一种压水堆核电厂调频能力优化方法技术

本发明专利技术涉及一种压水堆核电厂调频能力优化方法，包括以下步骤：根据核电厂参与调频的运行数据，与待优化的核电厂对比，确定优化目标；基于确定的优化目标，根据汽轮机转速实测数据或电网实测频率数据，确定待优化核电厂的一、二次调频的设计瞬态次数，根据核电设计要求，确定一、二次调频需求的运行负荷变化曲线；基于待优化核电厂的实际需求，匹配得到的一、二次调频的设计瞬态次数和一、二次调频需求的运行负荷变化曲线，得到核电厂优化后的控制参数。数。数。

【技术实现步骤摘要】
一种压水堆核电厂调频能力优化方法


[0001]本专利技术涉及核电反应堆
，具体为一种压水堆核电厂调频能力优化方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]为保证核电安全性、可靠性以及经济性的角度，核电机组通常不参与或较少参与电网的调峰、调频等电网辅助服务，而是由常规的火电机组来承担调节服务，因此核电机组在很长一段时间都是以维持基负荷运行为主。
[0004]可再生能源的发电量高度依赖于季节、气象、气候等环境条件因素，发电不稳定性高，这会加剧电网频率的波动，因此新能源的发展需配套足够的负荷调节能力，以维持电网的稳定。
[0005]现有技术仍然以火电机组作为维持电网稳定的负荷调节主力，而核电机组自身具有一定的调峰调频能力，随着新能源接入电网的规模更加庞大，以火电机组作为负荷调节主力的方式已经难以满足目前的需求。

技术实现思路

[0006]为了解决上述
技术介绍
中存在的至少一项技术问题，本专利技术提供一种压水堆核电厂调频能力优化方法，通过调研已有的核电厂参与调峰调频的运行数据，确定待优化核电厂的优化目标，并根据待优化核电厂实际的运行参数，确定一、二次调频的设计参数，再根据实际的需求确定最后的结果。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术的第一个方面提供一种压水堆核电厂调频能力优化方法，包括以下步骤：
[0009]根据核电厂参与调频的运行数据，与待优化的核电厂对比，确定优化目标；
[0010]基于确定的优化目标，根据汽轮机转速实测数据或电网实测频率数据，确定待优化核电厂的一、二次调频的设计瞬态次数，根据核电设计要求，确定一、二次调频需求的运行负荷变化曲线；
[0011]基于待优化核电厂的实际需求，匹配得到的一、二次调频的设计瞬态次数和一、二次调频需求的运行负荷变化曲线，得到核电厂优化后的控制参数。
[0012]核电厂参与调频的运行数据包括一次调频调频死区、一次调频最大限制幅度、一次调频调差系数、一次调频预计发生次数、二次调频最大限制幅度、二次调频调节速率和二次调频预计发生次数。
[0013]根据核电厂参与调频的运行数据，与待优化的核电厂对比，确定优化目标，具体为：获取待不同类型的核电厂参与调频的运行数据和待优化的核电厂的当前运行数据并对比，根据设定的规则，确定优化目标。
[0014]设定的规则，具体为：
[0015]核岛及常规岛关键设备设计寿命不受影响；
[0016]一、二次调频运行期间不触发反应堆保护系统动作，反应堆运行参数不超过设定要求，反应堆不超过100％功率；
[0017]极限工况控制棒的机械补偿能力能够维持至少一个循环且无需更换，硼浓度调节的动作次数不超过设定值；
[0018]极限工况控制棒的最大累积步跃数不超过控制棒驱动机构的允许值。
[0019]根据汽轮机转速实测数据或电网实测频率数据，确定待优化核电厂的一、二次调频的设计瞬态次数，包括：利用已投运且未参与调频的核电厂汽轮机的转速实测转速数据，获取电网频率的变化情况。
[0020]利用已投运且未参与调频的核电厂汽轮机的转速实测转速数据，获取电网频率的变化情况，具体为：定义汽轮机的转速偏差为“额定转速值与实际转速值之间的差”，电网频率升高时，转速偏差为负，一次调频投运汽轮机组负荷调节方向同为负。
[0021]根据汽轮机转速实测数据或电网实测频率数据，确定待优化核电厂的一、二次调频的设计瞬态次数，还包括：获取已投运且未参与调频的核电厂汽轮机的转速数据中，转速处于设定区间的数据；
[0022]当汽轮机转速偏差超过
±
1转/分钟，且持续时间超过第一设定时间波动的次数，作为一次调频次数；
[0023]当汽轮机转速偏差超过
±
1转/分钟，且持续时间超过第二设定时间波动的次数，作为二次调频次数；
[0024]遍历得到的全部转速数据，得到每年出现的一、二次调频次数；
[0025]根据每年出现的一、二次调频次数，确定待优化核电厂的一、二次调频的设计瞬态次数。
[0026]一、二次调频需求的运行负荷变化曲线中，一次调频通过汽轮机转速偏差信号决定一次调频负荷调节的幅度，最大调节幅度至少为6％；二次调频的负荷变化为不低于1％/分钟，调节幅度为20％额定功率，以及不低于1％/分钟，调节幅度为50％额定功率。
[0027]与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0028]通过获取已有的核电厂参与调峰调频的运行数据，确定待优化核电厂的优化目标，并根据待优化核电厂实际的运行参数，确定一、二次调频的设计参数，再根据实际的需求确定最后的结果，使核电机组的调峰能力在实际运行中得到更好的发挥，进而参与电网负荷调节
。
附图说明
[0029]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0030]图1为本专利技术提供的压水堆核电厂调频能力优化流程示意图；
[0031]图2为本专利技术提供的电厂汽轮机设定时间段内的转速数据示意图；
[0032]图3为本专利技术提供的一次调频目标功能调节函数示意图；
[0033]图4为本专利技术提供的94％
‑
100％
‑
94％阶跃变化工况示意图；
[0034]图5为本专利技术提供的94％
‑
88％
‑
94％阶跃变化工况示意图；
[0035]图6为本专利技术提供的20％调节幅度的二次调频负荷变化示意图；
[0036]图7为本专利技术提供的50％调节幅度的二次调频负荷变化示意图。
具体实施方式
[0037]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0038]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0039]正如
技术介绍
中所描述的，核电机组自身具有一定的调频调峰能力，但仍然出于安全性、可靠性以及经济性的考虑，通常不参与或较少参与电网的调峰调频等服务，而随着新能源接入电网规模的升高，传统使用火电机组作为负荷调节主力的方式已经不再能够满足当前的需求。
[0040]就电力系统建设和运行而言，核电参与调峰有利于提高电力系统运行的安全裕度与调度柔性，更好地适应各种不确定性因素的影响；有利于减少火电启停机，也可减少高成本的燃气、燃油发电，降低系统运行成本；有利于提高风电等清洁能源的接入规模与利用效率。
[0041]非能动压水堆核电机组设计上分别考虑了二次调频和调峰能力，其中机组的调峰设计能力在非能动核电机组在实际运行中并未完全发挥，预计机组调峰能力足够满足未来电网的要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压水堆核电厂调频能力优化方法，其特征在于，包括以下步骤：根据核电厂参与调频的运行数据，与待优化的核电厂对比，确定优化目标；基于确定的优化目标，根据汽轮机转速实测数据或电网实测频率数据，确定待优化核电厂的一、二次调频的设计瞬态次数，根据核电设计要求，确定一、二次调频需求的运行负荷变化曲线；基于待优化核电厂的实际需求，匹配得到的一、二次调频的设计瞬态次数和一、二次调频需求的运行负荷变化曲线，得到核电厂优化后的控制参数。2.如权利要求1所述的一种压水堆核电厂调频能力优化方法，其特征在于，所述核电厂参与调频的运行数据包括一次调频调频死区、一次调频最大限制幅度、一次调频调差系数、一次调频预计发生次数、二次调频最大限制幅度、二次调频调节速率和二次调频预计发生次数。3.如权利要求1所述的一种压水堆核电厂调频能力优化方法，其特征在于，根据核电厂参与调频的运行数据，与待优化的核电厂对比，确定优化目标，具体为：获取待不同类型的核电厂参与调频的运行数据和待优化的核电厂的当前运行数据并对比，根据设定的规则，确定优化目标。4.如权利要求3所述的一种压水堆核电厂调频能力优化方法，其特征在于，所述设定的规则，具体为：核岛及常规岛关键设备设计寿命不受影响；一、二次调频运行期间不触发反应堆保护系统动作，反应堆运行参数不超过设定要求，反应堆不超过100％功率；极限工况控制棒的机械补偿能力能够维持至少一个循环且无需更换，硼浓度调节的动作次数不超过设定值；极限工况控制棒的最大累积步跃数不超过控制棒驱动机构的允许值。5.如权利要求1所述的一种压水堆核电厂调频能力优化方法，其特征在于，根据汽轮机转速实测数据或电网实测频率数据，确定待优化核电厂的一、二次调频的设计瞬态次数，包括：利用已投运且未参与调频的核电厂汽轮机...

【专利技术属性】
技术研发人员：王煦嘉，沙正峰，江浩，余建辉，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：