福建省核电站与抽水蓄能电站联合运营必要性分析

敖泽闽　徐雪松

【摘 要】本文通过分析“十三五”期间福建省电力市场电站的发展前景与省内核电机组并网运行情况等，从多方面阐述了抽水蓄能电站是电网中具有调峰、填谷、调频、调相及紧急事故备用等多功能的特殊电源，在改善电网运行条件，提高电网运行经济性方面发挥重要作用，从而说明核电站与抽水蓄能电站联合运营的必要性。

【关键词】核蓄联营；电网调峰；分析

福建省位于我国东海之滨，气候温暖、湿润。福建省缺油少煤，水力资源较丰富。全省水力资源理论蕴藏量11810.3MW，可开发水电站装机容量10886.3MW，年发电量386.75亿kW·h，至2015年底全省已建成水电站总装机容量水电装机1299.74万千瓦。省内已建成运行的核电机组装机容量有545万千瓦，至2016年底，省内核电机组装机容量将达到762万千万，装机占比14%。

通常情况下核电适合于带基荷运行，而抽水蓄能机组在电力系统中主要发挥容量效益，二者联合运营将能够更好地满足电力系统的需要。

1 十三五期间福建省电力市场分析

1.1 2015 年电力市场情况简述

随着经济发展进入新常态，2015年福建省全社会用电量增速严重放缓，全年全社会用电量1851.9亿千瓦时，同比下降0.2，全省日最大用电量为62479万千瓦时，同比下降1.0%。全年用电下降的主要原因有：经济市场下行，凉夏（7～9月份最高气温较正常偏低2～3℃），暖冬（11～12月份最低气温较正常偏高2～3℃），“苏迪罗”与“杜鹊”双强台风登陆沿海中部（影响面大）等。

2015年省电网发电设备平均利用小时为3948小时，比上年同期减少399小时，其中火电设备比上年同期减少951小时，核电设备利用小时比上年同期减少371小时。

1.2 未来省内电力供需矛盾显著

“十三五”期间，我国经济将结束高速增长的态势，逐步向新常态过渡。预计未来五年，福建省全社会用电量年均增长率在5%左右，而装机容量增长速度2015年为10%，未来2至3年还将以8%-10%的速度增长，其中清洁能源装机比重在2015年就达到50%，全省清洁能源装机2168万千瓦，电力市场的供过于求的矛盾将越来越突出，随着福清、宁德、漳州、霞浦、三明等多家核电公司的机组陆续投产，将继续拉高清洁能源比例。外送电方面，福建至华东4回500kV超高压直流联络线已投产，最高稳定输送负荷能力为450万千瓦，但华东地区自身同样存在电能供应过剩问题，且福建省政策上并不支持能源输出，受此影响，目前华东联络线外送负荷基本维持在28～45万千瓦。

2 核电厂调峰运行情况

2015省内在运的核电机组有5台，均为百万千瓦级，装机容量占比11%。福建省电网容量较小，2015年用电负荷降低，雨季水量偏丰致水电发电量增大，电网电力电量平衡出现困难，多次调度核电机组参与调峰。

以福清核电两台机组为例，2015年共参加8次调峰，机组调峰运行在低功率台阶共70余天，损失发电量可达4亿千瓦时，相当于15.76个满功率运行天；2号机组共参与调峰3次，最后一次降负荷运行持续到新年，累计33.0天，共损失发电量1.94亿千瓦时，相当于7.43个满功率运行天。

在2016年春节期间，福清核电两台商运机组于全部调停，属国内核电运行以来首次。福清核电两台机组春节期间总计调停时间为37天，损失利用小时1000.9小时，等效电量10.9亿千瓦时。2016年春节期间总计调停电量损失在12亿千瓦时左右。

全国电厂2016年度春节期间均出现普遍的降负荷运行现象，这是春节期间电网负荷下降引起的正常现象。通过分析各省份核电厂春节期间降负荷电量损失情况，从绝对值上看，福建省核电企业在2016年春节期间的降负荷比例最高、损失电量最大。

3 核蓄联营必要性分析

3.1 电网调峰压力日趋严峻

由于福建省用电量增速远远落后于发电能力增速，外送电量低于预期，清洁能源占比迅速提高，特别是风电的大量并网（负荷在10～135万千瓦随机波动），使福建电力调度的压力逐月增加，至汛期来临，火电大面积调停的情况下，日峰谷差达800万千瓦，2016年春节全网最低负荷更少低于6000MW。核电机组由于适合带基荷运行的设计限制，允许的最低安全负荷为836MW，在调峰能力方面难以契合福建电网的实际运行需要，核电的发电空间受到了多方面的压力与限制。

抽水蓄能电站建设后在福建电网中承担调峰、填谷、调频、调相及紧急事故备用等任务，对缓解核电厂调峰能力，跟踪电网负荷曲线作用显著，其必要性主要体现在以下几个方面。

3.2 核电机组适合带基荷运行

核电具有建设成本高、燃料费用等运行成本低的特点，调峰运行不具经济性。核电反应堆控制具有较高要求，机组发电负荷的频繁变动具有一定的技术限制。核电参与调峰主要的弊端包括：运行操作困难，人为失误及违反技术规范风险大；温度变化多，瞬态多，金属疲劳影响设备寿命；硼化稀释操作多，产生更多废气、废液和固体废弃物， 增加环境负担和社会风险；功率频繁变化影响燃耗分布，给燃料设计和后处理造成困难。

3.3 提高清洁能源、可再生能源利用程度

福建省常规水电资源较丰富，但开发利用程度很高。福建省水电大多调节性能较差，其中季调节以上水电比重不足水电装机容量的1/3，年调节性能以上水电站更仅有1/8，福建省水电丰、枯水期的出力差异、水资源的综合利用要求以及水电自身调节性能不足等因素的综合影响，导致汛期水电弃水调峰，水电电能不能充分利用，枯期因水量不足发电量大幅减少，影响电力供应。

从保证核电的经济性和运行安全性角度考虑，核电机组宜带基荷运行，不宜参与调峰，大规模建设核电将使系统调峰需求加大，抽水蓄能电站可利用其“调峰”、“填谷”双倍容量功能，充分发挥电网“储能器”的作用，能有效增强电网调峰能力，改善系统运行条件，从而提高水电、风电资源的利用程度，提高核电运行效益。

3.4 环境效益收益大

福建电网燃煤机组比重很大，燃煤发电产生的烟尘、二氧化硫和氮氧化物对生态环境造成的破坏和污染较大。我国政府明确提出，到2020年非化石能源占一次能源消费的比重将达到15%左右，福建省能源匮乏，未来发电能源将实施多元化战略，减少对化石能源的依赖。[2]抽水蓄能电站建成后，有利于实现节能减排、促进低碳经济发展，具有较为显著的环境效益，符合可持续发展要求。

4 结语

由前所述，核电、抽水蓄能联合运营，可充分发挥各自在电力系统中的地位与作用，增强两者的市场适应性。对抽水蓄能电站而言，联营方式发挥了其优异的调峰性能，提高了发电小时数；对核电站而言，为抽水蓄能提供抽水电量保证了其较高的发电利用小时数，同时核蓄联营模式总体上改善了电力输出品质，从而有可能获得更高的加权平均电价，使投资收益能够得到保证。此外，抽水蓄能机组能够迅速跟踪电力系统的负荷变化，具有敏捷的爬坡能力和经济的调频、调相功能，以及显著的动态运行效益，可有效提高电力系统安全稳定运行水平，减少电网运行风险，保证社会各行各业可靠用电。

【参考文献】

[1]白建华.核电站与抽水蓄能电站联合运营研究[J].电力技术经济，2007，12，19（6）.

[2]云霄抽水蓄能电站项目价值分析报告[R].中核国电漳州能源有限公司，2015.

[责任编辑：杨玉洁]