[发明专利]一种核电与电网相互影响的仿真分析方法

说明书

技术领域

本发明属于核电电源并网规划运行仿真技术，具体讲涉及一种核电与电网相互影响的仿真分析方法。

背景技术

核能是可大规模替代常规能源的现代能源，既清洁又经济，同时不受地域的限制，使得核电越来越受到重视。再者，裂变能的核燃料在地壳和海洋中的储藏量十分丰富，即使比较保守的估计，在相当长的时间内不会因为核动力应用而出现资源紧张的状况。中国的铀矿资源虽不甚丰富，但是可替代铀作为核燃料的钍矿储量却位居世界前列。所以合理开发利用这些核燃料，对于缓解我国的能源危机具有重要意义。核能发电不仅在资源和环境上有优势，在经济上也是很有竞争力的。目前，由中广核集团在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上，结合20多年来的渐进式改进和自主创新形成的“二代加”中国改进型百万千瓦级压水堆(CPR1000)核电技术已经达到国际同类先进水平。国务院通过的2005-2020年《核电中长期发展规划》中明确指出，2020年我国核电运行装机容量将达到4000万千瓦，在建核电容量达到1800万千瓦。到2020年，我国核电装机容量将新增2700万千瓦左右，比现在增加320％。

核电仿真大体上可以分为两类，一类是以全范围仿真机(FSS-Full Scope Simulator)为代表的核电仿真，这一类仿真关注机组本身的仿真，主要用于核电的教学仿真与操作员培训；另一类则是用于电网的核电仿真。大容量核电机组并入电网改变了电网原有的潮流分布、线路传输功率和系统惯量，有可能引起系统稳定问题。目前电力系统稳定性仿真中多数以常规的火电机组模型进行代替仿真，未考虑核电机组本身的特殊性。目前国内核电机组在控制和保护系统的设计、调试阶段，也没有进行核电与电网交互影响的仿真与分析。总而言之，目前从暂稳角度考虑核电并网的大容量核电与电网相互影响分析缺乏系统研究，而在中长期稳定方面，相关研究工作则更为少见。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种核电与电网相互影响的仿真分析方法，随着国内核电并网规模的增大，核电电源对电网的影响越来越大，电网自身运行特性，尤其是核电机组并网近区电网的特性也对核电机组的运行有重要影响。目前核电机组仿真系统主要用于核电机组运行人员的培训，侧重于电厂本身物理设备及其内部故障的仿真，通常不涉及电网与核电系统之间的相互影响。随着我国核电装机比重的加大，我国学者越来越关注于其的大规模接入对电网的影响，内容涉及电源、电网等多层面及规划、设计和运行等多角度。但从覆盖暂态和中长期全过程的角度对大容量核电与电网相互影响进行仿真分析方面尚未有完整和清晰的思路和方法。因此，如何针对核电电源的特殊性，全面准确的模拟大容量风电接入后与电网的相互影响及其特点，对保证核电并网后电网和核电电源的安全稳定运行具有重要的理论意义和实用价值。

本发明在调研国内外大容量核电并网影响研究以及暂态和中长期仿真技术进展基础之上，结合核电电源大容量密集接入对电网影响大以及核电电源运行对电网状态参量要求高的特点，为全面而高效分析核电与电网相互影响，从核电对电网影响的角度,提出了包括研究问题的选取准则、研究区域的电气联系门槛值选取准则以及核电对电网影响所需研究问题样本空间的最终确定准则在内的核电对电网影响所需研究问题的复合选取准则；从电网对核电影响的角度，提出了研究问题的核电异常运行限制范围映射选取准则。基于所提原则构造了暂态和中长期时间尺度上的评估大容量核电与电网相互影响的完整分析算法流程，结合所提分析流程形成了涵盖暂态过程和中长期过程的核电与电网相互影响的完整仿真分析方法。

仿真分析结果表明，本发明所提出的评估大容量核电与电网相互影响的暂态和中长期仿真分析方法既能全面有效计及大容量核电并网对电网的影响以及电网运行特性对核电机组的影响，同时又可以有效缩减分析的问题样本空间，准确评估核电并网后电网和核电存在的安全性瓶颈，有利于促进并网核电与电网两者间的协调发展，提升电网和核电的安全稳定运行水平。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种核电与电网相互影响的仿真分析方法，其改进之处在于，所述方法包括：

(1)分析电网基本特性；

(2)选取核电和电网相互影响所需研究问题样本空间；

(3)暂态和中长期仿真分析。

优选的，所述步骤(1)包括分析电网基本特征定性、电网稳态特性计算、电网暂态N-1校核结果和实际电网的核电异常运行限制范围相关规程收集整理。

优选的，所述步骤(2)包括

(2.1)确定核电对电网影响问题；

(2.2)选取体现因子序列；