新一代核電機組的理論及與電網相互影響的機理研究

《新一代核電機組的理論及與電網相互影響的機理研究》是依託武漢大學，由劉滌塵擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：新一代核電機組的理論及與電網相互影響的機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：劉滌塵
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

核電與電網的安全有著巨大的政治和經濟影響。核電具有單機容量大、核安全要求高、對電網擾動敏感及停堆換料時間長等特點，其運行特性及接入電網將會對機組和電網的安全運行產生很大影響，但國內尚未對核電廠模型、運行特性及其接入電網影響進行系統深入的研究，更未對新一代核電機組模型及相關的基礎理論進行研究。我國核電正大規模飛速建設發展，世界上首台新一代先進壓水堆核電機組AP1000即將在我國建成，AP1000核電機組的實際運行特性及影響未知，對新一代核電廠模型及與電網相互影響的基本理論研究已迫在眉睫。本課題針對新一代核電機組AP1000的技術特點，首次研究其基本理論、建立其模型、分析其運行特性，研究新一代核電機組接入電網相互影響的機理，為新一代核電機組接入電網的安全穩定經濟運行提供理論依據。

結題摘要

核電與電網的安全有著巨大的政治和經濟影響。核電具有單機容量大、核安全要求高、對電網擾動敏感及停堆換料時間長等特點，其運行特性及接入電網將會對機組和電網的安全運行產生很大影響。我國核電規劃大規模建設新一代核電機組AP1000，其實際運行特性及影響未知，對新一代核電廠模型及與電網相互影響的研究具有重要意義。本項目針對新一代核電機組AP1000的技術特點，建立了新一代核電機組接入電網的數學模型，分析了新一代核電機組的運行特性，從頻率、電壓、暫態穩定性、暫態能量函式、低頻振盪、調峰、自然災害的影響等方面研究了新一代核電機組與電網的相互影響機理，為新一代核電機組接入電網的安全穩定經濟運行提供了理論依據。主要工作及成果有： （1）研究了新一代核電機組的啟停特性、功率調節特性、甩負荷特性、低功率運行特性、延伸運行特性及事故運行特性，提取了新一代核電機組功率運行和事故運行的運行規律、處理方法及控制策略。 （2）針對電力系統分析的套用需求建立了新一代核電機組數學模型；在PSASP軟體的基礎上開發了核電機組自定義模型，該模型實現了核電廠與電力系統的聯合仿真，可用於核電機組運行特性及接入電網後的計算分析，為核電接入電網運行與控制的研究奠定了基礎。 （3）分析了核電機組的有功-頻率特性、無功-電壓特性及甩負荷等運行特性，從頻率、電壓、暫態穩定、暫態能量函式、低頻振盪、調峰等方面研究了新一代核電機組與電網相互影響的機理，分析了核電接入對電力系統運行穩定性的影響，提出了安全穩定控制策略，算例分析驗證了所提出控制方法的有效性。 （4）在分析核電機組負荷跟蹤的運行特性、控制方法、運行模式及限制因素的基礎上，制定了核電參與電網調峰的運行方式；基於核電機組的調峰成本及效益分析，確定了核電參與電網調峰的工作位置，提出了核電參與電網調峰的判據及調峰平衡算法；基於調峰平衡約束，提出了核電與抽水蓄能電站聯合運行跟蹤日負荷的三種模式；建立了核電與抽水蓄能電站及水火電機組聯合最佳化運行模型，給出了求解方法，算例分析驗證了模型的有效性。 2011至2013年度，超額完成了項目要求的研究內容。結合本項目的研究，在各類學術期刊及國際會議上發表了學術論文25篇，三大檢索收錄23篇，授權國家發明專利1項，獲得湖北省電力公司科技進步二等獎1項，培養了博士生4人、碩士生5人，發表了學位論文7篇。