中國核電該不該參與調(diào)峰?

2019-04-18 17:19  來源:中國節(jié)能網(wǎng)  瀏覽:  

◆法國核電機組參與調(diào)峰較多,平均年非計劃性停堆小時數(shù)比美國、韓國機組高出很多,一定程度上說明頻繁參與調(diào)峰,會導致非計劃停機停堆概率增加。

◆國家應加快建立和完善輔助服務補償機制;核電企業(yè)可通過在電力市場購買調(diào)節(jié)容量的方式,解決運行方面的調(diào)峰壓力,也可配套建設抽水蓄能電站,與之定向聯(lián)合運行。

核電基荷運行,可提高燃料利用效率,是目前各國通行的做法。不過,在我國電力工業(yè)步入新常態(tài)的背景下,遼寧、福建、海南等地的核電機組近年來不同程度參與了電網(wǎng)調(diào)峰,基荷運行狀態(tài)正在被打破。

日前從中國核能行業(yè)協(xié)會主辦的“中國核能可持續(xù)發(fā)展論壇”上了解到,在目前供給側(cè)新能源大規(guī)模接入,需求側(cè)用能方式升級的背景下,核電的高效利用面臨著新挑戰(zhàn),參與調(diào)峰已成為核電行業(yè),乃至整個電力行業(yè)的全新課題。

01

國際上核電機組多以基荷運行為主。我國核電機組只有在惡劣天氣等特殊時段,電網(wǎng)依據(jù)并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議安排核電機組配合電網(wǎng)調(diào)峰。

據(jù)了解,國際上核電機組多以基荷運行為主,參與系統(tǒng)調(diào)峰主要有兩種形式:

一種是核電裝機比例大的國家,例如法國電網(wǎng)中核電裝機比例超過50%,因系統(tǒng)中缺乏調(diào)峰電源,調(diào)峰困難,法國核電機組需直接參與電網(wǎng)負荷跟蹤運行;

二是核電裝機比例相對較低、同時調(diào)峰電源配置較充足的國家,基于核電運行安全性、經(jīng)濟性等多方面考慮,核電機組均以帶基荷運行為主,一般不參與電網(wǎng)負荷跟蹤。如韓國、日本等國家的電網(wǎng)調(diào)峰任務主要由油、氣電和抽水蓄能電站承擔,核電機組均處在基荷位置,能有效提高核電的利用率、降低系統(tǒng)發(fā)電成本。

據(jù)了解,1991年,英、法、德等國家的電網(wǎng)和核電運營商共同制定要求,確定核電機組的調(diào)峰能力為:前90%的燃料周期內(nèi),能夠在50%—100%的額定容量內(nèi)以每分鐘3%額定容量的調(diào)節(jié)速率實現(xiàn)負荷跟蹤,但年累計跟蹤次數(shù)不得超過200次。具備一次調(diào)頻能力,能夠在±2%—±5%額定容量內(nèi),以每秒鐘1%額定容量的調(diào)節(jié)速率調(diào)整出力,使電網(wǎng)頻率穩(wěn)定在標準頻率±200mHz范圍內(nèi)至少15分鐘。具備二次調(diào)頻能力,能夠在±10%額定容量范圍內(nèi),以每分鐘1%—5%額定容量的調(diào)節(jié)速率調(diào)整出力。緊急情況下,能夠以每分鐘20%額定容量的速率降功率至最小出力位置運行。

正常情況下,我國核電機組一般保持額定功率運行,只有在惡劣天氣等特殊時段,電網(wǎng)依據(jù)并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議安排核電機組停機或降功率運行配合電網(wǎng)調(diào)峰。

02

在電力市場化程度高的情況下,核電滿負荷運行才最經(jīng)濟。

公開信息顯示,2010—2015年,國家電網(wǎng)并網(wǎng)核電機組年平均調(diào)峰次數(shù)由1.4次/臺增加至4.3次/臺;2016年1—7月,國家電網(wǎng)并網(wǎng)核電機組調(diào)峰次數(shù)達4.1次/臺。2017年全年核電設備平均利用率僅為81.14%;2018年,遼寧紅沿河核電4號機組多次應電網(wǎng)要求降功率運行。

“核電帶基荷運行,是目前各國通行的做法。國內(nèi)核電機組目前也應以基荷運行為主。”中電聯(lián)專職副理事長魏昭峰介紹,“但同時,在目前我國電力系統(tǒng)供應多元化、電力總體供大于求的實際情況下,可以考慮部分核電機組適度參與系統(tǒng)調(diào)峰。關于調(diào)峰幅度的把握,因網(wǎng)而異,一般不低于85%,當前能源主管部門正在努力,增加電力系統(tǒng)的調(diào)峰能力。”

針對目前我國新能源消納問題突出、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型且火電產(chǎn)能過剩壓力大的現(xiàn)實狀況,國網(wǎng)能源研究院能源戰(zhàn)略與規(guī)劃研究所所長魯剛提出,核電參與電力系統(tǒng)調(diào)峰對促進新能源消納、緩解產(chǎn)能過剩有積極作用。但核電參與調(diào)峰要從系統(tǒng)全局出發(fā),新能源消納水平存在具有最佳經(jīng)濟性的“合理值”,若片面追求過低的棄電率會極大提高系統(tǒng)調(diào)峰成本,降低系統(tǒng)整體經(jīng)濟性。

“未來高比例新能源電力系統(tǒng)中,隨著靈活性資源補齊‘短板’、儲能等技術進步,核電僅是必要階段調(diào)峰資源不足的補充。”魯剛表示。

一位業(yè)內(nèi)人士告訴:“在電力市場化程度高的情況下,核電滿負荷運行才最經(jīng)濟。核電參與調(diào)峰,最大問題在于影響經(jīng)濟性。”

據(jù)了解,由于核電換料周期相對固定,一般連續(xù)運行12個月或18個月?lián)Q一次料。而在運行過程中頻繁降升功率會導致燃料燃耗不充分而產(chǎn)生棄料。同時,棄料的增加,也增加了后端乏燃料處理的難度和成本。

03

核電頻繁參與調(diào)峰將影響設備可靠性,導致非計劃性停機停堆概率增加。

上述業(yè)內(nèi)人士分析,目前我國核電參與系統(tǒng)調(diào)峰,從側(cè)面反映出兩個問題:電力產(chǎn)量過剩情況嚴重、電力市場化程度仍然較低。

中廣核董事長賀禹此前曾指出,從核電技術、安全、經(jīng)濟、環(huán)保和產(chǎn)業(yè)特點看,核電機組不應頻繁進行負荷調(diào)整。原因在于,頻繁參與負荷調(diào)節(jié)將增加機組控制難度,加大人因失誤風險,并將影響設備的可靠性,導致非計劃性停機停堆概率增加。

公開資料顯示,法國、美國、韓國核電機組運行數(shù)據(jù)的分析結(jié)果顯示,法國核電機組參與調(diào)峰較多,平均年非計劃性停堆小時數(shù)比美國、韓國機組高出很多,一定程度上說明頻繁參與調(diào)峰,會導致非計劃停機停堆概率增加。

上述業(yè)內(nèi)人士指出,電力系統(tǒng)需要調(diào)峰,首先應考慮火電、氣電,而非核電。近年來,煤電靈活性改造成為增強系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力最經(jīng)濟有效的舉措。

魏昭峰表示,我國現(xiàn)有煤電機組10.0億千瓦,大部分具有靈活性改造條件,初步測算,通過靈活性改造可以新增1.5億千瓦調(diào)節(jié)能力,大大緩解核電參與調(diào)峰的壓力。

“國家應加快建立和完善輔助服務補償機制;同時,核電企業(yè)可通過在電力市場購買調(diào)節(jié)容量的方式,解決運行方面的調(diào)峰壓力,也可配套建設抽水蓄能電站,與之定向聯(lián)合運行。” 魏昭峰指出。

對于解決核電調(diào)峰經(jīng)濟性問題,魯剛建議,以電力市場手段發(fā)現(xiàn)調(diào)峰成本與價值,解決核電不參與調(diào)峰的公平性等問題;積極推進電力市場改革,建立完善電量市場、容量市場和輔助服務市場規(guī)則,建立反映不同服務品質(zhì)和價值的市場機制,幫助電力市場中所有參與主體發(fā)現(xiàn)價值,充分發(fā)揮市場資源優(yōu)化配置決定性作用。

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