一种基于电网调峰容量平衡的核电参与电网调峰判断方法

摘要

本发明提出一种基于电网调峰容量平衡的核电参与电网调峰判断方法，该方法基于系统运行数据，提取其特征量，包括机组参与电网调峰序列、不同调峰手段出力情况及可调节容量、电网负荷水平等，计算调峰优先级高于核电机组所有调峰手段的调峰容量情况，并判断其是否能满足电网需求，确定核电参与电网的模式及调峰深度需求，最后结合核电自身功率调整约束，确定核电参与电网调峰深度范围。本发明结合电网实际需求，根据调峰优先级，将核电纳入电网调峰，既考虑了电网经济性、安全性、可靠性等因素，又缓解了电网调峰压力。

说明书

技术领域

本发明属于电力系统领域，具体涉及一种基于电网调峰容量平衡的核电参与电网调峰判 断方法。

背景技术

据预测，2020年我国核电装机容量将超过7500万千瓦，发电量将达到8％；在部分区域 电网，核电发电量达到15％以上，而核电一般带基荷运行，随着其在电力系统中的比率持续 增加，给电网的调峰运行带来的压力与日俱增。此外，随着我国电力市场供需关系的变化， 用电负荷特性逐渐变化，电网峰谷差持续扩大，电网调峰压力也随之增大；同时随着电网的 互联，用电负荷的迅速增长，一些电网接受外区电力逐年增多，而外区电力调峰能力有限， 更加加剧了电网的调峰压力。因此，随着全社会用电量的快速增长以及电网峰谷差的继续扩 大，系统调峰压力进一步加剧。

我国核电参与电网调峰领域的研究基本空白。在核电装机比例较大国家，如法国、韩国、 日本、美国、德国等，核电机组均参与电网调峰运行。尤其在法国，核电装机比例将近80％， 大部分核电机组需参与调峰运行；我国核电机组一般带基荷运行，对其参加电网调峰的理论 研究和实践经验较为缺乏，在核电参与电网调峰的理论研究方面基本空白，基于此提出了本 发明。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提出一种基于电网调峰容量平衡的核电参 与电网调峰判断方法，该方法能计算核电参与电网调峰的模式和深度，运用于电力系统运行， 可为系统调度人员安排各电厂运行方式提供参考，为核电机组参与电网调峰提供依据。

为实现上述发明目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种基于电网调峰容量平衡的核电参与电网调峰判断方法，包括下述步骤：

A、将确定参与电网调峰的各机组调峰手段与核电机组调峰手段进行排序形成如下序列 X：

X＝{G₁，…，G_i，…，G_n}

式中，G_i为调峰手段i；n为区域电网中包括核电机组在内的所有机组调峰手段的总数。

B、计算序列X中各机组的出力情况P_Gi、可调出力和电网负荷水平，比较出力情况与电 网负荷水平的大小，以判断出对电网进行上调峰或下调峰；所有机组的可调出力包括最大向 上可调出力ΔP_Gi和最大向下可调出力δP_Gi，电网负荷水平包括电网最大负荷P_Ljmax和电网最小 负荷P_Ljmin；

C、计算序列X中排列在核电机组前所有机组调峰手段的调峰容量；

D、判断调峰容量是否充足，如充足，则不需要核电机组参与电网调峰；如不充足，则 需要核电机组参与电网调峰并继续步骤E；

E、根据调峰容量的缺额以及核电机组功率调整约束条件，确定核电机组参与电网调峰的 调峰深度。

进一步地，所述步骤A中，确定参与电网调峰的各机组调峰手段包括水电机组调峰、火 电机组调峰、抽水蓄能机组调峰、核电机组调峰、燃煤机组调峰、燃气机组调峰、燃油机组 调峰和区域电网间联络断面调峰中的任意一种或全部。

进一步地，所述步骤B中，序列X中所有机组的出力情况为：

$P_G=\{P_{G1},...,P_{\mathrm{Gi}},...,P_{\mathrm{Gn}}\}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Gi}}$

式中，P_G为所有机组调峰手段的计划日平均总出力，P_Gi为一机组调峰手段G_i的计划日 平均出力；

所有机组的最大向上可调出力和最大向下可调出力，分别为：

${\mathrm{\Delta P}}_G=\{{\mathrm{\Delta P}}_{G1},...,{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{Gi}},...,{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{Gn}}\}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{Gi}}$

${\mathrm{\delta P}}_G=\{{\mathrm{\delta P}}_{G1},...,{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gi}},...,{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gn}}\}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gi}}$

式中，ΔP_G为电网负荷高峰期所有机组调峰手段的最大向上可调出力，ΔP_Gi为电网负荷 高峰期一机组调峰手段G_i的最大向上可调出力；δP_G为电网负荷低谷期所有机组调峰手段的 最大向下可调出力，δP_Gi为电网负荷低谷期一机组调峰手段G_i的最大向下可调出力；

所述电网最大负荷和电网最小负荷，分别为：

$P_{L\max }=\{P_{L1\max },...,P_{\mathrm{Lj}\max },...,P_{\mathrm{Lm}\max }\}=\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\max }$

$P_{L\min }=\{P_{L1\min },...,P_{\mathrm{Lj}\min },...,P_{\mathrm{Lm}\min }\}=\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\min }$

式中，m为区域电网中所有省网的总数；P_Lmax为电网最大负荷；P_Ljmax为电网中省网j 最大负荷；P_Lmin为电网最小负荷，P_Ljmin为电网中省网j最小负荷。

进一步地，所述步骤B中，判断对电网进行上调峰或下调峰的方法包括：

当P_G＜P_Lmax时，则需要对电网进行上调峰；

当P_G＞P_Lmin时，则需要对电网进行下调峰。

进一步地，所述步骤C的方法包括：

C-1、考虑序列X中排序在核电机组调峰手段之前的各机组调峰手段排序序列X′为：

X′＝{g₁，…，G_k，…，G_h}

式中，G_k为序列X中排序在核电机组调峰手段之前的一机组调峰手段k；h为排序在核 电机组调峰手段之前的所有机组调峰手段总数；

C-2、当对电网进行上调峰时，则通过如下方法计算排列在核电机组前所有机组调峰手段 的上调峰容量D_U：

首先，计算排列在核电机组前的所有机组调峰手段的最大向上可调出力：

${{\mathrm{\Delta P}}_G}^{\prime }=\{{\mathrm{\Delta P}}_{G1},...,{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{Gk}},...,{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{Gh}}\}=\underset{k=1}{\overset{h}{\Sigma }}{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{Gk}}$

其次，计算排列在核电机组前的所有机组调峰手段的上调峰容量D_U为：

$D_U=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Gi}}+\underset{k=1}{\overset{h}{\Sigma }}{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{Gk}}-\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\max }-\alpha \underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\max }$

式中，α为电网负荷高峰期旋转备用系数，ΔP_Gk为排序在核电机组前的一机组调峰手段 k的最大向上可调出力；

C-3、当对电网进行下调峰时，则通过如下方法计算排列在核电机组前所有机组调峰手段 的下调峰容量D_L：

首先，计算排列在核电机组前的所有机组调峰手段的最大向下可调出力：

${{\mathrm{\delta P}}_G}^{\prime }=\{{\mathrm{\delta P}}_{G1},...,{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gk}},...,{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gh}}\}=\underset{k=1}{\overset{h}{\Sigma }}{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gk}}$

其次，计算排列在核电机组前的所有机组调峰手段的下调峰容量为：

$D_L=\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\min }+\underset{k=1}{\overset{h}{\Sigma }}{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gk}}-\beta \underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\min }-\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Gi}}$

式中，β为电网负荷低谷期旋转备用系数，δP_Gk为排序在核电机组前的一机组调峰手段 k的最大向下可调出力。

进一步地，所述步骤D中，判断调峰容量是否充足的方法为：

D-1、当对电网进行上调峰时，若排列在核电机组前所有机组调峰手段的上调峰容量 D_U＜0，则表示电网上调峰容量不足，需要核电机组参与电网上调峰，即核电机组需要增加 出力运行；

D-2、当对电网进行下调峰时，若排列在核电机组前所有机组调峰手段的下调峰容量 D_L＜0，则表示电网下调峰容量不足，需要核电机组参与电网下调峰，即核电机组需要减少 出力运行。

进一步地，所述步骤E中，确定核电机组参与电网调峰的调峰深度方法包括：

E-1、当对电网进行上调峰时，首先，考虑调峰容量的缺额，即令D′_U＝D_U+ΔP≥0；

式中，D′_U为核电机组参与电网调峰后所有机组调峰手段的上调峰容量，ΔP为调峰容量 的缺额，ΔP＝μγ₁P_n，μ为区域电网核电机组台数，P_n为核电机组额定运行功率， $D_U=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Gi}}+\underset{k=1}{\overset{h}{\Sigma }}{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{Gk}}-\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\max }-\alpha \underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\max },$则核电机组参与电网的最小上调峰深度γ₁为：

${\gamma }_1\ge \frac{\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\max }+\alpha \underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\max }-\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Gi}}-\underset{k=1}{\overset{h}{\Sigma }}{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{Gk}}}{{\mathrm{\mu P}}_n}$

其次，考虑核电机组功率调整约束条件，即核电机组的最大运行功率不超过其额定功率， 则核电机组参与电网的最大上调峰深度γ₂为：

${\gamma }_2\le \frac{P_n-P_0}{P_n}=\frac{P_n-{\mathrm{\xi P}}_n}{P_n}=1-\xi$

式中，P₀为核电机组运行功率，P₀＝ξP_n，ξ为核电机组运行功率占额定运行功率的份额；

最后，根据γ₁和γ₂得出核电机组参与电网上调峰的深度γ为：

$\frac{\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\max }+\alpha \underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\max }-\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Gi}\max }-\underset{k=1}{\overset{h}{\Sigma }}{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{Gk}}}{{\mathrm{\mu P}}_n}\le \gamma \le 1-\xi$

E-2、当对电网进行下调峰时，首先，考虑调峰容量的缺额，即令D′_L＝D_L+δP≥0；

式中，D′_L为核电机组参与电网调峰后所有机组调峰手段的下调峰容量，δP为调峰容量 的缺额，$D_L=\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\min }+\underset{k=1}{\overset{h}{\Sigma }}{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gk}}-\beta \underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\min }-\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Gi}},$δP＝μη₁P_n，则核电机组参与电网的最小下 调峰深度η₁为：

${\eta }_1\ge \frac{\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\min }+\underset{k=1}{\overset{h}{\Sigma }}{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gk}}-\beta \underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\min }-\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Gi}}}{{\mathrm{\mu P}}_n}$

其次，设置核电机组参与电网的最大下调峰深度η₂为：

${\eta }_2\le \frac{P_0-P_{\min }}{P_n}=\frac{{\mathrm{\xi P}}_n-{\mathrm{\tau P}}_n}{P_n}=\xi -\tau$

式中，P_min为核电机组最小允许运行功率，P_min＝τP，τ为核电机组最小允许运行功率占 额定运行功率的份额。

最后，根据η₁和η₂得出核电机组参与电网下调峰的深度η为：：

$\frac{\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\min }+\underset{k=1}{\overset{h}{\Sigma }}{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gk}}-\beta \underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\min }-\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Gi}\min }}{{\mathrm{\mu P}}_n}\le \eta \le \xi -\tau .$

与现有技术相比，本发明达到的有益效果是：

本发明的基于电网调峰容量平衡的核电参与电网调峰判别方法，可得到核电参与电网调 峰的模式及深度，为电力系统机组运行方式安排提供参考依据；本发明结合电网实际需求， 根据调峰优先级，将核电纳入电网调峰，既考虑了电网经济性、安全性、可靠性等因素，又 缓解了电网调峰压力。

附图说明

图1是本发明的基于电网调峰容量平衡的核电参与电网调峰判断方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。

本发明提供一种基于电网调峰容量平衡的核电参与电网调峰判断方法，图1是本发明的 基于电网调峰容量平衡的核电参与电网调峰判断方法的流程图，该方法包括下述步骤：

步骤A、将确定参与电网调峰的各机组调峰手段与核电机组调峰手段进行排序形成序列 X。

不同类型机组参与电网调峰序列，可参考节能发电调度的排序和不同类型电源调峰能力 的大小，确定电网调峰排序序列。确定参与电网调峰的各机组调峰手段包括水电机组调峰、 火电机组调峰、抽水蓄能机组调峰、核电机组调峰、燃煤机组调峰、燃气机组调峰、燃油机 组调峰和区域电网间联络断面调峰中的任意一种或全部。该区域电网综合考虑经济性、安全 性、可靠性等因素，可以确定电网的调峰排序序列为：

X＝{G₁，…，G_i，…，G_n}   (1)

式中，G_i为调峰手段i；n为区域电网中包括核电机组在内的所有机组调峰手段的总数。

步骤B、计算序列X中各机组的出力情况P_Gi、可调出力和电网负荷水平，比较出力情 况与电网负荷水平的大小，以判断出对电网进行上调峰或下调峰。

序列X中所有机组的出力情况为：

$P_G=\{P_{G1},...,P_{\mathrm{Gi}},...,P_{\mathrm{Gn}}\}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Gi}}---\left(2\right)$

式中，P_G为所有机组调峰手段的计划日平均总出力，P_Gi为一机组调峰手段G_i的计划日 平均出力；

所有机组的可调出力包括最大向上可调出力ΔP_Gi和最大向下可调出力δP_Gi，分别为：

${\mathrm{\Delta P}}_G=\{{\mathrm{\Delta P}}_{G1},...,{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{Gi}},...,{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{Gn}}\}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{Gi}}---\left(3\right)$

${\mathrm{\delta P}}_G=\{{\mathrm{\delta P}}_{G1},...,{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gi}},...,{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gn}}\}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gi}}---\left(4\right)$

式中，ΔP_G为电网负荷高峰期所有机组调峰手段的最大向上可调出力，ΔP_Gi为电网负荷 高峰期一机组调峰手段G_i的最大向上可调出力；δP_G为电网负荷低谷期所有机组调峰手段的 最大向下可调出力，δP_Gi为电网负荷低谷期一机组调峰手段G_i的最大向下可调出力；

电网负荷水平包括电网最大负荷P_Ljmax和电网最小负荷P_Ljmin分别为：

$P_{L\max }=\{P_{L1\max },...,P_{\mathrm{Lj}\max },...,P_{\mathrm{Lm}\max }\}=\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\max }---\left(5\right)$

$P_{L\min }=\{P_{L1\min },...,P_{\mathrm{Lj}\min },...,P_{\mathrm{Lm}\min }\}=\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\min }---\left(6\right)$

式中，m为区域电网中所有省网的总数；P_Lmax为电网最大负荷；P_Ljmax为电网中省网j 最大负荷；P_Lmin为电网最小负荷，P_Ljmin为电网中省网j最小负荷。

当P_G＜P_Lmax时，则需要对电网进行上调峰；

当P_G＞P_Lmin时，则需要对电网进行下调峰。

步骤C、计算排序在核电机组前所有机组调峰手段的调峰容量，具体方法包括：

C-1、考虑序列X中排序在核电机组调峰手段之前的各机组调峰手段排序序列X为：

X′＝{G₁，…，G_k，…，G_h}    (7)

式中，G_k为序列X中排序在核电机组调峰手段之前的一机组调峰手段k；h为排序在核 电机组调峰手段之前的所有机组调峰手段总数；

C-2、当对电网进行上调峰时，则通过如下方法计算排列在核电机组前所有机组调峰手段 的上调峰容量D_U：

首先，计算排列在核电机组前的所有机组调峰手段的最大向上可调出力ΔP_G′为：

${{\mathrm{\Delta P}}_G}^{\prime }=\{{\mathrm{\Delta P}}_{G1},...,{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{Gk}},...,{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{Gh}}\}=\underset{k=1}{\overset{h}{\Sigma }}{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{Gk}}---\left(8\right)$

其次，计算排序在核电机组之前所有机组调峰手段的上调峰容量D_U为：

D_U＝P′_Gmax-P′_Lmax   (9)

式中，P′_Gmax为系统负荷高峰期排序在核电机组前的所有调峰手段的最大出力，P′_Lmax为 系统负荷高峰期考虑备用后的最大负荷需求，可分别表示为：

P_Gmax＝P_G+ΔP_G′    (10)

P′_Lmax＝P_Lmax+αP_Lmax    (11)

式中，α为系统负荷高峰期旋转备用系数。

综合式(2)、(3)、(5)、(8)、(9)、(10)、(11)，即可得到D_U为：

$D_U=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Gi}}+\underset{k=1}{\overset{h}{\Sigma }}{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{Gk}}-\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\max }-\alpha \underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\max }---\left(12\right)$

式中，α为电网负荷高峰期旋转备用系数，ΔP_Gk为排序在核电机组前的一机组调峰手段 k的最大向上可调出力；

C-3、当对电网进行下调峰时，则通过如下方法计算排列在核电机组前所有机组调峰手段 的下调峰容量D_L：

首先，计算排列在核电机组前的所有机组调峰手段的最大向下可调出力δP_G′为：

${{\mathrm{\delta P}}_G}^{\prime }=\{{\mathrm{\delta P}}_{G1},...,{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gk}},...,{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gh}}\}=\underset{k=1}{\overset{h}{\Sigma }}{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gk}}---\left(13\right)$

其次，计算排列在核电机组前的所有机组调峰手段的下调峰容量D_L为：

D_L＝P′_Lmin-P′_Gmin    (14)

式中，P′_Gmin为系统负荷低谷期排序在核电机组前的所有调峰手段的最小出力，P′_Lmin为 系统负荷低谷期考虑备用后的最小负荷需求，可分别表示为：

P′_Gmin＝P_G-δP_G′    (15)

P′_Lmin＝P_Lmin-βP_Lmin    (16)

式中，β为系统负荷低谷期旋转备用系数。

综合式(2)、(4)、(6)、(13)、(14)、(15)、(16)，即可得到D_L为：

$D_L=\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\min }+\underset{k=1}{\overset{h}{\Sigma }}{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gk}}-\beta \underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\min }-\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Gi}}---\left(17\right)$

式中，β为电网负荷低谷期旋转备用系数，δP_GK为排序在核电机组前的一机组调峰手段 k的最大向下可调出力。

步骤D、判断调峰容量是否充足，如充足，则不需要核电机组参与电网调峰；如不充足， 则需要核电机组参与电网调峰并继续步骤E。具体过程为：

D-1、当对电网进行上调峰时，若排列在核电机组前所有机组调峰手段的上调峰容量 D_U＜0，则表示电网上调峰容量不足，需要核电机组参与电网上调峰，即核电机组需要增加 出力运行；

D-2、当对电网进行下调峰时，若排列在核电机组前所有机组调峰手段的下调峰容量 D_L＜0，则表示电网下调峰容量不足，需要核电机组参与电网下调峰，即核电机组需要减少 出力运行。

步骤E、根据调峰容量的缺额以及核电机组功率调整约束条件，确定核电机组参与电网 调峰的调峰深度。具体过程为：

E-1、当对电网进行上调峰时

首先，若考虑排序在核电机组之前所有机组调峰手段的上调峰容量是否不足(即调峰容 量的缺额)，则核电参与电网的上调峰运行后，应能满足D′_U≥0，即：

D′_U＝D_U+ΔP≥0    (18)

式中，ΔP＝μγ₁P_n，μ为区域电网核电机组台数，γ₁为核电机组参与电网的最小上调峰 深度，P_n为核电机组额定运行功率。则：

${D^{\prime }}_U=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Gi}\max }+\underset{k=1}{\overset{h}{\Sigma }}{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{Gk}}-\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\max }-\alpha \underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\max }+{\mathrm{\mu \gamma }}_1{P}_n\ge 0---\left(19\right)$

由此可得，为满足电网上调峰需求，核电需要参与电网调峰的最小上调峰深度γ₁应满足：

${\gamma }_1\ge \frac{\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\max }+\alpha \underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\max }-\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Gi}\max }-\underset{k=1}{\overset{h}{\Sigma }}{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{Gk}}}{{\mathrm{\mu P}}_n}---\left(20\right)$

其次，考虑核电机组自身功率调整的约束，即一般核电机组的最大运行功率不超过其额 定功率，则荷电机组参与电网的最大上调峰深度γ₂应满足：

${\gamma }_2\le \frac{P_n-P_0}{P_n}=\frac{P_n-{\mathrm{\xi P}}_n}{P_n}=1-\xi ---\left(21\right)$

式中，P₀为核电机组运行功率，P₀＝ξP_n，ξ为核电机组运行功率占额定运行功率的份额。

最后，综合式(20)和(21)，可得核电机组参与电网上调峰的深度γ为：

$\frac{\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\max }+\alpha \underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\max }-\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Gi}\max }-\underset{k=1}{\overset{h}{\Sigma }}{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{Gk}}}{{\mathrm{\mu P}}_n}\le \gamma \le 1-\xi ---\left(22\right)$

E-2、当对电网进行下调峰时

首先，若考虑排序在核电机组之前所有机组调峰手段的下调峰容量不足(即调峰容量的 缺额)，则核电参与电网的下调峰运行后，应能满足D′_L≥0，即：

D′_L＝D_L+δP≥0    (23)

式中，δP＝μη₁P_n，η₁为核电机组参与电网的最小下调峰深度，则：

${D^{\prime }}_L=\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\min }+\underset{k=1}{\overset{h}{\Sigma }}{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gk}}-\beta \underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\min }-\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Gi}\min }+{\mathrm{\mu \eta }}_1{P}_n\ge 0---\left(24\right)$

由此可得，为满足电网下调峰需求，核电机组参与电网调峰的最小下调峰深度η₁应满足：

${\eta }_1\ge \frac{\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\min }+\underset{k=1}{\overset{h}{\Sigma }}{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gk}}-\beta \underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\min }-\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Gi}\min }}{{\mathrm{\mu P}}_n}---\left(25\right)$

其次，考虑到核电机组自身功率调整的约束，即一般核电机组有最小运行功率约束，因 此设置核电机组参与电网的最大下调峰深度η₂应满足：

${\eta }_2\le \frac{P_0-P_{\min }}{P_n}=\frac{{\mathrm{\xi P}}_n-{\mathrm{\tau P}}_n}{P_n}=\xi -\tau ---\left(26\right)$

式中，P_min为核电机组最小允许运行功率，P_min＝τP，τ为核电机组最小允许运行功率占 额定运行功率的份额。

最后，综合式(25)和(26)，可得核电机组参与电网下调峰的深度η为：

$\frac{\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\min }+\underset{k=1}{\overset{h}{\Sigma }}{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gk}}-\beta \underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\min }-\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Gi}\min }}{{\mathrm{\mu P}}_n}\le \eta \le \xi -\tau ---\left(27\right)$

下面通过一实例来进一步说明本发明的判断方法：

区域电网所有调峰手段的向下调峰容量，包括水电调峰、火电深度调峰、抽水蓄能调峰、 核电机组调峰以及区域电网间联络断面调峰，其中核电机组最小出力为单机容量50％，该区 域电网共4台单机容量为1200MW的核电机组，详见下表1：

表1区域电网所有调峰手段向下调峰容量(单位：MW)

核电机组参与电网调峰模式和深度采取以下步骤得到：

示例中区域电网核电一般带基本负荷运行，因此以考虑核电参与电网下调峰运行为例对 本发明进行说明。

第一步：根据不同机组运行特点、经济性、可靠性等，结合电网实际情况确定不同机组 或不同类型调峰手段参与电网调峰序列X。

某区域电网调峰手段主要包括水电调峰、火电调峰、抽水蓄能调峰、核电机组调峰以及 区域电网间联络断面调峰，综合可虑经济性、安全可靠性等要求，确定调峰序列为：

X＝{水电调峰，火电调峰，抽水蓄能调峰，区域电网间联络断面调峰，核电机组调峰}

第二步：提取电网特征，得到不同机组出力情况P_Gi、向下可调节容量δP_Gi，以及不同类 型或区域最小负荷水平P_Ljmin。

$P_G=\{P_{G1},...,P_{\mathrm{Gi}},...,P_{\mathrm{Gn}}\}=\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Gi}}=49000\mathrm{MW}$

${\mathrm{\delta P}}_G=\{{\mathrm{\delta P}}_{G1},...,{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gi}},...,{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gn}}\}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gi}}=18215\mathrm{MW}$

$P_{L\min }=\{P_{L1\min },...,P_{\mathrm{Lj}\min },...,P_{\mathrm{Lm}\min }\}=\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\min }=34905\mathrm{MW}$

第三步：计算包含排序在核电机组前所有调峰手段的下调峰容量D_L。

考虑排序在核电调峰之前的电网调峰排序序列为：

X′＝{水电调峰，火电调峰，抽水蓄能调峰，区域电网间联络断面调峰}

根据表1可计算排序在核电机组前的不同类型调峰手段可调容量：

${{\mathrm{\delta P}}_G}^{\prime }=\{{\mathrm{\delta P}}_{G1},...,{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gk}},...,{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gh}}\}=\underset{k=1}{\overset{h}{\Sigma }}{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gk}}=3204+8471+2450+1690=15815\mathrm{MW}$

系统负荷低谷期排序在核电机组前的所有调峰手段的最小出力：

P′_Gmin＝P_G-δP_G′＝49000-15815＝33185MW

系统负荷低谷期考虑5％备用后的最小负荷需求，可表示为：

P′_Lmin＝P_Lmin-βP_Lmin＝34905-5％×34905＝33159.75MW

排序在核电机组前所有调峰手段的下调峰容量为：

D_L＝P_Lmin-P_Gmin＝33159.75-33185＝-25.25MW

第四步：判据系统下调峰容量D_L是否充足，根据系统调峰容量情况，判断核电是否需要 参与电网调峰。

D_L＜0，则表示系统下调峰容量不足，需要核电机组参与电网的下调峰运行，即核电需 要减少出力运行。

第五步：根据核电出力情况以及功率调整约束条件，确定核电参与电网下调峰深度η。

为满足电网下调峰需求，核电需要参与电网调峰的深度为：

${\eta }_1\ge \frac{\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\min }+\underset{k=1}{\overset{h}{\Sigma }}{\mathrm{\delta P}}_{\mathrm{Gk}}-\beta \underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Lj}\min }-\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{Gi}}}{{\mathrm{\mu P}}_n}=\frac{25.25}{4*1200}=0.526\%$

另外，区域电网核电机组一般带基本负荷运行，即P₀＝P_n：

${\eta }_2\le \frac{P_0-P_{\min }}{P_n}=\frac{P_n-50\%·P_n}{P_n}=50\%$

综上可得，核电机组参与电网下调峰的深度为：

0.526％≤η≤50％

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制， 尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：本领 域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换， 这些变更、修改或者等同替换，其均在其申请待批的权利要求范围之内。