核電參與電力系統(tǒng)調(diào)度的運行探討

趙文滔　張海杰　張珊

中圖分類號：TL4 文獻標識：A 文章編號：1674-1145（2018）7-397-01

摘要 隨著電力需求量增長速度加快，我國電力生產(chǎn)能源也面臨著緊缺的問題，而核電資源的使用極大地緩解了電力能源上的壓力，對電力生產(chǎn)具有重要的積極意義，尤其是對電力系統(tǒng)的調(diào)度工作而言。本文分析了核電運行的特點和對電力系統(tǒng)調(diào)度的重要性，進而得出行之有效的運行方法。

關(guān)鍵詞 核電 電力調(diào)度 運行方法

社會各行業(yè)的發(fā)展都離不開電力資源的支持，社會需求的增長不僅擴大了電力企業(yè)的規(guī)模，也對生產(chǎn)和供電環(huán)節(jié)的質(zhì)量要求逐年攀升，核電在電力調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用也逐漸被重視，推進了電力供應(yīng)和分配的良好發(fā)展，但新時期如何為進一步地將核電應(yīng)用與電力調(diào)度并順利運行對電力企業(yè)具有現(xiàn)實意義。

一、核電運行特征和重要性

核電簡言之就是指利用原子核內(nèi)部蘊藏的能量產(chǎn)生電能，據(jù)不完全統(tǒng)計世界范圍內(nèi)使用核電形式發(fā)電的電量約占總電量的百分之十六，是電力生產(chǎn)的重要方式，像我國建成的浙江的秦山核電站、廣東大亞灣核電站、廣東陽江核電站等都是較為典型的發(fā)電站。從核電運行的特征和重要性來看，主要是依托于核電機組作業(yè)，一是具有安全性，其自身系統(tǒng)在運行的過程中具有功率調(diào)節(jié)的性能，可以根據(jù)不同的情況和運行時間保持額定狀態(tài)工作，避免出現(xiàn)高負荷等問題，提高安全性。二是，先進性。新一代的核電機組的制造工藝較之以往有了很大的提升，采用的燃燒棒工具能夠增加電力生產(chǎn)的效率，且核電在反應(yīng)堆反應(yīng)時對機組負荷的實時監(jiān)控技術(shù)也提高了功率調(diào)節(jié)的能力。三是，穩(wěn)定性。核電的運行有日運行和12-3-6-3運行兩種，可在規(guī)定的作業(yè)時間內(nèi)通過控制棒等部件將負荷數(shù)值始終維持在額定運行狀態(tài)，實現(xiàn)電力調(diào)度系統(tǒng)和生產(chǎn)的穩(wěn)定。

二、核電參與電力調(diào)度系統(tǒng)的運行措施

通過上文的分析可知，核電參與電力調(diào)度能夠提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和效率，又因其運行的先進性推進了電力調(diào)度技術(shù)的發(fā)展。為了充分、全面地將核電應(yīng)用與電力系統(tǒng)調(diào)度，可以借鑒如下的幾點運行措施。

（一）健全和完善核電調(diào)度系統(tǒng)

自核電在我國建設(shè)并應(yīng)用與電力系統(tǒng)開始，對提高運行的安全和效率的研究就長期占據(jù)重要的地位，“十二五”規(guī)劃中就明確地提出了要采用成熟、先進的核電技術(shù)，穩(wěn)步推進“東中部核電帶”建設(shè)。在這一大環(huán)境下，除了要加大對核電的成本投入外，健全核電調(diào)度系統(tǒng)也是重中之重。

1.技術(shù)改進工作。核電參與電力系統(tǒng)調(diào)度之所以出現(xiàn)問題，與技術(shù)上的不相適應(yīng)有很大的關(guān)系，需要電力企業(yè)及時地進行調(diào)節(jié)和改進。技術(shù)改進的過程中，先要對電力調(diào)度和核電的實有清楚的認識和了解，以便提高技術(shù)的適用程度。接著，改進核電運行算法。電力調(diào)度系統(tǒng)中應(yīng)用核電，系統(tǒng)算法的改進與調(diào)度效率和質(zhì)量的關(guān)系很大。核電調(diào)度數(shù)學模型的形成需要求解機組調(diào)度運行組合和負荷分配的預(yù)測數(shù)值，圍繞最大程度降低電力系統(tǒng)運行成本和運行穩(wěn)定安全的目標確定模型。核電調(diào)度系統(tǒng)運行的算法中，獨立分量法ICA算法是關(guān)鍵的技術(shù)，但對于核電運行中的高維數(shù)據(jù)，會存在歐式距離都差不多的情況（可證明），也就是所有點的數(shù)值距離差距不大的維數(shù)災(zāi)難，以及混合整數(shù)等問題都會導致運行出現(xiàn)問題。這就要求，ICA算法的改進可以融合聚類分析、動態(tài)規(guī)劃的思想，將聚類預(yù)搜索和動態(tài)好啟停成本計算應(yīng)用與系統(tǒng)調(diào)度中，形成預(yù)先篩選空間，并逐步地推演出核電系統(tǒng)運行不同時間的啟動和停運成本。

2.核電調(diào)度系統(tǒng)程序的完善。電力系統(tǒng)調(diào)度是對電網(wǎng)運行的各項工作有序進行系統(tǒng)管理，由各級信息收集器和主控自動系統(tǒng)構(gòu)成，核電的參與必須根據(jù)實際的對程序進行調(diào)整，以保證電力調(diào)度工作的順利進行并應(yīng)對可能發(fā)生的安全問題。

（二）核電評價系統(tǒng)的健全

通常情況下，電力的使用一定會出現(xiàn)高峰值數(shù)據(jù)，系統(tǒng)調(diào)度工作的運行也需要依據(jù)此類數(shù)據(jù)參數(shù)進行，核電系統(tǒng)調(diào)度也同樣如此。因此，評價系統(tǒng)的健全工作要從核電評價系數(shù)和電力評價系數(shù)兩個方面入手。一方面，核電評價系數(shù)。核電評價系數(shù)的確定采用的是基于動態(tài)規(guī)劃的啟停成本算法，對用電的高峰期和低谷期等不平衡狀態(tài)下的調(diào)峰數(shù)值計算。具體的步驟先是初始化核電機組在0-（t-1）時段的運行狀態(tài)，接下來從電阻中班選取電壓，判斷是否滿足標準的數(shù)據(jù)信息，滿足則相繼采用ICA和啟停成本算法計算出高峰和低峰調(diào)度時期的核電能源消耗值，進而計算出調(diào)峰成本。而且，為了實現(xiàn)核電的可持續(xù)發(fā)展，單位內(nèi)碳化物的排放量也要納入評價系數(shù)中。電力成本評價系數(shù)的確定，需從核電生產(chǎn)的能源消耗、低負荷時間段內(nèi)的調(diào)峰參數(shù)以及系統(tǒng)運行的煤炭資源消耗出發(fā)，通過數(shù)學模型和函數(shù)計算得出準確的數(shù)值，為核電調(diào)度評價系統(tǒng)提供精準的信息支持。

三、結(jié)語

總而言之，核電是我國的電力企業(yè)的發(fā)展方向，參與電力系統(tǒng)調(diào)度更是必然要求，在實際的運行環(huán)節(jié)中，可以參考上文提到的兩點對策，提高調(diào)度系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。