編程機器人跑偏問題分析與研究
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【摘 要】輔助服務是指為維護電力系統的安全穩定運行，保證電能質量。2015年電改9號文中明確提出“建立輔助服務分擔共享新機制”。在上述市場和政策改革背景下，針對現有兩個細則考核系統的規則特點，提前做好應對措施和方案，同時通過了解國內外輔助服務市場改革動向，從發電企業角度有針對性地開展對策和戰略研究。
【關鍵詞】核電;輔助服務;調峰;電力市場
中圖分類號： F426.61 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）11-0058-002
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.11.027
【Abstract】Auxiliary service refers to ensuring the safe and stable operation of the power system and ensuring the quality of power. In the context of the above-mentioned market and policy reforms， in response to the rules and characteristics of the existing two rules assessment systems， we will respond to measures and plans in advance， and at the same time， through the understanding of the domestic and international auxiliary service market reform trends， we will develop countermeasures from the perspective of power generation enterprises.
【Key words】Nuclear power; Electricity Market; Peak shift; Auxiliary service
0 引言
輔助服務是指為維護電力系統的安全穩定運行，保證電能質量，除正常電能生產、輸送、使用外，由發電企業、電網經營企業和電力用戶提供的服務，包括：一次調頻、自動發電控制（AGC）、調峰、無功調節、備用、黑啟動服務等。
1 電力輔助服務研究背景
我國政府管制的上網電價體系中，至今仍以單一的電量價格為主體，不能反映輔助服務的價值，由此造成系統獲得輔助服務的困難越來越大。而近年來我國風電、核電、熱電聯產等調節性能較差的電源占比迅速增大，輔助服務的缺乏，不僅使系統安全與可靠性下降的潛在危險增加，而且也使風電等可再生能源發展嚴重受阻。隨著電力市場改革的推進，輔助服務市場改革勢在必行，2015年電改9號文中明確提出“建立輔助服務分擔共享新機制”。
2 核電面臨的輔助服務市場環境分析
隨著電力體制改革的深入，發電側早已實現充分競爭，沿用過去計劃的方式來行政調度的手段已經行不通了。調峰服務是協調當前各類電源主體間的利益關系一種市場化手段，也是國內輔助服務市場主要著力點。
2.1 核電機組面臨參與調峰的政策壓力
《保障核電安全消納暫行辦法》，已明確確保安全前提下，可根據機組實際情況安排核電機組參與調峰或者通過購買輔助服務或者直接參與方式。且明確了2017年核準后的機組需要考慮日調峰能力。
新電改首個配套文件《關于有序放開發用電計劃的實施意見》中對各種發電形式在年度發電計劃中的安排做了規定，其中關于核電 “核電在保證安全的情況下兼顧調峰需要安排發電”。同為低碳能源，核電的“兼顧調峰需要”與上述其他幾種清潔能源的“全額安排發電”相比，意味著在上網優先級上，核電被排在了風電、光伏、生物質能之后。所以，除帶基荷運行外，核電面臨著越來越大的調峰運行壓力。
2.2 電網調峰壓力不減
以浙江省為例，《浙江省電力發展“十三五”規劃》已明確了電力發展的主要矛盾：“受電力供應量持續增長、外購電規模不斷擴大與省內電力消費增速放緩的雙重擠壓，電力供需矛盾轉化為調峰矛盾和省內煤電機組發電利用小時數持續下降”。無論從電改政策環境以及本省電力結構環境和發展規劃來看，核電面臨著越來越大的調峰運行壓力。
2.3 抽水蓄能電站電價疏導的壓力：調峰補償協議
國家電網公司為解決現行抽水蓄能電站容量電費疏導問題，采用“以研促諫”方式，捆綁核電上網電價疏導抽水蓄能電站電價， 2014年國網福建省電力有限公司與寧德核電公司簽訂了調峰補償協議，福清核電2016年與福建省簽署了《調峰補償補充協議》，類似的補償協議，大亞灣核電早在投運之初，廣東電網公司和中廣核對廣蓄采取聯合租賃方式，每年各支付1000 萬美元作為抽水蓄能電站的租賃費。
3 核電機組參與輔助服務途徑
3.1 核電機組參與輔助服務（調峰、調頻）的技術可行性分析
3.1.1 參與調峰的技術可行性
核電機組參與電網調峰的方式主要采用日負荷跟蹤的調峰方式，即核電機組功率按照電網日負荷峰谷特性，在負荷低谷時段低功率運行一段時間，然后恢復額定功率運行的方式。
截至目前， 國內在運的核電機組尚未運行日負荷跟蹤的調峰方式運行，但是相關文獻和研究表明壓水堆機型在設計和技術上具有日負荷跟蹤能力。
從設計上講以Mode-G 模式運行的反應堆，在80%循環長度內能進行功率變化形式為12-3-6-3 的日負荷跟蹤。
AP1000 采用先進的制造工藝、應用灰棒替代過去調節冷卻水硼濃度的方法進行30%額定功率以上的負荷跟蹤、利用可燃毒物改善堆芯功率分布、實時監測堆芯功率分布等，具有較優良的功率運行特性：具備“18-2-2-2”的日負荷跟蹤能力。 3.1.2 參與調峰對機組自身的影響
核電機組如果參與電網調峰將帶來諸多不利的影響，例如堆芯物理方面、核燃料、廢物廢液、對主要核設備、對運行人員、對電站管理安全等方面存在不同程度的影響（存在易發生落棒、彈棒嚴重事故風險、放射性廢水排放超標、燃料包殼破損概率增大等問題）。為此，核電廠必須建立相應的機構，授予適當的權力，開展特定調峰模式的運行安全檢查評審工作，以便核實運行安全是否與規定的目標一致。
國內核電機組負荷跟蹤能力受到反應堆堆芯功率分布、反應堆反應性調節能力和各配套系統運行等諸多因素制約。由于對運行能力有較高的要求，國內部分核電機組具備一定的負荷跟蹤能力，但實際均未參與日負荷調節。
3.1.3 國外核電機組參與調峰運行狀況
經合組織的核能機構2011年發布的報告也表明，歐洲的法國和德國部分核電機組采用日負荷跟蹤模式來參與電網調峰，部參與電網一次和二次調頻。同時歐洲核電用戶組EUR，已明確標準的核電設計需要滿足在90%的燃料循環周期內執行計劃或者非計劃的負荷跟蹤操作。
法國截止1987年已實施了2200循環的調峰運行。德國從1982年開始到1991年止，PWR積累了2500循環以上，BWR 實施了1000循環以上的負荷跟蹤運行。下表總結了部分國外核電機組參與電網調峰的實例。
3.1.4 參與電網調頻服務
電網調頻服務分為一次調頻與二次調頻。其中汽機通過調速器自動的調節汽機進氣量進行細調，以適應電網負荷周期小、振幅小的波動，但此種方法調節不能一步到位屬于一次調節。
查閱相關文獻同時調研了其他電廠一次調頻運行情況，發現大部分機組具備一次調頻功能，但限制于一次調頻動作存在堆芯超功率風險，其參與一次調頻的能力有限進行了諸多限制，部分機組并不投運。田灣核電、海南核電運行階段不投運此功能壓板，秦山二廠3，4號機組根據文獻是投入一次調頻功能。
3.1.5 自動電壓控制（AVC）
國內大多數核電已具備此功能，例如廣西防城港、福清核電。三門核電已在網控樓配備了電站端AVC子站，具備提供自動電壓控制服務能力，但目前電網調度要求運行階段不需要投運。
電廠AVC 子站系統接收省調AVC 主站系統下發的電廠變高側母線電壓控制目標值后，根據電壓控制目標值，按照一定的控制策略，通過計算自動得出電廠需要承擔的總無功功率，將總無功功率合理分配給對應每臺機組，AVC 子站系統直接或通過DCS系統向發電機的勵磁系統發送增減磁信號以調節發電機無功出力，使電廠變高側母線電壓達到控制目標值，實現全廠多機組的電壓無功自動控制。
3.1.6 結論
核電機組在技術上已具備提供調峰、調頻、自動電壓、備用等主要輔助服務能力，AP1000機組在部分項目上具有更強的技術優勢。隨著電力市場環境的改變，現階段國內核電機組已開始關注采用靈活的功率運行方式帶來的各種影響，需要注意的是電網側也同時展開了不同程度的核電機組參與調峰運行相關專題的研究。
4 核電參與輔助服務的政策建議與措施
現階段核電機組基本是輔助服務費用的被動承擔者和被考核者，但仍可從以下方面著手：
?。?）主動與電網溝通，共同探討核電機組和電網調度的最佳配合模式。例如：合理安排核電站換料大修計劃、跟蹤負荷調峰、極端日運行等方式。
?。?）實時關注輔助服務市場改革初期規則政策變化動向，積極發聲參與或者影響相關規則的制定，爭取有利的輔助服務考核與補償標準。
面對即將到來的現貨市場，輔助市場作為電力市場的重要組成部分，應該從以下方面做好準備：
（1）開展專項技術研究，探索發掘核電自身提供輔助服務的潛能
（2）開展核電機組靈活運行模式下成本研究，提升未來電力現貨市場競爭力
（3）響應電改配套文件的鼓勵，開展電站側電儲能裝置調峰可行性研究。
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