核电调节容量的提升必须开展核电及其电网的安全定量分析、调控策略制定与多约束的多类电源优化控制,然而这方面存在:(1)核电全景安全感知与参数辨识困难,(2)测控装置故障隐患定位难,核电-电网耦合安全分析因素不全面,(3)多约束多源系统调控技术缺乏等技术问题。
针对上述问题,在4项国家自然科学基金及电网公司资助下,以“数字核电、安全可控、灵活运行”为目标,开展技术攻关,取得了集技术创新、系统装备、工程应用等系列成果。
提出了核电机组及其热力回路全景安全状态感知与参数辨识技术,突破核电反应堆、一回路、二回路热力设备与涉网控制装置复杂耦合制约,揭示了极端条件下核岛与电网交互机理,解决了核能-热能-电能转换传递动态过程的安全状态感知技术问题,精确度高达99%。提出了核电-电网耦合安全预警与参数优化方法,实现了反应堆超温、机组超速、失磁、失步等安全预警与涉网控制系统协调优化,提升了核电动态调节过程机组与电网设备运行可靠性,解决了核-热-电系统控制与保护系统导致的机组出力受限问题,实现核电外送能力提升最高达12%。
核电具有清洁低碳、供应稳定等优势,我国核电装机容量世界第一。核电安全是社会关注重点,在我国以基负荷为主。风光等新能源快速发展,至2021年底广西新能源装机占全区总装机容量的35%,电力电量平衡与削峰填谷的需求与调峰资源紧缺矛盾突出。实现“双碳”目标的背景下,含核电的广东、福建、海南等省区困境相同,核电提供调节容量的需求紧迫。
广西电网有限责任公司电力科学研究院;广西电网电力调度控制中心;武汉大学;国网福建省电力有限公司;广西防城港核电有限公司;广西桂能科技发展有限公司
所研发技术在广西、福建、广东、海南及湖等多省区推广应用,涉及全国在运核电容量的35%,相关技术输出至巴基斯坦、阿根廷、伊朗等国家。成果保障了“华龙一号”全球首堆顺利投产,助力了核电装备国产化,促进了核、风、光等清洁能源协同发展。