MODE－A模式核電機(jī)組參與調(diào)峰適應(yīng)性分析及建議

王建成，張 濤，張建成，劉崇都，王 欣

（中核核電運(yùn)行管理有限公司，浙江 海鹽 314300）

MODE－A模式核電機(jī)組參與調(diào)峰適應(yīng)性分析及建議

王建成，張 濤，張建成，劉崇都，王 欣

（中核核電運(yùn)行管理有限公司，浙江 海鹽 314300）

就秦山第二核電廠(chǎng)機(jī)組MODE－A固有特性，不適當(dāng)?shù)恼{(diào)峰方式會(huì)不同程度引起放射性污水排放超標(biāo)、核燃料包殼應(yīng)力增加、堆芯壽期末硼濃度難以控制、局部反應(yīng)堆功率瞬態(tài)、核燃料廢棄及經(jīng)濟(jì)能損嚴(yán)重等癥狀，削弱了該系列反應(yīng)堆運(yùn)行安全裕度，極易誘發(fā)人因事件。針對(duì)這些非安全因素，結(jié)合區(qū)域電網(wǎng)電源分布結(jié)構(gòu)，參照國(guó)外核電機(jī)組調(diào)峰現(xiàn)狀及經(jīng)驗(yàn)反饋，提供可參考的建議。

堆芯瞬態(tài)；棒控棒位；安全裕度；非化石能源；移峰填谷

1 國(guó)內(nèi)核電機(jī)組運(yùn)行現(xiàn)狀及模式

20世紀(jì)90年代初、國(guó)內(nèi)唯一由電廠(chǎng)“自主設(shè)計(jì)、自主采購(gòu)、自主安裝、自主調(diào)試”建造模式的CNP650核電機(jī)組，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)并未充分考慮參與電力系統(tǒng)調(diào)峰技術(shù)應(yīng)對(duì)及安全裕度儲(chǔ)備，對(duì)20多年后調(diào)峰需求始料不及［1］，表1為國(guó)內(nèi)在建、在運(yùn)核電機(jī)組技術(shù)特征。

1.1 MODE－A模式

只有一個(gè)可調(diào)節(jié)回路，主要控制棒組均為黑體R型棒組，其移動(dòng)深度、范圍、速率受堆芯功率軸向分布限制，運(yùn)行人員通過(guò)手動(dòng)操作改變硼濃度，以限制A棒的位移，A模式通常適用于反應(yīng)堆長(zhǎng)期帶基荷運(yùn)行，簡(jiǎn)稱(chēng)為“機(jī)跟堆”模式。

表1 國(guó)內(nèi)在建、在運(yùn)核電機(jī)組技術(shù)特征

1.2 MODE－G模式

以G型主要控制棒組替代了A模式的R型控制棒組，它吸收中子能力比R型控制棒組弱，而且各組G型控制棒組移動(dòng)時(shí)不完全同步，移動(dòng)時(shí)不會(huì)造成堆芯功率軸向分布的嚴(yán)重畸變，并增加了由電力系統(tǒng)到核反應(yīng)堆自動(dòng)反饋回路，反應(yīng)堆在一定范圍內(nèi)可快速調(diào)節(jié)核功率，簡(jiǎn)稱(chēng)為“堆跟機(jī)”模式。

1.3 M－SHIM模式

主要控制棒組由AO棒和M棒組成，AO棒用來(lái)控制堆芯功率分布，實(shí)現(xiàn)較快的功率響應(yīng)，M棒組用來(lái)調(diào)節(jié)堆芯反應(yīng)性快速變化。反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)時(shí)，2組控制棒可以提供足夠反應(yīng)性?xún)r(jià)值以補(bǔ)償瞬態(tài)，替代了原來(lái)使用改變冷卻水硼濃度的方法，大大減少了一回路的廢水量，硼濃度變化僅用于啟堆、停堆，并采用“非能動(dòng)”的嚴(yán)重事故預(yù)防及緩解措施。

2 國(guó)內(nèi)外在運(yùn)核電調(diào)峰現(xiàn)狀及評(píng)價(jià)

從核安全分析，核電機(jī)組是否參與調(diào)峰或調(diào)峰方式取決于反應(yīng)堆運(yùn)行模式及技術(shù)特征。從電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析，核電機(jī)組參與調(diào)峰深度與屬地化能源結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、年度運(yùn)行方式等諸多元素有關(guān)，互相之間沒(méi)有可比性［2］。

2.1 國(guó)內(nèi)在運(yùn)核電調(diào)峰現(xiàn)狀及評(píng)價(jià)（見(jiàn)表2）

2.1.1 法定假日降功率運(yùn)行

除連云港核電之外，法定假日核電機(jī)組大部分降功率運(yùn)行，同時(shí)，核電換料大修計(jì)劃配合電網(wǎng)躲過(guò)迎峰度夏季節(jié)。截至目前，國(guó)內(nèi)在運(yùn)30臺(tái)核電機(jī)組尚未運(yùn)行“12－3－6－3”日負(fù)荷跟蹤的調(diào)峰方式。參照“概率安全分析”（PSA）理念，MODEA運(yùn)行模式核電機(jī)組在一個(gè)完整的循環(huán)燃料周期內(nèi)，對(duì)降功率深度、累積天數(shù)、累計(jì)次數(shù)有一定限制。

2.1.2 換料后并網(wǎng)日期順延

用這種方式來(lái)填補(bǔ)調(diào)峰缺口或緩解矛盾并非人們所想象的反應(yīng)堆熱停堆就是安全的，儲(chǔ)滿(mǎn)核燃料、整裝待發(fā)的反應(yīng)堆對(duì)棒控／棒位等相關(guān)設(shè)備可靠性要求非常高，依舊存在落棒、彈棒的風(fēng)險(xiǎn)、容不得相關(guān)設(shè)備發(fā)生共模故障或疊加性失誤，操縱員警戒級(jí)別要比正常發(fā)電期間更高。阻擊儲(chǔ)滿(mǎn)核燃料反應(yīng)堆大修后并網(wǎng)時(shí)間越久，安全裕度越低、潛在風(fēng)險(xiǎn)越大。

2.1.3 季節(jié)性壓出力運(yùn)行或調(diào)停備用

電力供需矛盾突出的地區(qū)部分核電機(jī)組長(zhǎng)期壓出力運(yùn)行，海南第二代加核電CNP－650在75%功率平臺(tái)上商運(yùn)63天，相關(guān)設(shè)備故障率明顯偏高，首次非換料停機(jī)小修非常緊張地用了21天。經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的核電機(jī)群，部分機(jī)組加入了調(diào)停備用的序列。這對(duì)核電設(shè)備可靠性、安全措施、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)提出了更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。反之、核電輸電規(guī)劃與電網(wǎng)運(yùn)行軌跡相吻合的地區(qū)，核電機(jī)組可長(zhǎng)期保持基荷運(yùn)行或法定節(jié)假日適度降功率運(yùn)行。

2.2 國(guó)外在運(yùn)核電調(diào)峰現(xiàn)狀及評(píng)價(jià)（見(jiàn)表3）

2.2.1 法國(guó)機(jī)組調(diào)峰以氣電、煤電、油電為主，核電為輔

法國(guó)核電容量比重占53%，核能發(fā)電量比重占77%，盡管法國(guó)58臺(tái)核電機(jī)組大部具備日負(fù)荷跟蹤的調(diào)峰能力，但基于安全、經(jīng)濟(jì)等方面的考量，一般不采取日負(fù)荷跟蹤調(diào)峰方法，仍將煤電、氣電、油電、水電等作為優(yōu)先調(diào)整的手段，有選擇性地組織21臺(tái)核電機(jī)組不參與任何形式的調(diào)峰。當(dāng)電網(wǎng)其它可調(diào)容量用盡后才允許核電參與電網(wǎng)季節(jié)性調(diào)峰。

表2 國(guó)內(nèi)在運(yùn)核電調(diào)峰現(xiàn)狀及評(píng)價(jià)

表3 國(guó)外在運(yùn)核電調(diào)峰現(xiàn)狀及評(píng)價(jià)

2.2.2 美、日、韓國(guó)核電機(jī)組帶基荷運(yùn)行

美、日、韓國(guó)核電容量分別占電力系統(tǒng)裝機(jī)總和的10%、20%、27%，核能發(fā)電量比重分別占20%、29%、34%。由于美、日、韓國(guó)的油電、氣電裝機(jī)容量比重分別超過(guò)25%，45%、32%，且可調(diào)資源充足，外加上抽水蓄能電站填補(bǔ)電網(wǎng)峰谷差。美、日、韓國(guó)核電（包括煤電）不參與電力系統(tǒng)任何形式的調(diào)峰，長(zhǎng)期帶基荷運(yùn)行。

2.2.3 參與調(diào)峰的核電機(jī)組非計(jì)劃停堆小時(shí)數(shù)偏高

參與調(diào)峰的法國(guó)核電非計(jì)劃停堆小時(shí)數(shù)449 h、遠(yuǎn)高于帶基荷運(yùn)行的美國(guó)108 h、韓國(guó)74 h。一定程度上說(shuō)明了核電運(yùn)行方式不同，所帶來(lái)的運(yùn)營(yíng)效果及安全裕度是截然不同的。參與調(diào)峰的法國(guó)核電機(jī)組人因失誤所造成的非計(jì)劃停堆小時(shí)數(shù)為162 h，遠(yuǎn)高于帶基荷運(yùn)行美國(guó)、韓國(guó)人因失誤所造成的非計(jì)劃停堆6 h及0 h，其中一個(gè)根本重要原因就是由于實(shí)施反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)導(dǎo)致操作難度增加，反應(yīng)堆控制難度增大。

3 MODE－A模式參與調(diào)峰不利于安全的技術(shù)特征

隨著核電比重逐步遞增，能源行業(yè)輿情要求核電參與調(diào)峰呼聲也會(huì)越來(lái)越高。這并不是“一刀切”可以解決問(wèn)題的，其與屬地化能源結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、電量消納方向有關(guān)，因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)歷來(lái)是按分區(qū)、分層控制的。國(guó)內(nèi)核電從無(wú)到有、從小到大已有20多年的發(fā)展史，始源于90年代初設(shè)計(jì)的MODE－A“機(jī)跟堆”模式的安全基準(zhǔn)是控制堆芯瞬態(tài)，對(duì)頻繁降功率或壓出力運(yùn)行存在一定風(fēng)險(xiǎn)或潛移默化地埋下隱患［3］。

3.1 易發(fā)生落棒、彈棒嚴(yán)重事故

如果MODE－A模式反應(yīng)堆頻繁升降功率，無(wú)疑增加了棒控、棒位系統(tǒng)的損耗，尤其是控制棒與控制棒導(dǎo)向管之間的磨損，易發(fā)生控制棒落棒事故、彈棒事故。如果控制棒插入過(guò)深將引發(fā)局部徑向功率峰，降低反應(yīng)堆安全裕度，如圖1所示。

圖1 控制棒下插入深度對(duì)徑向功率分布的影響

3.2 放射性廢水排放超標(biāo)

如果MODE－A模式反應(yīng)堆頻繁升降功率，必然伴隨著化容控制系統(tǒng)頻繁稀釋及硼化操作，在這個(gè)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的放射性水，增加了三廢系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，由于“機(jī)跟堆”模式的三廢系統(tǒng)處理能力有限，在整個(gè)循環(huán)燃料周期內(nèi)，當(dāng)1臺(tái)MODE－A模式核電機(jī)組帶基荷運(yùn)行時(shí)，三廢系統(tǒng)需要處理的水量是2 460 m3，基本做到“零排放”。當(dāng)調(diào)峰方式運(yùn)行時(shí)，三廢系統(tǒng)需要處理的水量是3 470 m3，則有一定量的放射性廢液排放到海里，對(duì)社會(huì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)，如圖2所示。

圖2 三廢系統(tǒng)硼調(diào)節(jié)過(guò)程示意圖

3.3 堆芯功率瞬態(tài)難以控制

如果MODE－A模式反應(yīng)堆頻繁升降功率，中毒效應(yīng)對(duì)堆功率的變化有瞬態(tài)影響，裂變產(chǎn)物中一些核具有較大的中子吸收截面和產(chǎn)額，以氙－135和釤－149為主要代表的毒物，其產(chǎn)生和消失與堆功率變化密切相關(guān)，結(jié)果是堆功率變化和毒物變化在空間分布和時(shí)間上相互影響。功率調(diào)節(jié)棒必須不斷動(dòng)作以補(bǔ)償毒物的影響，毒物瞬態(tài)效應(yīng)明顯，稍有不順或不慎堆芯功率嚴(yán)重畸變甚至局部超功率燒毀。MODE－A模式堆芯壽期末段，堆芯燃料組件后備反應(yīng)性消耗殆盡，逐步失去參與調(diào)峰的能力，已無(wú)可控制手段增加反應(yīng)性補(bǔ)償氙毒和釤毒瞬態(tài)增加的變化，一旦降功率后的堆功率將伴隨著毒性的逐步增強(qiáng)不可控地降低，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)臨界停堆狀態(tài)。

升堆功率由氙引起的負(fù)反應(yīng)性變化如圖3所示，降堆功率由氙引起的負(fù)反應(yīng)性變化如圖4所示。

圖3 升堆功率由氙引起的負(fù)反應(yīng)性變化

圖4 降堆功率由氙引起的負(fù)反應(yīng)性變化

3.4 燃料包殼破損概率增大

如果MODE－A模式反應(yīng)堆頻繁升降功率，PCMI（燃料包殼與燃料芯塊相互作用）燃料芯塊對(duì)包殼的局部應(yīng)力總是伴隨著功率變化而變化，熱應(yīng)力作用下芯塊產(chǎn)生裂紋，繼而輻照密實(shí)、包殼局部的過(guò)應(yīng)力或過(guò)變力有可能導(dǎo)致包殼局部疲勞破損。特別是在高燃耗下包殼延展性明顯降低時(shí)低功率運(yùn)行時(shí)間持續(xù)越長(zhǎng)，發(fā)生燃料包殼破損的概念越大。其次，核燃料芯塊與包殼的相互作用限制了反應(yīng)堆升降功率的速率，如圖5所示。

3.5 核燃料廢棄及經(jīng)濟(jì)能損嚴(yán)重

圖5 堆芯塊與包殼隨輻照的變化及作用

MODE－A模式機(jī)組換料周期相對(duì)固定，連續(xù)運(yùn)行18個(gè)月?lián)Q1次料。在這個(gè)周期中，無(wú)論機(jī)組滿(mǎn)發(fā)、壓出力運(yùn)行或停機(jī)備用，到期后都必須更換核燃料。在運(yùn)行過(guò)程中頻繁降升功率會(huì)導(dǎo)致燃料燃耗不充分而產(chǎn)生棄料。同時(shí)，棄料的增加，也增加了后端乏燃料處理的難度和成本，這是MODE－A模式機(jī)組與其它化石能源的不同之處。

MODE－A模式核電機(jī)組上網(wǎng)電價(jià)是按基荷測(cè)算的，由于建設(shè)投資巨大，還貸周期漫長(zhǎng)，參與調(diào)峰后的機(jī)組負(fù)荷因子降低，導(dǎo)致還貸年限延長(zhǎng)，額外增加了利息支出，影響投資方受益［4］。

由于MODE－A模式機(jī)組常規(guī)島汽輪機(jī)靠濕蒸汽推動(dòng)，反應(yīng)堆頻繁升降功率給核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)部分組件帶來(lái)金屬性低周疲勞，致使相關(guān)設(shè)備可靠性、運(yùn)行壽命均有所降低。調(diào)峰壓出力越低、機(jī)組熱力循環(huán)效率越低，且廠(chǎng)用電率越高［3］，如圖6所示。

圖6 廠(chǎng)用電率隨機(jī)組負(fù)荷降低呈反比增加趨勢(shì)

3.6 非數(shù)字化儀控反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)控制難度相對(duì)偏大

與MODE－A模式非數(shù)字化儀控系統(tǒng)相比對(duì)，全數(shù)字化儀控系統(tǒng)使核電機(jī)組對(duì)負(fù)荷變動(dòng)的暫態(tài)過(guò)程中相關(guān)參數(shù)的控制品質(zhì)更為理想，各系統(tǒng)的壓力、水位、溫度、流量等參數(shù)跟蹤負(fù)荷變化，抗干擾能力、安全裕度有所增強(qiáng)。加上先進(jìn)、智能化的人機(jī)對(duì)話(huà)界面，有助于操縱員面對(duì)經(jīng)常性的負(fù)荷變化及突發(fā)暫態(tài)工況能從容應(yīng)對(duì)。反之，MODE－A模式核電機(jī)組非數(shù)字化儀控系統(tǒng)在執(zhí)行調(diào)峰過(guò)渡過(guò)程中，對(duì)當(dāng)值操縱員心理素質(zhì)、專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)、身體狀況提出了更高的要求，人為失誤風(fēng)險(xiǎn)或人因事件概率相對(duì)增大。

4 建議

4.1 核電前期選址初可研階段應(yīng)納入調(diào)峰必要性、可行性、安全性、經(jīng)濟(jì)性論證

海南核電前期選址初可研階段因“大機(jī)小網(wǎng)”困擾，始終把參與調(diào)峰作為項(xiàng)目能否成立的充分必要條件。為此設(shè)計(jì)、設(shè)備、安裝、調(diào)試做了大量細(xì)致的技術(shù)應(yīng)對(duì)及安全裕度儲(chǔ)備。除此之外、其它在運(yùn)、在建核電機(jī)組的前期選址初可研階段“輸電規(guī)劃”及“接入系統(tǒng)”報(bào)告，均未有核電參與電力系統(tǒng)調(diào)峰的詳細(xì)論證或提出調(diào)峰需求，通常給出的結(jié)論是令人樂(lè)觀的。廣西無(wú)配套建設(shè)的大型抽水蓄能電站，防城港第二代加核電CPR－1000率先把參與日負(fù)荷跟蹤的調(diào)峰性能作為機(jī)組首次并網(wǎng)的一項(xiàng)重要試驗(yàn)。徐大堡第三代核電AP－1000工程建設(shè)初具規(guī)模，又陷入了調(diào)峰深度、電量消納的難題，經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)在役核電機(jī)組出現(xiàn)了季節(jié)性調(diào)停備用現(xiàn)狀。這種核電輸電規(guī)劃被現(xiàn)實(shí)版運(yùn)行軌跡所顛覆的現(xiàn)象，足夠引起正在緊鑼密鼓進(jìn)行中的核電前期選址初可研階段項(xiàng)目的高度關(guān)注［5］。

DL／T5429—2009《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)程》3.0.7條：“電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)水平年宜與國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展規(guī)劃的年份相一致，遠(yuǎn)景展望取今后10～15年的某一年”。核電項(xiàng)目前期選址初可研階段“輸電規(guī)劃”及“接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)”應(yīng)納入調(diào)峰必要性與合理性論證，以便于業(yè)主全方位地權(quán)衡利弊或技術(shù)上做好安全裕度的儲(chǔ)備。

4.2 統(tǒng)籌優(yōu)化網(wǎng)廠(chǎng)檢修計(jì)劃及停服役工期，緩解季節(jié)性調(diào)峰壓力

法國(guó)核電不可忽略的特征是核電與電網(wǎng)同屬法國(guó)電力公司旗下，網(wǎng)廠(chǎng)運(yùn)行方式、檢修計(jì)劃及停服役工期、優(yōu)先發(fā)電、優(yōu)先調(diào)峰順序是站在“安全性、經(jīng)濟(jì)性、合理性”的公司整體角度來(lái)精細(xì)化一攬子統(tǒng)籌運(yùn)作制定的。從源頭上避免了核電參與日負(fù)荷跟蹤調(diào)峰，大量地減小了核電壓出力運(yùn)行的深度。

我國(guó)核電與電網(wǎng)歷來(lái)是2個(gè)行業(yè)、戰(zhàn)略合作伙伴式的協(xié)調(diào)關(guān)系，無(wú)法統(tǒng)一精細(xì)化地運(yùn)作管控網(wǎng)廠(chǎng)檢修計(jì)劃及停服役工期，充其量只能做一些大概協(xié)調(diào)。盡管電網(wǎng)年度運(yùn)行方式充分考慮了核電大修窗口計(jì)劃，但行業(yè)不同、職責(zé)不同，所追求的目標(biāo)固然不同，雙方在時(shí)間、空間、細(xì)節(jié)上忽略了一些可利用的契機(jī)或可優(yōu)化的空間，例如燃?xì)鈾C(jī)啟停機(jī)最快，油電其次，煤電較快，核電最慢并且升降功率速率有限制等。如果核電及電網(wǎng)的安全文化理念互相包容、相輔相成，雙方高層建立定期熱線(xiàn)聯(lián)絡(luò)制度，運(yùn)行方式建立定期互信交流、網(wǎng)廠(chǎng)工況通報(bào)制度，電網(wǎng)運(yùn)行方式人才與核電操縱員人才實(shí)施輪崗掛職，其核電與停服役計(jì)劃、檢修工期一攬子精細(xì)化運(yùn)作及管控［6］，非化石能源及輸變電系統(tǒng)年利用小時(shí)數(shù)還可以得到有效提升。

4.3 建立網(wǎng)、核、蓄聯(lián)合運(yùn)行方式，提升非化石能源的競(jìng)爭(zhēng)力

抽水蓄能電站在電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)向用戶(hù)輸送電能，在負(fù)荷低谷時(shí)吸收電網(wǎng)過(guò)剩的能量，其移峰填谷功能是其它任何類(lèi)型電源所不具備的［7］。90年代末，為秦山、大亞灣核電配套建設(shè)的天荒坪6× 300 MW、廣州8×300 MW抽水蓄能電站，奠定了核電帶基荷的運(yùn)行模式。伴隨著浙江仙居4×375 MW抽水蓄能電站即將投運(yùn)，未來(lái)的3～5年內(nèi)在建的浙江天荒坪二期6×350 MW、江蘇溧陽(yáng)5×300 MW、安徽金寨4×300 MW、安徽績(jī)溪6×300 MW等超大型抽水蓄能電站將陸續(xù)投運(yùn)，浙江電網(wǎng)及華東電網(wǎng)調(diào)峰及旋轉(zhuǎn)備用容量緊張的局面將有所改觀。

如果區(qū)外特高壓交直流來(lái)電暫時(shí)不參與任何形式的調(diào)峰情況下，有必要提前規(guī)劃或商榷建立網(wǎng)、核、蓄三者聯(lián)合運(yùn)行方式，可揚(yáng)長(zhǎng)避短，互相補(bǔ)償，相得益彰，以適應(yīng)電力系統(tǒng)填峰移谷的需求。對(duì)電網(wǎng)而言，全面履行了國(guó)家電網(wǎng)“一強(qiáng)三優(yōu)”的社會(huì)責(zé)任感。對(duì)MODE－A核電而言，控制了人因事件及非安全元素、保障了基荷電價(jià)下的負(fù)荷因子。對(duì)抽水蓄能而言，有效地降低其運(yùn)行成本，提高競(jìng)爭(zhēng)力，降低經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。抽水蓄能主要承擔(dān)日負(fù)荷調(diào)節(jié)，庫(kù)容有限，如果分布點(diǎn)多，3～5天也許能滿(mǎn)足調(diào)峰需求，國(guó)慶、春節(jié)7天長(zhǎng)假或冬季調(diào)峰全部指望抽水蓄能有一定難度。

4.4 用好、用足區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)可調(diào)資源

如表4所示，華東電網(wǎng)主要承擔(dān)四省一市聯(lián)絡(luò)線(xiàn)潮流平衡、運(yùn)行方式、電力市場(chǎng)交易電量，區(qū)外特高壓交直流來(lái)電的消納平衡［5］等，同時(shí)統(tǒng)調(diào)14個(gè)直調(diào)電廠(chǎng)12臺(tái)火電、16臺(tái)抽水蓄能、6臺(tái)核電、15臺(tái)水電機(jī)組上網(wǎng)關(guān)口電量［8］。

表4 華東電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)機(jī)組容量

參照國(guó)內(nèi)外電網(wǎng)運(yùn)行方式經(jīng)驗(yàn)反饋，如果水電、抽水蓄能等可再生資源的容量占系統(tǒng)總電源容量的20%，核電機(jī)組可保持基荷運(yùn)行，電網(wǎng)的峰谷差也是可控的。就華東電網(wǎng)14個(gè)直調(diào)電廠(chǎng)而言，水電、抽水蓄能、核電等非化石能源的比重高于煤電等化石能源，49臺(tái)統(tǒng)調(diào)機(jī)組電量通過(guò)省際交互式聯(lián)絡(luò)線(xiàn)落地于華東四省一市，非化石能源及新能源電量消納是有保障的。

區(qū)外特高壓交、直流來(lái)電占華東四省一市用電負(fù)荷的43%，除了有效地緩解了迎峰度夏的用電缺口之外，也使法定節(jié)假日及冬季峰谷差矛盾異常突出。從技術(shù)可行性角度，有必要審時(shí)度勢(shì)地考慮一下區(qū)外特高壓來(lái)電參與調(diào)峰的必要性、合理性。如果法定假日及冬季區(qū)外特高壓來(lái)電的運(yùn)行方式不受任何約束，則明顯起到了峰谷差反調(diào)峰的作用，單靠屬地化在役機(jī)組調(diào)峰深度來(lái)維持法定節(jié)假日及冬季的供需平衡，那么煤電、氣電、油電等化石能源難堪重負(fù)，激化了當(dāng)?shù)啬茉雌髽I(yè)之間的矛盾。除了新能源的光電、風(fēng)電有自然特征外，非化石能源的核電、水電、抽水蓄能也未必得到最大有效利用。

經(jīng)理論計(jì)算：如果目前區(qū)外特高壓交流來(lái)電選擇性地參與調(diào)峰，一定程度緩解華東四省一市電網(wǎng)法定節(jié)假日及冬季的調(diào)峰壓力，機(jī)組壓出力深度或調(diào)停備用機(jī)組數(shù)量將明顯減少，當(dāng)?shù)胤腔茉蠢寐蔬€可以提高。如果區(qū)外特高壓交直流來(lái)電聯(lián)合選擇性地參與調(diào)峰，華東四省一市電網(wǎng)法定節(jié)假日及冬季調(diào)峰容量仍有盈余。

［1］王建成.秦山核電500 kV輸電系統(tǒng)的計(jì)算論證及優(yōu)化［J］.東北電力技術(shù)，2014，35（6）：1－4.

［2］王 勇，朱洪波，李東野.核電機(jī)組參與遼寧電網(wǎng)調(diào)峰研究［J］.東北電力技術(shù)，2015，36（12）：28－32.

［3］王亦楠.總理為什么要求核電必須“絕對(duì)保證安全”［R］.中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊，2015（24）：15－16.

［4］葉 鵬，馬曉東，朱 鈺，等.核電機(jī)組參與電網(wǎng)聯(lián)合調(diào)峰策略研究綜述［J］.東北電力技術(shù)，2014，35（9）：55－59.

［5］張雪松，張成恩，徐有寧.遼寧發(fā)展核電項(xiàng)目的前景分析［J］.東北電力技術(shù)，2006，27（7）：49－52.

［6］宋卓然，商文穎，宋穎巍，等.核電發(fā)展現(xiàn)狀及調(diào)峰可行性分析［J］.東北電力技術(shù)，2015，36（5）：40－44.

［7］趙 潔，劉滌塵，雷慶生，等.核電機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)峰及與抽水蓄能電站聯(lián)合運(yùn)行研究［J］.中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2011，31（7）：1－6.

［8］陸建宇，王 強(qiáng)，申建建，等.華東電網(wǎng)直調(diào)多電源短期聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度方法［J］.華東電力，2013，41（5）：931－937.

Analysis and Suggestion on Nuclear Power Unit Participating in Grid Peak Regulation Based on MODE?A

WANG Jian?cheng，ZHANG Tao，ZHANG Jian?cheng，LIU Chong?du，WANG Xin
（CNNC Nuclear Power Operation Management Co.，Ltd.，Haiyan，Zhejiang 314300，China）

As for the inhered characteristic of Qinshan Nuclear Power Plant phaseⅡMODE?A，grid peak regulation or lower power operation can lead to different scale，the radioactive waste liquid excessive release，nuclear fuel tube stression increase，uncontrollabil?ity of boracic acid concentration in the last period for the reactor core，partial reactor power transient and nuclear fuel discarded which result in economy loss which can reduce the reactor operation safety redundancy.According to current status and feedback of overseas nuclear power plant peak value regulation，the reference suggestion combined with region grid power source structure for the non?safety factor is provided.

Reactor core transient；Control rod position；Safety redundancy；Non?fossil energy；Compensate trough with the power grid peak

TM623

A

1004－7913（2016）06－0057－06

王建成（1954—），男，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)楹穗姍C(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。

2016－03－06）