摘要：随着经济的快速发展，能源需求也迅速增加。我国的能源总量日渐减少，尤其需要对能源进行合理的综合开发利用。核电机组大规模并网后，调峰问题日益突出，既限制了核电自身发展，也为电网安全稳定运行带来隐患，核电机组参与调峰已势在必行。本文将从核电厂参与调峰的必要性，水电联产系统运行方式、核电参与调峰的主要方式等方面展开分析。
关键词：核电厂；水电联产；调峰
随着社会经济不断发展，用电量也不断增加。核电机组已大规模并网，满足电力需求的同时，也为电网调峰带来困难。核电机组受经济性影响及寿期内升、降负荷瞬态次数限制，日内直接参与电网调节存在困难，采用水电联产等间接方式调峰，即将负荷低谷时段的多余出力转化为其他能量参与调峰，能有效减少核电机组大量并网对电网带来的巨大调峰压力，实现了核电站及水能的综合高效利用。
一、核电机组对电网调峰产生的影响
核电与其他发电方式相比具有清洁环保、安全高效、燃料消耗成本低等特点，现已大规模并网。同时，随着电力供求关系的改变，电网的不断发展，负荷峰谷差日益明显，清洁能源大量并网并全额消纳，电网调峰调频更加困难，调节能力较弱的核电机组大规模并网后，进一步增加了电网调峰调频的难度。
（1）核电机组对日内正负备用的影响
核电机组一般满出力带基荷运行。为保证电厂厂用电及电网正备用等需求，系统必须满足一定的开机方式，此时，在负荷低谷时段，由于核电机组缺乏调节能力，则加大了水、火电机组调节范围，甚至出现核电满发，而所有火电厂最小技术出力，却仍无法满足系统负备用需求的情况。
为保证低谷时段，电网负备用充足，火电机组减少开机数量，而在负荷高峰时段，将造成系统正备用紧张甚至电力供应不足。
当负荷峰谷差较大时，为保证能满足系统正负备用的要求，火电机组必须增大调节范围，受最大出力限制，只能在低谷时段，进一步降出力运行，受环保要求，一般以脱硝方式运行，在负备用紧张情况下，退脱硝至最小技术出力运行，对环境造成影响，而机组煤耗曲线一般呈抛物线特征，在负载率降低时煤耗率大幅增加，发电成本提高。在无法进一步降出力时，必须采取启停调峰，其安全性、机动性较差，事故概率较高，对机组运行寿命也有一定影响。
（2）核电机组对汛期电网调峰的影响
常规水电机组具有启停迅速、运行灵活、出力变化幅值大、对负荷变化反应快的特点，是理想的调峰电源。在汛期，水库来水充足，为充分利用水能资源，水电主要带基荷或腰荷运行，调峰能力下降，电网的调峰压力全部落在火电机组上。核电机组大规模并网后，进一步压缩了火电出力空间，在夜间低谷时段，火电机组必须降出力运行，另外，在中午早高峰过后时段，负荷下降速度快，而汛期水电机组调节能力较弱，火电机组在负荷较低情况下，仍需要快速降出力，但受机组特性影响，其调节速率较慢、响应时间较长，难以快速跟上负荷变化，往往需要调度员提前、同时给多台机组下令降出力，造成调节精度下降，调节效率降低，调节难度加大。
因此，核电机组的大规模并网，直接造成系统正负备用紧张，汛期等时段，电网调峰调节难度加大，也影响了火电机组的经济性，甚至运行寿命。为适应电网的不断发展，核电机组必须改变原有发电模式，直接或间接参与电网调峰。
二、核电厂水电联产系统运行方式
核电厂水电联产作为核电厂间接参与电网调峰一种方式，在电网调峰、提高水能资源利用等方面具有明显的优势。核电厂水电联产是指，将核电与水处理技术相耦合，直接或间接利用核电资源，在尽可能的节约其他能源和简化生产的基础上进行水处理。其中，海水淡化作为水电联产的一种典型方式，是利用多余的、无法储存的电能，为海水淡化提供所需的能量，实现海水脱盐淡化。
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海水淡化主要通过——实现，在实际生产中，反渗透法……，被广泛应用。核电——海水淡化联产，可以使核电机组保持稳定出力，通过海水淡化采用变负荷的方式参与电网调峰。主要运行方式为：核电厂将核能转化为电能，在高峰时段接入电网，满足生产生活用电的基本需求；在低谷时段，供给海水淡化工厂，进行海水淡化，将淡水注入水网满足生产生活用水需求，同时减少核电机组的并网出力，达到参与电网调峰的目的。
核电——海水淡化联产，对于日内电网调节，在负荷高峰时段，减少海水淡化的负荷，核电机组出力较大部分并入电网，可以保证电力供应；在负荷低估时段，增加海水淡化的负荷，核电机组出力一部分并入电网，一部分用于海水淡化，降低了电网的调节难度，提高火电机组负荷率。在汛期，该联产方式则需综合考虑对电网水网的影响，将减弱其对电网调峰的贡献能力，但在午间负荷快速下降阶段，由于其响应速度较快，仍能够配合起到较好的调节效果。
我国的东南沿海地区是全国水资源分布最广的区域，也是经济最发达，人口最多的地区，电力和水资源的需求十分旺盛，加之我国政府在大力推行南水北调、东水西调政策，因此对淡水资源的需求量很大。核电——海水淡化水电联产系统，能够合理消费社会能源，减少使用化石能源，缓解核电机组大量并网对电网带来的调峰困难，同时进一步降低核电、海水淡化的生产成本，为企业带来经济效益。
三、核电参与调峰的不同方式
核电厂参与电网调峰主要方式有升降出力方式直接调峰，配套抽水蓄能，配套水电联产、热电联产等方式间接调峰。
对于中长期调节，核电机组升降出力直接调峰，是最直接有效的手段，在一定基础上可以满足电网调节的需要，但对于日内调节，受机组特性影响，核电机组难以满足调节要求，需要其他电源配合调节，当其他电源调节能力受限时，就造成巨大的调峰压力。
核电厂配套抽水蓄能调峰，是在负荷低谷时段，水电机组作为电动机，将下水库的水抽到上水库，把电能转换为水的势能进行储存，负荷高峰时段，水电机组作为发电机，将上水库的水进行发电，转换为电能。核电配套抽水蓄能电站，能够快速的削峰填谷，由于其抽水后必须发电，对于峰谷差较大的负荷日有明显的调节效果，但对于峰谷差较小的负荷日，还需将抽水与发电协调考虑，避免出现无水可抽或无水可发的情况。
核电联产方式调峰，是将富余的核电出力直接提供给工厂进行生产，通过工厂变负荷，间接改变核电厂出力，以达到调峰的目的，但受工厂规模限制，调节能力受限。
四、结语：
根据上述分析，核电厂参与电网调峰势在必行，水电联产系统作为核电厂间接参与调峰，在实际运用中有着重大的意义，该系统虽已经较为成熟，但仍然有很大的改进空间，同时，核电调峰方式多样，且各有利弊。时代在发展，科技在创新，核电厂间接参与调峰的方式也在不断被发现，联产系统的前景也十分广阔。我们国家应该大力号召相关的科技技术人员加以研究，加大扶持力度，使核电机组充分发挥其优势，确保电网更加安全稳定运行。
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论文作者:王文坚
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/19
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