◆國家應(yīng)加快建立和完善輔助服務(wù)補(bǔ)償機(jī)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(yùn)行方面的調(diào)峰壓力，也可配套建設(shè)抽水蓄能電站，與之定向聯(lián)合運(yùn)行。
核電基荷運(yùn)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(jī)組近年來不同程度參與了電網(wǎng)調(diào)峰，基荷運(yùn)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(jī)組多以基荷運(yùn)行為主。我國核電機(jī)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(jī)組配合電網(wǎng)調(diào)峰。
據(jù)了解，國際上核電機(jī)組多以基荷運(yùn)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(jī)比例大的國家，例如法國電網(wǎng)中核電裝機(jī)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(jī)組需直接參與電網(wǎng)負(fù)荷跟蹤運(yùn)行;
二是核電裝機(jī)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(yùn)行安全性、經(jīng)濟(jì)性等多方面考慮，核電機(jī)組均以帶基荷運(yùn)行為主，一般不參與電網(wǎng)負(fù)荷跟蹤。如韓國、日本等國家的電網(wǎng)調(diào)峰任務(wù)主要由油、氣電和抽水蓄能電站承擔(dān)，核電機(jī)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(yùn)營商共同制定要求，確定核電機(jī)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(fù)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(biāo)準(zhǔn)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(yùn)行。
正常情況下，我國核電機(jī)組一般保持額定功率運(yùn)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(jī)組停機(jī)或降功率運(yùn)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(fù)荷運(yùn)行才最經(jīng)濟(jì)。
公開信息顯示，2010—2015年，國家電網(wǎng)并網(wǎng)核電機(jī)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(jī)組調(diào)峰次數(shù)達(dá)4.1次/臺。2017年全年核電設(shè)備平均利用率僅為81.14%;2018年，遼寧紅沿河核電4號機(jī)組多次應(yīng)電網(wǎng)要求降功率運(yùn)行。
“核電帶基荷運(yùn)行，是目前各國通行的做法。國內(nèi)核電機(jī)組目前也應(yīng)以基荷運(yùn)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(yīng)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(jī)組適度參與系統(tǒng)調(diào)峰。關(guān)于調(diào)峰幅度的把握，因網(wǎng)而異，一般不低于85%，當(dāng)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(jì)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(jìn)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(jì)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(jì)性。
“未來高比例新能源電力系統(tǒng)中，隨著靈活性資源補(bǔ)齊‘短板’、儲能等技術(shù)進(jìn)步，核電僅是必要階段調(diào)峰資源不足的補(bǔ)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(fù)荷運(yùn)行才最經(jīng)濟(jì)。核電參與調(diào)峰，最大問題在于影響經(jīng)濟(jì)性。”
據(jù)了解，由于核電換料周期相對固定，一般連續(xù)運(yùn)行12個月或18個月?lián)Q一次料。而在運(yùn)行過程中頻繁降升功率會導(dǎo)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(shè)備可靠性，導(dǎo)致非計劃性停機(jī)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(yán)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(shù)、安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)看，核電機(jī)組不應(yīng)頻繁進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整。原因在于，頻繁參與負(fù)荷調(diào)節(jié)將增加機(jī)組控制難度，加大人因失誤風(fēng)險，并將影響設(shè)備的可靠性，導(dǎo)致非計劃性停機(jī)停堆概率增加。
公開資料顯示，法國、美國、韓國核電機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析結(jié)果顯示，法國核電機(jī)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(jī)組高出很多，一定程度上說明頻繁參與調(diào)峰，會導(dǎo)致非計劃停機(jī)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(yīng)考慮火電、氣電，而非核電。近年來，煤電靈活性改造成為增強(qiáng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力最經(jīng)濟(jì)有效的舉措。
魏昭峰表示，我國現(xiàn)有煤電機(jī)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(yīng)加快建立和完善輔助服務(wù)補(bǔ)償機(jī)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(yùn)行方面的調(diào)峰壓力，也可配套建設(shè)抽水蓄能電站，與之定向聯(lián)合運(yùn)行。” 魏昭峰指出。
對于解決核電調(diào)峰經(jīng)濟(jì)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(jìn)電力市場改革，建立完善電量市場、容量市場和輔助服務(wù)市場規(guī)則，建立反映不同服務(wù)品質(zhì)和價值的市場機(jī)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。
