国外核电机组参与系统调峰情况分析

我国核电装机比例在不断地提升,研究国外核电机组参与系统调峰情况可为我国未来核电机组的发展和运行提供借鉴。分析了目前世界上核电发展较快的国家核电机组装机情况以及参与系统调峰的运行情况,指出核电机组是否需要参与系统调峰运行是由所在电力系统的电源结构等诸多特性决定的。以法国为例,作为世界上核电装机比重最大的国家,由于其电力系统的调峰手段较为有限,核电机组需直接参与电网的负荷跟踪运行。而其他一些国家,如美国、加拿大、日本、韩国等,其核电装机比例相对法国较低,调峰电源配置较为充足,经济补偿机制较为完善,核电机组一般不参与电网负荷跟踪。     

考虑核电参与的调峰优化运行模型

综合考虑核电调峰成本及安全约束,建立了考虑核电参与调峰的优化调度模型。该模型从经济性和安全性两方面定量分析压水堆核电机组的调峰成本,并引入核电安全价值系数实现经济安全的协调平衡,以机组联合运行总费用最低作为优化目标;在调度问题常规约束条件的基础上,计及了考虑调峰深度和线性功率变化速率的工况转换时间耦合约束条件以满足核电调峰安全运行要求。算例仿真验证了所建立模型的有效性;在调峰运行方式下,核电机组满足安全约束要求,并能够根据系统实际需求选择最优调峰深度和功率变化速率;核电机组参与调峰能够缓解常规机组的调峰压力,减少火电机组启停调峰频率,提升电力系统运行的经济性。     

“十三五”期间核电参与电网调峰前景分析

中国核电自2015年重启后发展迅速,一方面带动了相关行业的发展,提供了更多可靠的清洁电力,另一方面也给中国电力需求放缓形势下部分核电装机大省带来了较大的调峰压力。基于不同国家核电机组调峰能力及实际运行经验的收集整理,分析了核电机组参与电网调峰的安全性和经济性。通过国内外核电机组类型、运行原理、技术标准等方面的对比分析,研究了中国核电机组参与电网调峰的可行性。最后提出了“十三五”期间中国核电参与电网调峰的相关建议。     

核电机组参与电网调峰的运行方式及效益分析

核电面临着越来越大的调峰运行压力。研究了核电机组的功率调节、长期低功率运行及延伸运行等调峰运行性能,提出了核电机组参与电网调峰的运行方式。在计算分析核电机组的调峰成本和效益的基础上,提出了核电参与电网调峰的运行位置、判据及调峰平衡算法,并结合实际电网算例作了计算分析。结果表明,核电具有较好的调峰能力,且成本较低,可参与电网日调峰、周调峰及年负荷跟踪,但其调峰深度和速度受到安全经济性的限制。核电机组适当调峰运行,可以提高系统安全性和灵活性,提高资源配置效率。     

考虑核电调峰的风电-核电协调优化调度

针对沿海地区含陆上风电、海上风电和核电电力系统,研究了考虑核电调峰的风核协调调度问题。基于风电出力特性和核电调峰特性,分析风电和核电调峰的匹配性;以经济调度为原则,计及核电机组运行约束、弃风成本和核电调峰成本,建立风核协调调度模型,并提出细分核电调峰深度的方法来线性化核电调峰约束。算例分析验证了所提模型和方法的有效性,结果表明:风电出力与核电调峰特性相匹配,且风核协调调度可兼顾调峰灵活性和调峰成本,提高了含风电和核电系统的调度经济性,并使弃风减少;核电机组采用日负荷跟踪模式参与日调峰,并采用细分核电调峰深度方法精确优化核电出力,可有效降低系统总运行成本。     

600MW 压水堆核电站负荷跟踪运行情况仿真分析

部分地区核电机组需要配合电网根据不同用电需求实现调峰,因此进行负荷跟踪非常必要。文章对600 MW压水堆核电站负荷跟踪运行情况进行仿真分析,为我国目前主流机组控制模式改良提供参考。     

考虑核电调峰的广东电网机组组合

机组组合可以取得明显的节能效果,但国内以往的机组组合研究没有包括核电机组。在分析核电机组运行模式的基础上,建立了考虑核电调峰的机组组合模型,并以2015年广东电网为例,应用拉格朗日松弛法和动态规划法计算了考虑核电调峰的机组组合方式。对比了核电带基本负荷和以"12-3-6-3"模式参与调峰情况下火电机组的煤耗。结果表明,核电机组参与电网调峰可以显著降低火电机组煤耗,达到良好的节能减排效果。     

考虑核电可调度性的风-光-核-水-火多源协调短期优化调度

提出一种考虑核电机组可调度性的多源协调短期优化调度模型。在已有的核电实际运行经验和大量仿真研究结果的基础上,分析核电的可调度性,即核电参与调峰的可行性,提出了核电的安全可调节域和运行约束,建立了核电调峰运行模型。基于核电运行特点,采用两阶段调度方法,预调度阶段确定核电机组的低功率运行时间,再调度阶段优化核电的调峰深度,最终得到核电参与调峰的最优运行方式。针对风电、光电出力的不确定性,采用鲁棒优化的方法始终保证调度决策的可行性。对丰水期和枯水期两种典型情况进行算例分析,结果表明所提模型在保证核电机组安全运行的同时兼顾了经济性,实现了对可再生能源的足额消纳,并有效协调了各类电源的发电空间,均衡了各方利益。     

核电机组参与电网联合调峰策略研究综述

在广泛调查研究的基础上,介绍了各类核电机组的调峰特性与调峰能力。对核电机组参与电网调峰的运行方式,核电与其它调峰电源的联合调峰运行策略,风光储核联合发电系统的协同调度等问题进行了综述和总结,对核电参与电网调峰的技术发展趋势进行了分析和展望。     

核电发展现状及调峰可行性分析

介绍了国内外最新核电发展情况,分析了各类型机组应用现状及发展趋势,概述了MP310、CPR1000、EPR、AP1000等类型核电机组的进化过程及调峰特性,并以法国2座核电站的2台核电机组运行情况为例,结合现役机组实际日运行及月运行数据分析了国外核电机组参与调峰运行情况,最后根据辽宁地区电网电源现状及核电规划,按照负荷预测,通过设计合理的调峰深度,提出应对调峰矛盾的解决方案。     

高比例新能源电力系统演化进程中核电与新能源协调发展策略

核能与新能源作为非化石能源的重要组成部分,对于中国构建清洁低碳、安全高效的能源体系具有举足轻重的作用。随着大规模间歇式新能源接入电力系统,电网的安全稳定运行面临巨大挑战,核电出力稳定、转动惯量大,可为高比例新能源接入的电力系统提供必要的电力、电量和转动惯量支撑。针对高比例新能源电力系统演化进程中核电、新能源及其他电源的协调发展问题,统筹考虑系统规划与运行层面的相互影响,基于电力系统规划软件GESP及电力系统随机生产模拟软件GridView,建立一套完整的分析模型,提出中国未来核电与新能源的合理发展规模和布局;考虑核电与其他电源以不同方式参与电网调峰对新能源消纳及系统运行经济性等方面的影响,提出促进核电与新能源协调运行的策略建议,为促进中国核电与新能源有序健康发展、深入推动能源转型提供决策支撑。     

湖南电网侧电池储能电站概况及调控运行启示

电池储能电站具有建设周期短、响应速度快、应用模式多样等优点,将其应用于电网侧,可实现调峰、调频、调压和紧急控制等多种功能。本文针对电网侧电池储能电站,首先从形势政策、工程应用和技术发展三方面概括了国内发展现状,阐述了湖南电网典型案例——榔梨电池储能电站的特点及架构;然后以此为基础,重点分析了电池储能电站调控运行的工程实现过程及运行策略;最后,结合泛在电力物联网的建设,提出了电池储能电站调控运行所面临的关键技术问题。     

中国东部地区核电发展研究

中国东部地区本地能源供应不足,环境污染严重,而且核电一般不参与电力系统调峰,需要深入研究核电发展及_其对电网调峰影响。提出了中国东部地区核电规划研究的原则和方法,以系统电力供应总成本最小为目标,以电力电量平衡、能源供需平衡、系统建设和运行等各种要求为约束条件,研究总体电源规模和结构,包括核电建设规模。在此基础上,综合考虑核电前期工作进展情况、核电功率调节能力,提出地区电网核电推荐装机容量．并测算其环境效益．为中国东部地区完善核电发展规划提供参考。     

EPR1700核电机组接入黑龙江电网适应性分析

在分析黑龙江省电力市场空间和能源资源供应形势的基础上,从电网潮流分布、导线型号选择、稳定校验、经济性分析及系统调峰要求等多方面,分析了EPR1700核电机组接入黑龙江电网的适应性.研究结果表明,随着黑龙江省负荷发展,全省能源供需情况将由现有的基本平衡转入亏缺状态,将核电机组接入黑龙江电网是适宜的,但考虑到黑龙江省自身电源结构及发展,核电厂应积极参与系统调峰.     

规模风电并网条件下火电机组深度调峰的多角度经济性分析

火电机组深度调峰在提高风电利用率的同时降低了火电厂效益、增加了社会环境成本,文中多角度研究大规模风电并网条件下的火电机组深度调峰的经济性。首先根据火电机组的运行状态和能耗特性将其调峰过程分为常规调峰、不投油深度调峰和投油深度调峰3个阶段,并从技术角度分析影响火电厂深度调峰能力的主要因素,进而提出火电机组不同阶段的调峰能耗成本模型;建立了风电优先的经济调度模型,提出了基于煤耗量和基于期望产出的电力系统能源效率模型;并以典型10机系统为例进行仿真,从火电企业、风电企业和社会角度分析了大规模风电并网条件下,火电机组深度调峰的调度方案的经济性。研究成果将为制定火电机组深度调峰相关政策提供参考。     

江苏电网侧百兆瓦级电池储能电站运行与控制分析

电池储能系统具有建设周期短、响应速度快、应用模式多样等显著优点,近年来建设规模不断扩大,在国家和地方政府的推动下,得到越来越广泛的应用。江苏镇江百兆瓦级储能电站自2018年7月投运以来,已参与电网调峰、调频、应急响应等多种辅助服务功能。针对江苏百兆瓦级电池储能电站,从其结构特点入手,研究分析储能电站在不同应用模式下的运行控制策略,并针对电站的响应指标和目前的运行情况进行测试分析,探索电网侧大规模储能电站的应用价值。     

大型核电站接入吉林电网适应性分析

在分析吉林省电力市场空间和能源资源供应形势的基础上,以EPR1700核电机组为例,从电网潮流分布、导线型号选择、稳定校验、经济性分析及系统调峰要求等多方面,对大型核电站接入吉林电网的适应性进行了分析。研究结果表明,随着吉林省负荷增长及能源短缺情况的加重,大型核电站接入吉林电网是适宜的,但考虑到吉林省自身电源、电网结构及发展,未来核电站应考虑参与系统调峰。     

超级UPS中光伏发电单元的功率调控

超级UPS包含电网、燃气发电机、电池以及光伏等多种类型能源,是一种具有很高供电可靠性的电源系统。在这样的多能源储能系统中,光伏发电单元需要配合其他多种能源,在保证稳定性的前提下,通过不同模式的灵活切换,提高其电能利用率。针对超级UPS特点及其工作模式,讨论了光伏单元的功率调控,并针对此应用场合优化了传统的光伏最大功率点跟踪算法,最后在30 kW的平台上进行了初步验证。改进后的算法,可以在保证收敛性和跟踪精度的条件下,有效加快光伏最大功率点跟踪速度。     

计及核电调峰的新能源电力系统两阶段随机优化调度

近年来,随着世界范围内的能源危机越来越严重,新能源作为缓解能源危机的有效途径之一发展迅速。然而新能源具有不确定性的特点,大规模的新能源并网会给电力系统优化调度带来新挑战。在新能源和核电高速发展的情况下,电力系统峰谷差变大使得电力系统调峰压力增加。为解决调峰问题,建立了核电灵活调峰模型,同时构建了一种考虑新能源的运用核电进行灵活调峰的电力系统两阶段随机调度优化模型:第一阶段决定机组启停情况,第二阶段则根据第一阶段做出的决定对机组出力进行优化,以实现运行成本最小化。通过对IEEE标准24节点测试系统以及一个实际系统进行测试,验证了核电厂进行调峰的可行性和经济性。