核电公司发电规划的技术路径选择研究

摘要：核电发电系统具有能源转换效率高，系统配置灵活，建设周期短，投资少，对环境干扰小等优点，是保证电网安全和稳定的主要来源。随着我国用电需求的增长，以及核电机组柔性化转型的不断深入，核电公司必须主动迎接电网柔性调控的挑战。从技术层面上看，核电公司在今后的电网建设中应采取怎样的技术路径，是目前我国所要面对的一个重大课题。

关键词：核电公司；发电规划；技术路径选择

引言

在世界能源格局转变及清洁能源需求量增加的背景下，核电因其具有稳定、高效、清洁等优点，已成为新一代能源发展的热点。核电公司如何制定电力系统的发电规划方案，直接关系到公司的经济利益与可持续发展，而且对我国能源安全与环保具有重要意义。但其选择涉及到安全、经济、环境和社会等多个层面，必须对各类技术的优点和缺点进行全面评价，并结合公司发展战略和市场需求，做出适合其发展的发电规划。为此，本项目从多个方面对我国核电公司实施发电规划进行了研究，以期为我国核电公司制定出一条科学、可行的技术路径。

1、我国核电发展趋势与挑战

1.1 是核电建设的规模与安全性、经济性相冲突

例如，在美国的电力供应中，核能发电是32%。由于核电在我国发电系统中所占比例越来越大，因此，有必要对其进行科学的规划。针对当前正在兴建的核电工程，应从经济与安全两个方面综合考量，并依时序进行规划，以免造成不必要的资金浪费[1]。

1.2 是核电技术创新与我国核电产业发展的内在冲突

核能是一种绿色、清洁和安全的新能源，发展核能对于保护生态环境有着重大的作用。然而，随着核电项目的发展，在2020年华龙一号机组运行已经达到3189.5万小时，并有望在2025年突破4000万小时。随着电力需求增速减缓和电力系统灵活性提高，核电是保证电力系统安全性和稳定性的主要途径。

1.3 核电发电与其它洁净新能源的冲突

近年来，由于新能源电站的装机容量越来越大，一些地方已经开始出现“弃风、弃光”的情况。核能是一种新型的洁净能源，与其它洁净新能源的冲突日益凸显。如果不给予足够重视和合理引导，势必会对新能源的消纳程度以及电力系统的安全稳定运行产生重大影响。在确保核电安全性、可靠性及经济性的同时，实现与其它新能源互补，是我国核电公司今后发展所要面临的一个重大问题。

2.核电技术路径对比分析

为了达到系统的柔性，核电公司可以采取机组组合灵活、电源分配灵活、电源调整灵活等多种形式。在具有柔性转型能力的核电公司中，可以采用灵活的单元合并方式提高其柔性；在具有柔性供电配置功能的核电公司，可以采用柔性供电配置方式，提高其柔性；在具有柔性调整功能的核电公司，则可由灵活的电源调节方式，提高其对负载变动的反应能力。

其中，一是采用增加机组数目和增加机组出力的方法，即把两个机组合并为四个或以上，提高机组柔性；二是增加辅助系统，减小电网峰谷差，改善电网潮流分配，即把两座核电站改建成四座核电站，提高系统的柔性；三是以降低机组功率为主，即把一台机组进行两台机组合并，降低机组的功率。

从改善机组柔性的观点来看，各种技术途径对于改善核电公司柔性的作用是不同的。在具备灵活重构功能的核电公司中，采用灵活的供电配置模式，可以增强电力系统的柔性[2]。目前，国际上对于核电的发展还是比较慎重的。由于核电的不断发展和我国经济社会用电的逐渐减少，国际对于核电发展也发生了很大的变化。目前，包括美国，法国，日本在内的一些主要国家，都对核电发展抱着审慎的态度。日本已经公布了逐渐停止核电的计划；欧洲国家已经逐步取消核电项目；美国政府目前正致力于核电开发战略的制定；法国正打算逐渐削减核电所占的份额。

国际社会都意识到目前的能源构成与用电需求都受到了严重影响，必须加速使用洁净能源，以迎接新一轮的能源革命。根据《中国可再生能源展望2020》的报告，到2050年，80%左右的电力来自于新能源。美国颁布了《美国清洁能源发展计划》，法国颁布了《核安全与核电管理法案》，世界范围内的许多国家都出台了相应的政策和举措。

2.1 核电技术路径选择

按照《国家能源局关于印发<核电机组技术鉴定规范>的通知》（国能新能〔2017〕790号）及其他有关文件，考虑到核电的技术特性，提出了“安全高效”“先进”“非能动”“超临界”“大型先进压水堆（AP1000）”等发展方向。“安全高效”核电是指在今后30年乃至更长时期，通过对核电站进行改造与革新，实现核电站在设计与操作上的更高效率与安全性；“先进”核电是指核电站不断改进安全性、经济性和可靠性；“非能动”核电是利用新的方法，保证核电站在恶劣条件下仍能继续工作的一种方法。

2.2 核电发展和电力结构调整

在保证能源安全与环保的前提下，加快转变传统的电力消费模式，实现电力消费的多元化，是当前我国面临的重大挑战。核电以其高安全、节能等优点成为国家能源结构优化的一个重大方向。目前，我国核电开发存在着三代核电和第二代核电两种技术路径[3]。近几年，国家在推进三代核电技术发展的过程中，也在积极推进其升级，通过强化核心设备国产化，推进自主研发与项目建设等手段，加速三代核电的发展。核电发电是我国今后发展的主要动力之一，是实现清洁、低碳的新能源系统。随着国家“碳达峰、碳中和”的国家战略，核电在今后发展中将会获得更大幅度，但也要通过各种手段确保其安全性、经济性和环境效益。

2.3 核电与其他能源的结合

在电力领域，将核电与风电、光伏等新能源相融合，既可以有效利用其各自的优点，缓解核电面临的“弃风”“弃光”等问题，又会给电网带来巨大的影响。在目前新能源占主导地位的电网中，核电与风电、光伏发电相融合，可以降低核电消纳的压力。

风力发电和光伏发电由于自身特点，导致其发电能力的不稳定，因此，有必要对其进行预测。针对其电力系统的动态变化特点，提出了采用“机组群”“电网群”协同发电的思路。比如，利用热电站来调节风力发电；采用火力发电厂的发电方式来实现太阳能发电的峰期；在风电和光伏发电功率变化大的情况下，采用火电和核电发电相结合的方式，可以提高风电和光伏发电的利用率。

在电力系统方面，采用“热电联产”的方式，可以有效改善电力系统的调峰和供电品质，减轻弃风弃光问题。核能与风能联合发电是指一部机组以其所需的电力来代替一部或数部机组的发力。同时，在多能互补体系中，将核电与其它新能源并网，可以有效提升新能源的消纳能力，也可以增强电网的稳定性。

结束语

总之，我国核电公司的发电规划，是一个涉及到技术成熟、经济、安全、环保和政府支撑等多个维度的综合决策问题。本文通过对不同技术路径的优缺点进行详细剖析，并根据公司的发展方向及市场情况，提出了一套适合我国发展需要的发电规划。因此，在新的时代背景下，新一代核电公司应密切注意新的科技发展动向，强化风险控制，并进行工艺结构的优化，才能保证公司的长远健康发展。在此基础上，还应加强与政府、产业及公众的交流与合作，为我国核电产业的健康发展创造良好条件。本项目研究成果将为我国核电产业发展提供可借鉴的方法与策略，对于推动我国核电产业的持续发展，具有重大的科学与现实价值。

参考文献

[1]谭祥懿.华夏核电公司发展战略研究[D].吉林大学，2023.

[2]朱学蕊，李丽旻.数字化让核电更安全更经济[N].中国能源报，2023-03-13（008）.

[3]孙佳鹏.中核LN核电公司发展战略研究[D].哈尔滨工程大学，2023.