核电厂调试外购电量统计方法的研究与应用

罗路+程兆辉+朱春锋

摘 要：核电机组投运前需要对构筑物、设备与系统进行调试启动试验，在此过程中需要消耗大量的电能，但各机组间消耗电能数量区别较大。本文通过建立阶段性统计方法，以多台机组的调试用电数据为基础，对各阶段调试用电量进行分析，提出節约调试用电的建议措施，为后续核电厂节约调试用电量及建设成本管控提供参考。

关键词：核电厂；调试电量；电量计量；调试启动

中图分类号：TM623 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）04-0166-02

我国核电建设经过三十多年的实践和积累，工程建设和设备制造逐步走向成熟，随着社会环境质量的控制要求越来越高，核电作为清洁能源将会迎来快速发展，如何能在确保安全、质量的前提下加强核电成本管控、降低工程建设成本是当前核电建设重点关注的问题之一。工程建设期间调试用电量是工程建设成本支出的重要组成，管控、降低调试用电可以节约工程建设成本。但是，研究数据表明，各机组用电量却有较大差距，不同机组调试总用电量差额高达56%，可见降低调试电量成本方面仍有较大的空间亟须发掘。本文通过建立分阶段统计的方法，对几台核电厂的调试用电进行差异性分析，寻求降低调试用电成本的方法，提出节约调试电量的措施，达到核电成本管控的目的。

1 调试用电定义及计量方法

为了明确需要统计的数据，首先定义调试用电是指为满足机组商运前对构筑物、设备与系统的调试启动，自机组首个系统开始调试至机组投入商用期间从电网采购的电能量。

典型核电厂供电系统见图1，厂用电的来源主要有三种方式：辅助变压器供电、主变压器倒送电供电、发电机自发供电。但发电机并网后的自发供电不是从电网采购，不计入调试用电。因此调试用电主要统计辅助变供电和主变压器倒送电时消耗的电量。具体统计方法如下：

（1）辅助变压器外购电量：在主变不可用或停运的情况下，现场调试活动由电网通过辅助变压器供给，该部分调试用电通过统计辅助变高压侧电度表E和F有功总电量来计算。

（2）主变压器外购电量：在主变压器送电后，由电网通过主变供给现场调试活动产生的电量，通过统计主变压器高压侧电度表A反向有功总电量来计算该部分调试用电量。

2 统计阶段划分

根据机组调试特点，在联调阶段现场设备大量投入运行，为调试用电消耗的主要阶段。因此根据核电机组调试特点，按照热试前准备阶段、热试阶段、装料准备阶段、装料至临界、临界至并网、机组并网至商运等几个阶段来进行数据统计、分析。

3 调试用电差异性分析

根据上述调试用电的统计方法和阶段划分原则，对已投运的几台机组进行阶段分析，差异性分析结果如下：

3.1 热试前准备阶段分析

热试开始前现场主要进行单系统试验、回路冲洗、机组冷试等调试作业。此阶段主要是根据标准进行设备单体试转，各机组设备单体试转消耗电能区别不大，该阶段总体消耗电量占总电量的5%左右。各机组用电量差异主要由工期决定。

3.2 热试阶段分析

热试阶段各核电厂试验项目、试验顺序基本一致，以系统间联调为主。在此阶段核岛全部设备、常规岛主设备参与试验并连续运行，因此日均消耗电量基本相同，因此热试阶段的差异性主要为联调试验的工期造成，调试计划的紧凑性和设备性能会对各机组的用电量造成巨大区别。其中某机组因主设备故障导致热试工期延长15天，造成该阶段的用电量超出其他机组同期电量约45%。

3.3 装料准备阶段分析

热试结束后，现场主要开展设备消缺、定期试验、补充试验等工作。重要设备的缺陷处理将带来工期的延长，设备缺陷处理后的再验证以及工期延长增加的定期试验都是造成各机组消耗电量差异性的主要原因。

3.4 装料至临界阶段分析

该阶段主要进行装料及临界操作，核岛设备及常规岛部分设备均投入运行，该阶段电量作为调试消耗电量的主体，若在此阶段停留时间过长，则产生大量的调试用电。因此该阶段的差异性主要由停留时间长短决定，重要设备缺陷处理、控制点的释放沟通效率等为造成该阶段用电差异的主要原因。

3.5 临界至并网阶段分析

机组临界至并网阶段主要工作包括汽机冲转、电气并网试验，全厂所有负荷参与，日均耗电量基本相同，试验计划的按时完成和机组主设备差异均对此阶段用电造成重大影响。例如，某机组汽轮机采用了一键启动技术、汽轮机冲转所需时间大大减少，从而该阶段调试用电量仅为其余机组的50%。

3.6 并网至商运阶段分析

该阶段进行各功率平台试验、机组小修，该阶段机组设备全部投入运行，为调试用电量的主要阶段。根据调试电量的定义，因此该阶段机组未并网时间和机组小修工期为该阶段差异的主要原因。电网沟通协调、机组冲转并网是否顺利都是造成用电差异的因素。

例如，某机组由于电网原因，导致长时间处于并网等待状态，相比其它机组，该阶段耗电量多出约35%。

3.7 差异性总结

根据上述分析，造成各机组间调试电量差异性的主要因素有以下几点：（1）试验计划的顺利执行。由于试验准备、系统状态、生产配合等因素会造成试验不能顺利开展或试验延长，都造成设备无效运行，产生大量的调试用电。（2）重大设备缺陷。试验过程中如果发生重要设备缺陷将造成试验计划延长或重复试验，甚至发生重要设备返厂维修从而使工期拖延几个月，也将造成重要的用电差异。（3）外部电网和核安全局的沟通。机组从开始调试至商运需要核安全局及外部电网多次控制点释放。如果准备不充分或沟通不畅将造成机组待命时间过长，由此会产生较大的调试电量。（4）机组自动化程度及主要设备差异。各机组启动阶段自动化程度高低及机组性能带来的差异会造成调试工期的极大区别，从而使调试用电量也产生差异性。

4 调试用电控制措施

通过上面差异性分析，可从以下几个方面来制定措施，减少调试用电量，达到节约用电的目的。

（1）合理的计划。在联调阶段，各专业计划工程师要掌控现场试验进展，合理安排计划逻辑和工期，做好提前量，较少现场设备无效运行时间，从而节约工期及调试用电量。（2）及时决策和处理设备缺陷。设备发生缺陷，及时的决策和缺陷处理能够有效节约机组建设工期，因此发生缺陷时要及时判断进行决策，各部门顺利配合消除缺陷能够大大节约调试用电量。（3）精心准备缩短控制点释放时间。对于核安全检查释放的控制点要做好准备，资料齐全，能够以最短的时间完成释放；提前和电网沟通保证机组启动后顺利并网都将减少机组未并网时间，从而极大的节约调试用电量。（4）节电意识和激励机制。通过宣传手段，树立全员节约用电意识，节约调试用电，如优化试验逻辑、控制负荷启动次数、合理安排启动计划等，促进节电意识的养成；制定总体用电目标，提升广大职工节电积极性，切实降低调试用电量，根据电量使用情况，进行节电激励，从实际行动中减少调试用电量，达到控制建设成本的目的。

5 结语

本文通过采用分阶段对机组调试用电进行统计和分析，得出差异性，根据差异性从计划制定、缺陷处理、外部沟通、节约理念等几个方面提出建议，为后续核电厂建设成本管控和优化提供了参考。

参考文献

[1]蒲天骄，陈乃仕，葛贤军，王伟，刘广一.电力电量平衡评价指标体系及其综合评估方法研究[J].电网技术，2015，01：250-256.

[2]孙雨竹.电厂电量平衡辅助决策系统的设计与实现[D].东北石油大学，2015.