规划，减少调峰的成本，提高电网调峰的效率，从而进一步提高电力输送的灵活性，提升核能资源的利用效率。
6.结语
核能发电、水力发电等新能源的使用，不仅能够有效减少对环境的损害，还可以节约发电成本，提高发电企业的经济效益。大力推行核能发电技术，具有非常重要的价值，核电发电机组能够满足电网调峰的需要，不仅可以保障电网运行的安全与稳定，还可以实现发电企业效益的最大化，因此，我国应加大对核能发电技术的投入，不断改善核电机组参与电网调峰的模式，提高核能发电的经济效益。
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论文作者:张煜坤
论文发表刊物:《电力设备》2016年第18期
论文发表时间:2016/12/5
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