大容量核电机组接入对电网的影响分析

1、    大容量核电机组接入对电网的影响分析    杨金胜摘 要 电力需求的增加促进了大容量核电机组的快速发展，大容量核电机组的应用也对电网产生了一定的影响，文章从核电机组接入电网的要求与方式出发对大容量核电机组对电网的影响从几个不同反面进行分析，并根据分析出来的结果提出相应的应对策略，以最大程度的降低其不利影响，使大容量核电机组能够获得广泛应用。关键词 大容量核电机组；电网；安全性：tm74 ：a ：1671-7597（2014）10-0071-01随着国家的不断发展，我国的耗电量也逐年增长，传统的火电以及新型的风电水电的发展跟不上工业的发展，不能满足人

2、们对电的需求，急需开发新的电力资源，核电无疑是最符合条件的。采用大容量的核电机组可以降低对不可再生能源如煤炭等的消耗，同时减轻对大气的污染程度，对于节能环保有着显著的环境与经济效益。但是由于核电机组的容量过大，如果发生故障，则会对电网造成损害，降低电网中可用电量和整个电网系统的可靠性。此外，采用大容量核电机组可能导致某些线路出现过载，对局部地区现有发电机也可能造成影响。因此，需要对大容量核电机组接入对电网的影响进行研究，以避免不利影响。1 大容量核电机组接入电网的要求与方式1）大容量核电机组接入对电网的要求。由于核电机组的特殊性，核电机组从停止再到工作需要的时间比一般的电厂长，所以应该最大程度

3、的减少故障发生的频率，同时不同于一般的电厂，核电厂所采用的线路的安全标准也比较高。2）大容量核电机组接入的方式。正常工作的过程中，核电机组通过核反应将核能转化为电能，向电网中输送电能。电网为核电厂正常工作供电，当核电机组与电网断开时，由备用厂外电源向核电机组供电，也可由核电机组产生的电来带动核电厂的正常运行；如果上述过程不能在发生故障时立即执行，核电厂中的应急柴油发电机就会自启动以提供必要的用电。考虑以上的情况，确定大容量核电机组的接入方式时需要考虑到核电厂的规模，核电厂的地理位置及其作用，核电厂所使用的核电技术的特征等各种因素。2 大容量核电机组接入对电网的影响分析由于核电厂的安全性、核反应

4、堆的特殊性、核燃料的循环使用等因素制约着核电机组能否灵活的运行；同时这些因素也严重影响着电力系统的调度以及电网的工作运行和电网潮流的改变。1）更换核燃料。核电机组在检修或者更换核燃料时暂停工作，这会影响到电网容量以及电力系统的调度问题。通常情况下需要10-18个月更换一次核燃料，在核电机组停止工作的过程中，核电厂也需要足够的电量维持正常工作，特别是因为事故而暂停时，必须为电网提供充足的备用来保证电网频率稳定。2）调频与调峰。由于核电机组的特殊性，在维持核电机组正常工作时带系统一定比例的基荷运行，电网中另外一些载荷由电力系统的水电或者火电机组负担。电力系统应该有充足的备用电力以保证电力系统可以达

5、到符合要求的峰谷和波动差。电网中不同的电厂之间通过微增率的方法进行经济调度。核电机组在运行过程中可以以不同的功率运行并能调频和跟踪负荷。在必要时候，核电机组可以快速改变功率满足电网的不同需求（图1）。但是，核电机组在调节功率时反应比较缓慢，大容量的核电机组投资成本运行成本都比较高，从实用性的方面来看，大容量核电机组运行时最好不进行调频和跟踪负荷，这个要求就制约了电网的调度。（a）堆芯功率水平变化（b）一回路温度变化图1 核电机组功能率阶跃降低相应3）运行频率和电压。大容量核电机组的特殊性也对整个电网的电压以及频率有比较高的要求。电网的频率发生改变将导致核电机组的输出功率变化，核反应堆以及一回路

6、温度都发生改变，此时通过温度调控装置调节，使反应堆与核电机组功率一致，使一回路温度趋于正常。核电机组必须在一定的频率范围内运行，如果超出范围，系统自动启动保护措施，导致系统与核电机组断连，使系统遭受较大冲击。核电机组的高压一侧如果发生故障会造成频率升高进而会导致反应堆停止运行。需要校准低周减载方案以确保系统与核电机组低周减载方案向适应。4）核电机组突然甩负荷。大容量核电机组的输出电量比较大，甩负荷现象对电网有重大影响，可以引起电网解列、电网功率震荡，甚至出现大面积停电的现象。而且电网一旦出现问题将会导致核电机组停运，使影响进一步升级。3 对产生影响的应对策略1）核电厂。核电厂应该采用比较先进的

7、核电机组，可以在运行时提供核电厂的用电、调节电网的负荷、延长核燃料的更换时间等。将非能动安全系统应用到核电机组中，在提高核电机组正常工作的可靠性的同时削弱电网中频率电压的变化对核电站的影响。2）电网。在有大容量核电机组接入的电网中，采取适当的措施来满足核电机组的运行条件；通过对电网的结构、潮流、稳定性、可靠性等研究，制定出合适的接入方案来降低对电网的影响。3）管理与调度。应该成立专门的机构负责核电厂与电力部门之间的协调工作。核电厂与电力部门的技术人员管理人员都需要注意到电网和核电厂之间的相互影响，互相配合工作，保证电力系统的正常运行。4 结论采用大容量的核电机组缓解了电力需求的压力，同时也为电

8、网带来了一定的影响，需要在安排合适的调频调峰机组、设定足够的备用容量、控制输出电压、对核电机组出现突然停机和电网结构的规划等方面考虑充分；同时电力系统和核电厂之间协调工作，保证电力输送的安全性。参考文献1陈汉雄，郑勇.大容量核电机组接入川渝电网适应性及参与系统调峰研究j.中国电力，2011，44（3）：1-5.2钟磊，欧阳利平，蔡红霞，等.大型核电机组接入电网的稳定性研究j.浙江电力，2013，32（11）：15-18.3张奇.先进核电机组专家评价系统研究与开发d.清华大学，2005.endprint摘 要 电力需求的增加促进了大容量核电机组的快速发展，大容量核电机组的应用也对电网产生了一定的

9、影响，文章从核电机组接入电网的要求与方式出发对大容量核电机组对电网的影响从几个不同反面进行分析，并根据分析出来的结果提出相应的应对策略，以最大程度的降低其不利影响，使大容量核电机组能够获得广泛应用。关键词 大容量核电机组；电网；安全性：tm74 ：a ：1671-7597（2014）10-0071-01随着国家的不断发展，我国的耗电量也逐年增长，传统的火电以及新型的风电水电的发展跟不上工业的发展，不能满足人们对电的需求，急需开发新的电力资源，核电无疑是最符合条件的。采用大容量的核电机组可以降低对不可再生能源如煤炭等的消耗，同时减轻对大气的污染程度，对于节能环保有着显著的环境与经济效益。但是由于

10、核电机组的容量过大，如果发生故障，则会对电网造成损害，降低电网中可用电量和整个电网系统的可靠性。此外，采用大容量核电机组可能导致某些线路出现过载，对局部地区现有发电机也可能造成影响。因此，需要对大容量核电机组接入对电网的影响进行研究，以避免不利影响。1 大容量核电机组接入电网的要求与方式1）大容量核电机组接入对电网的要求。由于核电机组的特殊性，核电机组从停止再到工作需要的时间比一般的电厂长，所以应该最大程度的减少故障发生的频率，同时不同于一般的电厂，核电厂所采用的线路的安全标准也比较高。2）大容量核电机组接入的方式。正常工作的过程中，核电机组通过核反应将核能转化为电能，向电网中输送电能。电网为

11、核电厂正常工作供电，当核电机组与电网断开时，由备用厂外电源向核电机组供电，也可由核电机组产生的电来带动核电厂的正常运行；如果上述过程不能在发生故障时立即执行，核电厂中的应急柴油发电机就会自启动以提供必要的用电。考虑以上的情况，确定大容量核电机组的接入方式时需要考虑到核电厂的规模，核电厂的地理位置及其作用，核电厂所使用的核电技术的特征等各种因素。2 大容量核电机组接入对电网的影响分析由于核电厂的安全性、核反应堆的特殊性、核燃料的循环使用等因素制约着核电机组能否灵活的运行；同时这些因素也严重影响着电力系统的调度以及电网的工作运行和电网潮流的改变。1）更换核燃料。核电机组在检修或者更换核燃料时暂停工

12、作，这会影响到电网容量以及电力系统的调度问题。通常情况下需要10-18个月更换一次核燃料，在核电机组停止工作的过程中，核电厂也需要足够的电量维持正常工作，特别是因为事故而暂停时，必须为电网提供充足的备用来保证电网频率稳定。2）调频与调峰。由于核电机组的特殊性，在维持核电机组正常工作时带系统一定比例的基荷运行，电网中另外一些载荷由电力系统的水电或者火电机组负担。电力系统应该有充足的备用电力以保证电力系统可以达到符合要求的峰谷和波动差。电网中不同的电厂之间通过微增率的方法进行经济调度。核电机组在运行过程中可以以不同的功率运行并能调频和跟踪负荷。在必要时候，核电机组可以快速改变功率满足电网的不同需求

13、（图1）。但是，核电机组在调节功率时反应比较缓慢，大容量的核电机组投资成本运行成本都比较高，从实用性的方面来看，大容量核电机组运行时最好不进行调频和跟踪负荷，这个要求就制约了电网的调度。（a）堆芯功率水平变化（b）一回路温度变化图1 核电机组功能率阶跃降低相应3）运行频率和电压。大容量核电机组的特殊性也对整个电网的电压以及频率有比较高的要求。电网的频率发生改变将导致核电机组的输出功率变化，核反应堆以及一回路温度都发生改变，此时通过温度调控装置调节，使反应堆与核电机组功率一致，使一回路温度趋于正常。核电机组必须在一定的频率范围内运行，如果超出范围，系统自动启动保护措施，导致系统与核电机组断连，使

14、系统遭受较大冲击。核电机组的高压一侧如果发生故障会造成频率升高进而会导致反应堆停止运行。需要校准低周减载方案以确保系统与核电机组低周减载方案向适应。4）核电机组突然甩负荷。大容量核电机组的输出电量比较大，甩负荷现象对电网有重大影响，可以引起电网解列、电网功率震荡，甚至出现大面积停电的现象。而且电网一旦出现问题将会导致核电机组停运，使影响进一步升级。3 对产生影响的应对策略1）核电厂。核电厂应该采用比较先进的核电机组，可以在运行时提供核电厂的用电、调节电网的负荷、延长核燃料的更换时间等。将非能动安全系统应用到核电机组中，在提高核电机组正常工作的可靠性的同时削弱电网中频率电压的变化对核电站的影响。

15、2）电网。在有大容量核电机组接入的电网中，采取适当的措施来满足核电机组的运行条件；通过对电网的结构、潮流、稳定性、可靠性等研究，制定出合适的接入方案来降低对电网的影响。3）管理与调度。应该成立专门的机构负责核电厂与电力部门之间的协调工作。核电厂与电力部门的技术人员管理人员都需要注意到电网和核电厂之间的相互影响，互相配合工作，保证电力系统的正常运行。4 结论采用大容量的核电机组缓解了电力需求的压力，同时也为电网带来了一定的影响，需要在安排合适的调频调峰机组、设定足够的备用容量、控制输出电压、对核电机组出现突然停机和电网结构的规划等方面考虑充分；同时电力系统和核电厂之间协调工作，保证电力输送的安全

16、性。参考文献1陈汉雄，郑勇.大容量核电机组接入川渝电网适应性及参与系统调峰研究j.中国电力，2011，44（3）：1-5.2钟磊，欧阳利平，蔡红霞，等.大型核电机组接入电网的稳定性研究j.浙江电力，2013，32（11）：15-18.3张奇.先进核电机组专家评价系统研究与开发d.清华大学，2005.endprint摘 要 电力需求的增加促进了大容量核电机组的快速发展，大容量核电机组的应用也对电网产生了一定的影响，文章从核电机组接入电网的要求与方式出发对大容量核电机组对电网的影响从几个不同反面进行分析，并根据分析出来的结果提出相应的应对策略，以最大程度的降低其不利影响，使大容量核电机组能够获得广

17、泛应用。关键词 大容量核电机组；电网；安全性：tm74 ：a ：1671-7597（2014）10-0071-01随着国家的不断发展，我国的耗电量也逐年增长，传统的火电以及新型的风电水电的发展跟不上工业的发展，不能满足人们对电的需求，急需开发新的电力资源，核电无疑是最符合条件的。采用大容量的核电机组可以降低对不可再生能源如煤炭等的消耗，同时减轻对大气的污染程度，对于节能环保有着显著的环境与经济效益。但是由于核电机组的容量过大，如果发生故障，则会对电网造成损害，降低电网中可用电量和整个电网系统的可靠性。此外，采用大容量核电机组可能导致某些线路出现过载，对局部地区现有发电机也可能造成影响。因此，需

18、要对大容量核电机组接入对电网的影响进行研究，以避免不利影响。1 大容量核电机组接入电网的要求与方式1）大容量核电机组接入对电网的要求。由于核电机组的特殊性，核电机组从停止再到工作需要的时间比一般的电厂长，所以应该最大程度的减少故障发生的频率，同时不同于一般的电厂，核电厂所采用的线路的安全标准也比较高。2）大容量核电机组接入的方式。正常工作的过程中，核电机组通过核反应将核能转化为电能，向电网中输送电能。电网为核电厂正常工作供电，当核电机组与电网断开时，由备用厂外电源向核电机组供电，也可由核电机组产生的电来带动核电厂的正常运行；如果上述过程不能在发生故障时立即执行，核电厂中的应急柴油发电机就会自启

19、动以提供必要的用电。考虑以上的情况，确定大容量核电机组的接入方式时需要考虑到核电厂的规模，核电厂的地理位置及其作用，核电厂所使用的核电技术的特征等各种因素。2 大容量核电机组接入对电网的影响分析由于核电厂的安全性、核反应堆的特殊性、核燃料的循环使用等因素制约着核电机组能否灵活的运行；同时这些因素也严重影响着电力系统的调度以及电网的工作运行和电网潮流的改变。1）更换核燃料。核电机组在检修或者更换核燃料时暂停工作，这会影响到电网容量以及电力系统的调度问题。通常情况下需要10-18个月更换一次核燃料，在核电机组停止工作的过程中，核电厂也需要足够的电量维持正常工作，特别是因为事故而暂停时，必须为电网提

20、供充足的备用来保证电网频率稳定。2）调频与调峰。由于核电机组的特殊性，在维持核电机组正常工作时带系统一定比例的基荷运行，电网中另外一些载荷由电力系统的水电或者火电机组负担。电力系统应该有充足的备用电力以保证电力系统可以达到符合要求的峰谷和波动差。电网中不同的电厂之间通过微增率的方法进行经济调度。核电机组在运行过程中可以以不同的功率运行并能调频和跟踪负荷。在必要时候，核电机组可以快速改变功率满足电网的不同需求（图1）。但是，核电机组在调节功率时反应比较缓慢，大容量的核电机组投资成本运行成本都比较高，从实用性的方面来看，大容量核电机组运行时最好不进行调频和跟踪负荷，这个要求就制约了电网的调度。（a）堆芯功率水平变化（b）一回路温度变化图1 核电机组功能率阶跃降低相应3）运行频率和电压。大容量核电机组的特殊性也对整个电网的电压以及频率有比较高的要求。电网的频率发生改变将导致核电机组的输出功率变化，核反应堆以及一回路温度都发生改变，此时通过温度调控装置调节，使反应堆与核电机组功率一致，使一回路温度趋于正常。核电机组必须在一定的频率范围内运行，如果超出范围，系统自动启动保护措施，导致系统与核电机组断连，使系统遭受较大冲击。核电机组的高压一侧如果发生故障会造成频率升高进而会导致反应堆停止运行。需要校准低周减载方案以确保系统与核电机组低周减载方案向适应