中小型核電可借智能電網(wǎng)揚(yáng)長避短
分類: 行業(yè)新聞
發(fā)布時間:2013-05-08 14:38
縱觀當(dāng)前國內(nèi)外核電發(fā)展趨勢,大型集中式核電站仍是主流,而中小型核電站被看成是當(dāng)前大核電的良好補(bǔ)充。雖然中小型核電站還未達(dá)到大規(guī)模商業(yè)化、實(shí)用化的地步,但長遠(yuǎn)來看,集中式核電站為主,適度發(fā)展中小型核電站,將是核電未來發(fā)展的重要方向。
“后院核電站”潛在優(yōu)勢明顯
目前我國在運(yùn)核電站從設(shè)計與規(guī)模上基本為大型機(jī)組,與這些裝機(jī)容量為百萬千瓦的大型核電站相比,中小型核電站通常為中小城鎮(zhèn)或一些大的工業(yè)設(shè)施供電而設(shè)計。被稱為“后院核電站”的中小型電站往往不需要太多資金,其安全性也可以得到保障,如模塊式小型壓水堆與球床模塊高溫氣冷堆電站。
中小型核電站本身具有多方面的優(yōu)點(diǎn):工程總投資較低,可減少資金投入與電廠占地,縮短建設(shè)工期;靈活性好,潛在的安全危險也較小,并通過能源的梯級利用提高能源綜合利用效率;更容易操控,并且能夠?qū)⒑穗娬具x址在距離城市較近的地區(qū),節(jié)省長距離運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用。此外,利用中小型核電站所提供的清潔能源,推進(jìn)冷熱電聯(lián)供,可降低化石能源消耗,減少本地污染物排放,發(fā)揮節(jié)能環(huán)保效益等。
廣闊的市場前景、客戶多元化、設(shè)備密封性良好,能持續(xù)提供能源,使得一些公司在中小型核電設(shè)計研發(fā)領(lǐng)域展開了激烈的競爭,如西屋、阿海琺、中核集團(tuán)、華能集團(tuán)、東芝等。目前,美國、中國、日本等國家都在致力于中小型核電站的研發(fā)與建設(shè)。美國總統(tǒng)奧巴馬近期提出要建設(shè)500個小型核電來替代老舊的火電機(jī)組,并計劃在5年內(nèi)出資4.53億美元用于支持模塊式小型核電的研發(fā);中國華能石島灣高溫氣冷堆核電示范工程(200MW級機(jī)組)已經(jīng)于2012年12月開工;日本東芝公司曾提出其研發(fā)的10MW小型堆30年內(nèi)不必更換燃料,可供約3000個家庭用電。
然而,中小型核電站目前也面臨一些實(shí)際問題,如單位容量投資加大、技術(shù)要求高、公眾對核電安全性的質(zhì)疑等。但是隨著智能電網(wǎng)的大規(guī)模部署,中小型核電站可以借助這種技術(shù)克服其發(fā)展面臨的問題,從而獲得更大的發(fā)展前景。
與大電站協(xié)調(diào)運(yùn)行優(yōu)勢互補(bǔ)
為滿足未來社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對電力的需求,中長期內(nèi)我國核電的發(fā)展仍將以大型核電機(jī)組為主。而在智能電網(wǎng)背景下,在發(fā)展大型核電站的同時少量發(fā)展中小型核電站,可促進(jìn)集中式電源和分布式電源的協(xié)調(diào)運(yùn)行,全面提升電網(wǎng)性能并實(shí)現(xiàn)多元化服務(wù)。
智能電網(wǎng)建成后,將在常規(guī)機(jī)組快速調(diào)節(jié)、間歇性能源的功率預(yù)測和動態(tài)建模等技術(shù)領(lǐng)域取得突破,提升能源基地的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。大容量儲能技術(shù)也將得到推廣應(yīng)用,包括核電在內(nèi)的清潔能源發(fā)電及其并網(wǎng)運(yùn)行控制能力將顯著提升。而大型核電站電源容量大,可以用于系統(tǒng)電源支撐,與中小型核電在智能電網(wǎng)下優(yōu)勢互補(bǔ)。
對大型核電站而言,利用智能電網(wǎng)下的發(fā)電環(huán)節(jié)先進(jìn)技術(shù),可以促進(jìn)核電發(fā)展方式集約化、結(jié)構(gòu)布局科學(xué)化、并網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)化、運(yùn)行控制智能化,并極大地強(qiáng)化電源支撐能力。常規(guī)電源網(wǎng)廠協(xié)調(diào)技術(shù)可以通過勵磁和調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)實(shí)測,實(shí)現(xiàn)對主力常規(guī)電廠的大型機(jī)組主要設(shè)備工況在線監(jiān)測,并有效涵蓋核電機(jī)組各個環(huán)節(jié)。大型核電機(jī)組的智能化升級可以有效提升網(wǎng)廠協(xié)調(diào)水平,保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定,實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置。
對中小型核電站而言,可以在智能電網(wǎng)中發(fā)揮類似于分布式發(fā)電的作用。未來將有大量的分布式清潔能源發(fā)電及其他形式發(fā)電接入電網(wǎng),要求配電網(wǎng)具備靈活重構(gòu)、潮流優(yōu)化、清潔能源接納能力。智能電網(wǎng)采用“即插即用”的簡化互聯(lián)方式,可以與各類發(fā)電方式(包括集中式發(fā)電與分布式發(fā)電)和儲能裝置實(shí)現(xiàn)無縫銜接,實(shí)現(xiàn)集中式電源和分布式電源的協(xié)調(diào)運(yùn)行。
實(shí)現(xiàn)靈活消納靈活配電統(tǒng)一
我國集中式核電開發(fā)為主的特點(diǎn)要求提高電網(wǎng)的大容量輸電能力,以及電網(wǎng)電壓、潮流控制的靈活性,而智能電網(wǎng)為大型核電接入與隨機(jī)性電源并網(wǎng)提供了可行性。同時,通過智能電網(wǎng)平臺,為包括核電在內(nèi)的清潔能源并網(wǎng)提供輔助服務(wù),實(shí)現(xiàn)不同能源間的互補(bǔ)與均衡,提升其可用性。
除大規(guī)模集中開發(fā)利用外,通過分散布局的小規(guī)模開發(fā)方式,核電可以直接就近接入地區(qū)配電網(wǎng)。小型核電站由于電源容量小,且距離負(fù)荷近,可以加強(qiáng)系統(tǒng)中發(fā)電與用電的電氣聯(lián)系,滿足智能電網(wǎng)下電源靈活接入與就近消納的要求。中小型核電站接入配電網(wǎng)后,原先的輻射性配網(wǎng)結(jié)構(gòu)變?yōu)榫邆涠鄠€電源點(diǎn)的多端結(jié)構(gòu),改變了配電網(wǎng)的潮流分布,對配電網(wǎng)的無功平衡、電壓調(diào)節(jié)、繼電保護(hù)、控制、計量等技術(shù)同時提出了更高的要求。
為滿足中小型核電站分散接入需求,通過全面建設(shè)實(shí)用型配電自動化系統(tǒng),可以建設(shè)高效、靈活、合理的配電網(wǎng)絡(luò),并具備靈活重構(gòu)、潮流優(yōu)化能力,并利用配電網(wǎng)中小型核電站和主網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行等關(guān)鍵技術(shù),實(shí)現(xiàn)集中/分散儲能裝置及中小型核電站的兼容接入與統(tǒng)一控制。此外,利用智能用電技術(shù)構(gòu)建智能化雙向互動體系,可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向互動,提升用戶服務(wù)質(zhì)量,促進(jìn)用戶合理調(diào)配用電,滿足用戶多元化需求。
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