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核電機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)峰的必要性淺談

發(fā)布時間：

2021-05-11

核電機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)峰的必要性?　　最近筆者與一些電力公司的同行交流時，談到一個很有意思的問題。這就是核電機(jī)組能否參與電網(wǎng)調(diào)峰。特別是有的省份外向型經(jīng)濟(jì)成分較強(qiáng)，電力負(fù)荷的季節(jié)性差別很大，全省十多臺核電機(jī)組全部投運(yùn)后調(diào)峰就有些新困難。他們覺得如果大容量核電機(jī)組能參與調(diào)峰就好了。目前我國11臺核電機(jī)組地處國內(nèi)經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的浙江、廣東和江蘇，電力需求大，全都用作電網(wǎng)的基荷機(jī)組。隨著核電向其他或內(nèi)陸省份的

核電機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)峰的必要性

　　最近筆者與一些電力公司的同行交流時，談到一個很有意思的問題。這就是核電機(jī)組能否參與電網(wǎng)調(diào)峰。特別是有的省份外向型經(jīng)濟(jì)成分較強(qiáng)，電力負(fù)荷的季節(jié)性差別很大，全省十多臺核電機(jī)組全部投運(yùn)后調(diào)峰就有些新困難。他們覺得如果大容量核電機(jī)組能參與調(diào)峰就好了。目前我國11臺核電機(jī)組地處國內(nèi)經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的浙江、廣東和江蘇，電力需求大，全都用作電網(wǎng)的基荷機(jī)組。隨著核電向其他或內(nèi)陸省份的拓展，這個問題的討論總是要浮出水面。最近筆者專門調(diào)研了一下法國、日本等核電發(fā)達(dá)國家的情況，結(jié)合我國目前核電技術(shù)水平和我國電網(wǎng)狀況，提出以下想法，借以與電力同行研討。

　　眾所周知，與火電機(jī)組的建設(shè)相比，核電因其核安全和高質(zhì)量引起的核電廠資本投資大約占總平正化成本的60%，運(yùn)行和維修費(fèi)占20%左右，燃料費(fèi)不到20%。總的說來，核電的固定資產(chǎn)成本總是比火電廠的要高，再加上建設(shè)周期長，其建設(shè)可行性研究都是在機(jī)組作為基荷運(yùn)行的前提下進(jìn)行的，而且考慮到其運(yùn)行時間也比火電機(jī)組高得多，即使如此，還貸壓力仍然很大，這是核電廠傾向用于基荷運(yùn)行的根本性經(jīng)濟(jì)原因。

　　日、法等國家電網(wǎng)的調(diào)峰

　　日本和法國是西方世界核電發(fā)展相當(dāng)發(fā)達(dá)的國家。它們都是從美國引進(jìn)的核電技術(shù)，然后消化吸收再開發(fā)的。現(xiàn)在日本的核電占全部發(fā)電量的35％，而在法國該比例更高達(dá)80％左右，位居世界第一。

　　日本的核電主力堆型為壓水堆和沸水堆兩種。據(jù)日本專家介紹，早在上世紀(jì)80年代，全部采用沸水堆的日本東京電力公司預(yù)計(jì)核電機(jī)組負(fù)荷跟蹤很快就會勢在必行，就已經(jīng)開展了大量的功率范圍在100%（運(yùn)行14h）-75%（運(yùn)行8h）-100%之間的日負(fù)荷跟蹤試驗(yàn)。可能與沸水堆可以較為容易地調(diào)節(jié)冷卻劑流量來調(diào)節(jié)功率有關(guān)，試驗(yàn)結(jié)果顯示十分成功，所有運(yùn)行參數(shù)均如預(yù)期落在限值以內(nèi)。但是后來核電發(fā)展放緩，直到今日也沒有實(shí)行日負(fù)荷跟蹤運(yùn)行。另一家全部采用壓水堆的關(guān)西電力公司早期也曾計(jì)劃實(shí)施負(fù)荷跟蹤，但考慮到難以獲得公眾的接受，計(jì)劃也被擱置了。所有的核電機(jī)組絕大多數(shù)時間均為滿發(fā)，甚至在冬天由于冷卻水溫低而超發(fā)，只是在新年假期這樣負(fù)荷極低的特殊時刻才會降功率運(yùn)行。夏季海水溫度太高時也會降低一些功率，但不是電網(wǎng)要求。電網(wǎng)的負(fù)荷跟蹤全部由火電與水電機(jī)組承擔(dān)。

　　法國的情況十分特殊。1983年，法國大多數(shù)核電機(jī)組均在滿功率運(yùn)行，但一些核電廠有超過10%的時間降功率運(yùn)行，以保證電力系統(tǒng)平衡之需。由于法國的電力市場開放緩慢，電力是分類計(jì)價(jià)。現(xiàn)今法國核電裝機(jī)容量已達(dá)80%左右，大多數(shù)核電廠都必須有段時間降功率運(yùn)行。一些機(jī)組必須有足夠負(fù)荷跟蹤的運(yùn)行靈活性，以保證電網(wǎng)的穩(wěn)定。

　　現(xiàn)在法國正朝著更加靈活的能源市場邁進(jìn)。運(yùn)行靈活性被視為一種高價(jià)值產(chǎn)品而經(jīng)常被利用。在這種情況下，運(yùn)行靈活的核電廠既可以因其穩(wěn)定運(yùn)行性而獲得恒定的收益，又可以因其相對靈活性而滿足系統(tǒng)的要求。靈活的運(yùn)營管理可以帶來巨大的機(jī)遇。這就使得核電機(jī)組更加受到聯(lián)合投資方的青睞。在法國，當(dāng)電力需求不足時，法國電力公司挑選一些核電機(jī)組專門用于負(fù)荷跟蹤，滿足大的負(fù)荷變化。這樣做或許費(fèi)用要增加一些，但燃料的燃耗降低了。用這種辦法可以使核電機(jī)組的換料時間更如人意地錯開用電高峰季節(jié)。

　　根據(jù)其他核電國家的經(jīng)驗(yàn)，除了法國外，其他國家均用水、火電調(diào)峰，讓核電作為基荷運(yùn)行，以保證核電的經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行安全。這是值得我國考慮和借鑒的。

　　對我國局部地區(qū)電網(wǎng)調(diào)峰的思考

　　核電廠的運(yùn)行模式取決于電力需求、科技水平、電力管制、售電合同機(jī)制與經(jīng)濟(jì)性分析等許多因素。如上所說，除了少數(shù)個別國家外，大多數(shù)國家的核電廠仍然是作為基本負(fù)荷電源點(diǎn)運(yùn)行的，負(fù)荷跟蹤仍然是相當(dāng)特殊的運(yùn)行方式。中國核電裝機(jī)容量很少，即使到了2020年估計(jì)核發(fā)電量比例也不會超過個位數(shù)。在如此大的減排溫室氣體壓力下，用水、火電機(jī)組來執(zhí)行電網(wǎng)調(diào)峰顯然更為妥當(dāng)。

　　由于一座核電廠的停止運(yùn)行，特別是其非計(jì)劃停閉，會對電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生沖擊。作為一個世界通行的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，對任何電網(wǎng)均不建議其中的某一個核電電源點(diǎn)的容量超過該電網(wǎng)總?cè)萘康氖种弧＿^去有的省份如福建省是一個獨(dú)立電網(wǎng)，對大型核電機(jī)組的承受能力較弱。現(xiàn)在我國電網(wǎng)已基本實(shí)現(xiàn)全國相連，電力調(diào)度遠(yuǎn)比過去容易。跨出省際界限，在地區(qū)范圍內(nèi)尋找合適的調(diào)峰機(jī)組應(yīng)當(dāng)不是個難事。

　　雖然各國國情不一樣，結(jié)論也可能會各不相同，但歸根到底還是在于經(jīng)濟(jì)利益。日本和法國的一大特點(diǎn)是其電力公司手中同時擁有核電和常規(guī)電源。從電力公司的角度來說，何種機(jī)組參與調(diào)峰無所謂，“手心手背都是肉”。中國情況不一樣，現(xiàn)有核電公司幾乎都不擁有常規(guī)機(jī)組，的確有個經(jīng)濟(jì)效益問題。根據(jù)我國《上網(wǎng)電價(jià)管理暫行辦法》的規(guī)定，“上網(wǎng)電價(jià)管理應(yīng)有利于電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，有利于促進(jìn)電力企業(yè)提高效率和優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，有利于向供需各方競爭形成電價(jià)的改革方向平穩(wěn)過渡”。從這點(diǎn)講，可能按照不同負(fù)荷種類、不同時段計(jì)算其上網(wǎng)電價(jià)較為合理。

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