核电参与电力系统调度运行方式探析

核电参与电力系统调度运行方式探析

曹志文

（中核核电运行管理有限公司浙江海盐314300）

摘要：随着我国电力系统的不断发展，在其调度运行方面积极应用核电，核电参与电力系统调度运行有着一定的现实意义，不仅能够促进系统的安全，同时还能够提高系统的经济效益，降低对资源的消耗。本文将分析核电厂运行的情况及特点，介绍核电参与电力系统调度运行的算法与影响，并探讨了核电参与电力系统调度运行方式改进，旨在提升电力系统的安全性、可靠性与经济性。

关键词：核电；电力系统；调度运行

1引言

在我国电力系统不断完善的基础上，要主动的将核电使用到其调度运行工作中，核电参与电力系统调度运行，不但能够保障系统运行的质量，同时可以节约能源，因此在实际的情况中，要充分的认识和了解核电参与电力系统调度运行的重要意义。为了能够更好的提高系统运行的质量，需要相关人员加强对相关技术的改进，以此满足现代社会发展需求，推动电力行业可持续发展。

2核电厂运行情况及特点

结合实际调查发现，核电厂在进行负荷跟踪工作过程中，主要通过控制棒和硼的浓度这两种方式进行。相关工作人员使用控制棒来进行控制时，所起到的作用就是能够对其进行相应的调整，具体来说就是结合实际情况，以纵向的形式对实际深度进行插入。借助这种形式，能够在一定程度上实现控制住机组端负荷的目的。而在控制硼浓度这种方式上，则就是需要工作人员采用补偿机组燃料的方式，来对硼浓度进行相应的调整，进而实现机组慢速反应性的目的。

现阶段，核电机组的第三代具有先进性、稳定性、安全性等特点，第三代核电机组在非能动设计方面的先进性是显著的，同时在燃料棒制造工艺方面具有一定的科技性与现代性，其反应堆的稳定性使核电机组的负荷追踪性能的状态十分良好，从而提升了核电厂的安全性，使其能够有效地参与电力系统的调度运行。

从核电机组的功率调节性能的角度出发，其运行方式主要有两个，分别是日运行方式和12-3-6-3的运行方式。在实际中，所谓的日运行模式就是在24小时中，能够将实际运行的核电组额定状态予以持续保持的状态。而第二种，则是在已经指定的12小时内，按照要求来维持额定状态，同时在3小时内，还需要线性的降低负荷，当其开始到达一定值后，要在6小时中对该值予以维持的状态。而在最后3个小时内，相关工作人员则能够将实际负荷从该值逐渐升到标准的额定运行状态。

3核电参与电力系统调度运行的算法分析

通常情况下，对于核电参与电力系统调度运行而言，其要重点要重视的是混合整数优化疑问，这会和高纬数有关，同时也会和非线性等等方面的内容有关，为了有效的处理这个疑问，要采用合理有效的解决措施，从算法的角度出发，主要有微增率算法、动态规划法等等其他的算法，但是上述算法中都有不完善的地方，这主要表现为计算时间过长。此外，局部最优解也有不完善的地方，导致核电参与电力系统调度运行算法的精确性得不到保障。为了有效的改善这些不完善之处，人们开始使用ICA计算法。

ICA算法是一种全局性优化的进化算法，在ICA算法中对动态规划与聚类分析等思想进行了借鉴，从而利于对维数灾、混合整数问题的解决。在动态规划方面，根据动态规划的相关原理，ICA算法进行了启停成本计算。启停成本求解的实质是其属于动态递推的问题，在ICA算法中可以对启停动态下的机组负荷分配问题进行求解，但不可以对启停动态下的系统最优总成本问题进行求解，ICA算法根据动态规划原理，通过对各时段启停成本的推导，将实现对系统最优总成本问题的解决，从而制定机组组合、负荷的最优分配方案。在聚类分析方面，ICA算法中涉及了非线性问题，将机组的组合状态空间看做N+1个子集族的并，进而对每个集族的出力上下限进行计算，在计算中运用聚类分析，将利于计算效率的提升，将减少机组组合的数量。

4核电参与电力系统调度运行的影响分析

为了能够较为全面的分析核电参与电力系统调度运行的影响，本文将通过某型号的机系统的方式，进行仿真操作。经过实际调查，可得出，某机系统处于备用选择状态时，所承受的最大负荷为10%，而在核电堆型则是CPR1000。基于此，相关人员在使用ICA算法时，要能够根据实际情况，按照标准和要求，设置相应的参数。如，当国家数量200个，则在初始帝国数量上就需要设置为10，δ=1.75，σ=0.2，ψ=π/2。其次分为两种运行方式，即η1=5%，η2=7%。

在核电成本与效益方面，分别采用两种运行方式。根据调查结果显示，第二种方式的运行，电力系统的碳排量与启停成本增加方面有所降低，同时火电机组的运行符合经济负载的需求，因此，核电参与电力系统调运将利于系统环境效益的提升。但随着核电接入容量的不断增加，在达到一定程度之际，第一种方式和第二种方式的核电效益逐渐一致。

对于发电能耗而言，合理的使用第一个运行方法，可以提高降低的速度，而第二个运行方法，可以节约启停成本。当负荷处于低值时，对于调峰盈余而言，使用第一个运行方法的调峰盈余会大于第二个运行方法的调峰盈余。另外，在平均煤耗率和算法等中，都可以使用上述两个运行方法进行阐述。

在处于负荷低谷期间的调峰期间，分别采用两种运行方式，经过对结果分析得出，在CPR1000机组中，取η1=5%，η2=7%。按照第二种方式运行时，λ=0.5。对此，工作人员可求得调峰成本GR=0.1298Gn。根据显示结果，第一种方式的调峰盈余与第二种方式相比较小。核电参与电网调峰，将使电力系统的调峰能力不断提高，从而利于电网运行的安全性、稳定性与可靠性。

在平均煤耗率方面，分别采用两种运行方式。对最终结果深入研究和探讨后，发现，第二种方式的煤耗量是低于第一种方式。之所以出现这种原因，主要是因在第一种方式的调峰中，没有加入核电。这就造成机组所产生的经济负荷比较高，并降低火电机组煤炭使用的效率。

5核电参与电力系统调度运行方式改进

5.1完善调度和运行系统

为了能够有效避免电力工作系统运行中可能出现的问题，需要相关电力企业结合实际情况，采取合理的改进措施。一般而言就是加强电力工作中的运行技术的改进工作。在这一过程中，需建立较为完善的电力调度程序，以此来保障电力工作的有效开展。电力调度和运行系统的建立能够对电力调度工作中出现的意外事故起到良好的防范作用，可以有效增强电力工作的安全性，因此必须予以重视。

5.2加强操作人员的培训工作

为了有效避免电力工作系统中出现的问题，要加大对相关电力工作人员的培训力度。众所周知，电力操作工作人员作为电力工作系统中的重要操作者，自身的技术水平对整个工作质量带来直接的影响。结合目前工作情况来看，多数操作人员在技术水平上，由于受到各方面条件的限制，其技术还处于一个较低的水平。为了能够更好的保证核电参与电力系统调度工作中，首先单位就要注重对相关操作人员的培训，提高工作人员的综合素质，增强其相关的技术水平。只有这样才能够更好的保证工作质量，满足工作相关要求。

6结语

总而言之，合理的使用ICA算法，能够有效的证明核电参与电力系统的运行具有明显的效果，使用核电参与，为电力系统运行的稳定性奠定基础，同时也为电力系统运行的经济效益提供保障。

参考文献：

[1]对电力系统中电力调度自动化管理的探讨策略[J].王巍.中国战略新兴产业.2017（44）

[2]基于数据挖掘的电力系统不良数据检测与辨识算法研究[D].吴越嬴.南京理工大学2017

[3]电力系统调度运行危险点及控制策略[J].张鲁榕.科技与创新.2017（16）

[4]核电机组参与电网调峰及与抽水蓄能电站联合运行研究[J].赵洁，刘涤尘，雷庆生，杜治，王静，周玲，黄涌.中国电机工程学报.2011（07）