摘要：核电发电机组能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。本文对核电机组参与电网调峰的运行方式及效益进行了探讨。
关键词：核电机组；电网调峰；运行方式；企业效益
核电发电机组作为清洁能源中的佼佼者，能满足电网调峰的需求，在保证稳定的同时兼顾发电企业的经济效益，我国应继续加大核能发电技术的投入力度，促进核能技术的飞跃。
一、电动机组参与电网调峰运行状态的分析
对电力的需求使核能发电机组需要参与电网调峰。核能电力能满足较大规模的供电要求，同时能获取较为显著的经济效益，对环境影响不大。结合我国电力发展的方向，核能电力具有较大的发展潜力，能有效解决电力供应的问题。在未来的发展中，核能电力彰显重要性。针对当前国家电网承载了输送负荷低谷与峰值的差异性，要重视电网模式的创新和发展，增加核能电力的应用范围，借助电网调控系统，实现对核电机组的有效控制。以多种电力能源生产的电力资源实现电网内部的融合，是电网调控和运行的发展方向。电网调控运行中，需实现核能电源与调峰电源的有效整合，尤其是当前控制的智能化与集约化，有效发挥对电网运行的保障作用。在我国，核能发电机组主要集中在经济发达的中心地带，需要大量的冷却水，对环境要求较高，同时核电机组在沿海位置，也有利于核电机组进行有效的电网调峰，降低电力输送过程中投入的成本。
二、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方面，一是核电机组在调峰过程中，会使发电效率降低，用电率升高，从而使发电成本增加。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。
此外，通过对核电机组参与电网调峰的成本进行分析可知，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，但系统通常只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有效提高各种清洁能源的利用效率，扩大接入规模。
三、常见核电机组参与电网调峰模式
1、我国常见核电机组种类。在当前世界的核电站发电主流模式中，应用较多的是压水反应堆式核能电站，在全球范围内，比重较大，我国大部分核电站也采用压水反应堆核电发电站建设方式。
传统压水反应堆机组长时间进行高伏的电网电力输出情况较差，根据追踪的电力数据，传统压水反应堆适合参与长期低伏的电网运行。改进型压水反应堆在核电机组满负荷的全功率运行下，仍能保持安全稳定地发电。改进型压水反应堆依靠反应堆内使用的硼酸溶液浓度的增减来应对调峰，但单纯依靠冷却液浓度的调整，难以满足核能反应堆对电网用电量迅速变化进行相应调整的要求，所以改进型反应堆通过设置反应堆控制棒，满足电网迅速变化的要求。
2、我国核电机组参与电网调峰模式。对当前我国电网调峰，主要显现为可调整电源的比重呈现下降的趋势，对调峰的需要比较急切，需求呈现增大的趋势。鉴于调峰差异呈现不断的增加和不和谐的状态，使核电需要进行系统建设，增强电网整体调控能力。在核电参与电网的调峰中，中央的集中控制不可缺少。在电网调峰进行中，一旦出现核电机组操作不科学的地方，安全问题就会发生，直接降低核电站经济收益。对于核电站，常用的是调峰管理模式，它是对核电站原料的更换时间进行确认。对原料更换的时间，采取的调峰方式主要是指电机组完成发电后，将机组进行全面停止，在原料更换前，借助时间差，实现对核电机组的有力维护，提高运行期间核电反应堆的安全性、可靠性与稳定性。此种方式对电网调峰意义重大，不会对核电站的经营和收益产生较大的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
四、核电机组联合多电源电网调峰模式
在国家电网的电力输送过程中，需要对多种不同发电模式的电力资源进行整合。不同发电方式的电站运行模式可以相互补充，电网需要根据电站的运行方式、发电特性，制定合理的电力调控策略，同时兼顾电力输送过程的经济型。
核电机组直接参与电网日负荷调峰模式中，为满足核电站运行安全，保证电网调整速度需要采用“12-3-6-3”的核电机组追踪模式。通过分析核电发电的处理模式，能正确调整电网调峰的深度与速度，同时最大限度地保证核电站反应堆运行的稳定，以提升发电企业的经营收入。
核电机组与其他水力发电机组、火力发电机组、风力发电机组处于同一电力运行网络下时，对联合电力调峰，需要使用考虑多种发电机组运行因素，比如负荷需求、备用机组、发电出力、开关机时间等，采用优化后的合理调整模型，保证在电网调整过程中，核电发电机组仍能平稳运行。
多种电力资源协调运行与互动机制调整机制的建立，能有效提高新能源核电力在电网系统调峰中的稳定性。优化电力资源生产结构，结合大量的实际测算数据，才能使核能发电系统的发电绩效得到提高。新能源的应用不仅是对自然环境的保护，同时作为新兴技术，能通过减少使用的成本，创造更多的生产价值，这是传统发电模式所不具备的特点。
电网调峰的控制系统需针对目前协同多电力输送源头的能力，采取智能化控制提升电网调峰过程的效率，整合核能发电强大的发电能力，在调峰过程中以科学的调峰规划，为核能发电企业减少运作成本，同时提高我国的国家电网在电力输送环节中的灵活度。
目前核能技术与电网调控的发展已能满足核能电力与其他种类的电力运作的运行需求，控制电网中的电力输送功率。先进的电网控制模式，是核能等新型能源电力发展的必要保证。电力科研人员仍需不懈努力，突破目前核能发电遇到的技术瓶颈，提升核能资源在发电过程中的应用程度，为人类创造美好的明天。
五、核电参与调峰的相关建议
1、核电跟踪负荷调峰存在技术困难。核电参与跟踪负荷调峰的弊端在于：跟踪负荷时温度变化多，瞬态多，金属疲劳影响设备寿命，增加核事故发生风险，缩短核电站的服役期；硼化稀释操作多，产生更多放射性废气、废液和固体废弃物，增加环境和社会风险；运行操作频繁、困难，增加失误及违反技术规范的人为风险。
目前，国内机组大多以带基荷为原则进行设计建设，不具备跟踪负荷调峰的能力，需吸取其他国家核电机组调峰的经验，通过优化设计进行改造，且我国的核电运行人员尚无核电跟踪负荷的运行经验，因此我国尚不具备核电跟踪负荷调峰运行的条件。
2、合理安排核电检修时间，极端日采用压出力方式缓解系统调峰压力。实际运行中，核电检修安排会受到多方因素的制约。合理安排检修对缓解系统调峰压力有明显效果、同时不影响电站经营效益的，核电站应尽量采用。核电检修需考虑核电的燃料循环方式，目前核电机组燃料循环方式一般为12个月或18个月，每个燃料物质循环的运行时间难以完全一样，按一定的时间规律将全部核电机组检修安排在冬季也不现实；另外还要考虑检修能力，同一时间段检修机组能力有限，多台机组冬季大修很难重叠安排。
冬季峰谷差率较大的极端日，在采取省间调峰支援、合理安排检修时间等措施后，最后采用核电压出力方式，降低系统机组出力水平，缓解电网调峰压力。
六、结语
核电机组进行适当的调峰运行，能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。
参考文献：
[1]黄文英.核电机组参与电网调峰运行的研究[J].电力与电工，2014.
[2]陈伟.核电机组参与电网调峰的运行方式及效益分析[J].中国高新技术企业，2016.
[3]刘飞.核电参与电力系统调度运行方式分析[J].电力与能源，2014．
论文作者:王鹏云
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/8/21
标签：核电论文; 电网论文; 机组论文; 核能论文; 电力论文; 反应堆论文; 核电站论文; 《电力设备》2018年第14期论文;