新一代核电机组的理论及与电网相互影响的机理研究

核电与电网的安全有着巨大的政治和经济影响。核电具有单机容量大、核安全要求高、对电网扰动敏感及停堆换料时间长等特点，其运行特性及接入电网将会对机组和电网的安全运行产生很大影响，但国内尚未对核电厂模型、运行特性及其接入电网影响进行系统深入的研究，更未对新一代核电机组模型及相关的基础理论进行研究。我国核电正大规模飞速建设发展，世界上首台新一代先进压水堆核电机组AP1000即将在我国建成，AP1000核电机组的实际运行特性及影响未知，对新一代核电厂模型及与电网相互影响的基本理论研究已迫在眉睫。本课题针对新一代核电机组AP1000的技术特点，首次研究其基本理论、建立其模型、分析其运行特性，研究新一代核电机组接入电网相互影响的机理，为新一代核电机组接入电网的安全稳定经济运行提供理论依据。

核电与电网的安全有着巨大的政治和经济影响。核电具有单机容量大、核安全要求高、对电网扰动敏感及停堆换料时间长等特点，其运行特性及接入电网将会对机组和电网的安全运行产生很大影响。我国核电规划大规模建设新一代核电机组AP1000，其实际运行特性及影响未知，对新一代核电厂模型及与电网相互影响的研究具有重要意义。本项目针对新一代核电机组AP1000的技术特点，建立了新一代核电机组接入电网的数学模型，分析了新一代核电机组的运行特性，从频率、电压、暂态稳定性、暂态能量函数、低频振荡、调峰、自然灾害的影响等方面研究了新一代核电机组与电网的相互影响机理，为新一代核电机组接入电网的安全稳定经济运行提供了理论依据。主要工作及成果有：.（1）研究了新一代核电机组的启停特性、功率调节特性、甩负荷特性、低功率运行特性、延伸运行特性及事故运行特性，提取了新一代核电机组功率运行和事故运行的运行规律、处理方法及控制策略。.（2）针对电力系统分析的应用需求建立了新一代核电机组数学模型；在PSASP软件的基础上开发了核电机组自定义模型，该模型实现了核电厂与电力系统的联合仿真，可用于核电机组运行特性及接入电网后的计算分析，为核电接入电网运行与控制的研究奠定了基础。.（3）分析了核电机组的有功-频率特性、无功-电压特性及甩负荷等运行特性，从频率、电压、暂态稳定、暂态能量函数、低频振荡、调峰等方面研究了新一代核电机组与电网相互影响的机理，分析了核电接入对电力系统运行稳定性的影响，提出了安全稳定控制策略，算例分析验证了所提出控制方法的有效性。.（4）在分析核电机组负荷跟踪的运行特性、控制方法、运行模式及限制因素的基础上，制定了核电参与电网调峰的运行方式；基于核电机组的调峰成本及效益分析，确定了核电参与电网调峰的工作位置，提出了核电参与电网调峰的判据及调峰平衡算法；基于调峰平衡约束，提出了核电与抽水蓄能电站联合运行跟踪日负荷的三种模式；建立了核电与抽水蓄能电站及水火电机组联合优化运行模型，给出了求解方法，算例分析验证了模型的有效性。.2011至2013年度，超额完成了项目要求的研究内容。结合本项目的研究，在各类学术期刊及国际会议上发表了学术论文25篇，三大检索收录23篇，授权国家发明专利1项，获得湖北省电力公司科技进步二等奖1项，培养了博士生4人、硕士生5人，发表了学位论文7篇。