电网介绍

电网迫切需要一种经济、高效的新能源。由于风电、太阳能发电、潮汐发电等各类新能源，至今尚未完全解决电力大规模生产及经济性的问题，加 快发展核电成为解决中国电力供应问题的必然选择。根据国家核电中长期发展规划，到 2020年， 将新建30多台百万kW级核电机组，核电总装机 容量达到5800万kW，在建3000万kW。在未来一 段时间，核电将成为我国电网中的一种主要电源，并将占有越来越多的比重。

随着电网负荷峰谷差的日益增大，电力系统调 峰形势越来越严峻。由于核电在电网中比重的增长，电力系统对核电机组参与电网调峰的需求日益 增强。核电能否参与调峰运行，核电参与调峰运行 采用何种方式，对电网调峰平衡会带来怎样的影响 已成为需要高度关注的问题。同时新能源在电网中的并网容量增长迅速，各种电源间的联合运行和协 调控制成为现代电网运行中的关键问题。核电机组与系统中其它调峰电源的联合调峰运行、风光储核联合发电系统的协同调度和智能控制是未来核电参与电网运行的技术发展方向。

现状

世界各国都对电网的调峰问题特别重视，从20世纪70年代起，美国、德国、法国、日本等国相继实施了压水堆、沸水堆、改进型热中子堆等核 电堆型的负荷跟踪试验和实际运行。压水堆40余年的日负荷跟踪运行经验表明，日或周负荷跟踪对燃料性能没有不利的影响，一回路冷却剂的放射性浓度不会因为负荷跟踪而上升，验证了压水堆的可靠性及日负荷跟踪运行的可行性。

1、国外核电机组参与电网调峰情况

图1

国外核电机组调峰运行实例见表。美国在20世纪70年代初就进行负荷跟踪运行。美国西屋公司建造的多座压水堆核电机组，已 具有很多日负荷跟踪运行的实际成绩，其中一个已 在连续4个换料周期内共进行了600次以上的日负荷跟踪运行。在法国，核电机组参加电网各个阶段的运行控制 包括一次控制、二次控制和三次控制)，有37台共计35770MW的核电机组参与电网的运行，占全网参与运行控制机组总容量的54%，其最大 可控的功率范围为3940MW，约占全网可控功率范围的30%。截止1987年已实施了2200次循环的 负荷跟踪运行。如图1所示。

德国各电力公司在核电初创阶段就曾计划大幅度提高核电发电量，包括提高核电厂负荷跟踪能力，从1982年开始到1991年止，PWR积累了2500次循环以上，BWR实施了1000次循环以上 的负荷跟踪运行。有14台共计13878MW的核电机组参与电网的运行控制，占全网参与运行控制机 组总容量的24%，其最大的功率可控范围为2780MW，约占全网可控功率范围的15%。

日本在20世纪80年代已经开展了大量的功率范围在100%(运行14h)～75%(运行8h)100%之间的日负荷跟踪试验，后来由于核电发展放缓，核电实施负荷跟踪计划被搁置，在新年假期这样负荷极低的特殊时刻才会降功率运行。

2、我国核电的实际运行调峰情况

我国现有核电机组均建在东部或南部沿海发达地区，临近负荷中心。由于华东电网和南方电网容量极大，核电装机容量所占比重小，局部电力又常年短缺，核电站为尽可能提高电厂机组全年利用小 时数、发挥核电建设最大经济效益，亦同时基于部 分核电厂和电网安全运行的多方面考虑，目前，除秦山一期、大亚湾、岭澳一期核电机组在近两年春节、国庆等特殊负荷日降负荷运行以参与调峰(其中秦山一期机组一般降功率至200MW运行， 大亚湾、岭澳一期机组一般降至 760MW，也有降 至500MW的运行实例)外，其他核电机组无论堆 形和容量大小，均未参加电网的调峰。

然而，随着核电在电网中比重的增长以及负荷峰谷差的日益增大，风、光等可再生能源的加入， 电力系统调峰形势越来越严峻，国内许多单位已开 展了关于核电参与电网调峰的可行性研究，在理论分析上，山东核电有限公司研究分析了我国大容量 压水堆核电站参与电网中间负荷调峰的必要性与可 行性，同时也指出核电参与调峰对机组安全性和电 站经济性的影响;湖北省电力研究院分析了三代压水堆核电机组的调峰能力以及可能存在的问题;西南电力设计院对大容量核电机组接入川渝电 网适应性及参与系统调峰做了相关研究，指出大容 量核电机组可根据实际电网的需要，实时承担系统 部分的调峰任务;广东电网公司研究指出省内核电机组在设计上均具有日负荷跟踪能力，可以按 照“12－3－6－3”模式参与调峰。

方式分析

各类机组调峰能力分析第二代核电站中的压水堆是全球核电发展的技术主流 (约占80%)。我国现有和在建的核电机组除秦山三期外均为压水堆，因此，仅介绍压水堆机组的调峰能力。

a． 原型堆机组调峰能力

原型堆机组的负荷跟踪能力较差，主要通过长期低功率运行的方式参与调峰。

b． A 模式压水堆机组调峰能力

该模式要求反应堆在满功率或接近满功率水平下稳定运行，反应堆功率调节主要靠调节可溶硼浓度来实现。但考虑到反应堆可能出现快速升降功率运行，仅靠调节硼浓度来改变功率水平不够，因此，该模式又具有一定的控制棒调节功率的能力。设计要求在80% 循环寿期内能进行功率变化形式为“12 － 3 － 6 － 3” 的日负荷跟踪，即在负荷高峰时带12 h 满出力，晚间负荷下降时用3 h 线性减负荷，在低功率平台上( 一般为50% FP ( 满功率) ) 上运行6 h，最后在早间用3h 线性加负荷至满出力。此外，还具有5% FP / min 的线性功率变化及10% FP 阶跃功率变化的调节能力。