福建宁德核电站输电系统规划简介

1、福建宁德核电站输电系统规划简介华东电力设计院随着我国经济的发展，生活水平的提高，我国的能源供应 逐渐吃紧，对煤、石油、天然气等不可再生资源的消耗日益增 加，积极发展大型核电已成为我国能源发展的重要战略。目前 核电的发展与我国电力发展水平不相适应，因此国家有关部门 规划到 2020 年 全 国 400 万 kW 级的核 电厂发 展 到 10 个，核 电装 机容量 达 到 4000 万 千瓦，核电 在 全国总 装机 中的比 重占 4左 右。1. 宁德 核 电工程 概 况本工 程 前期工 作开 始于 2004 年初 ，由 大唐国 际发 电有限 公 司投资建设。综合各种条件，最终确定以备湾厂址开展电厂可 研工作 。2005 年 5 月 31 日 ， 大唐国 际 发电公 司与 中国广 东核 电总公司（简称中广核）签署电厂协议，一期工程中广核参股 51，大唐国际参股 49，建设 2 台百万级核电机组，二期工 程中参 股比 例调整 为中广 核参 股 49 ，大 唐国际 参 股 51 ，电 厂最终 规 模 6 台百万千 瓦 级。 一 期工程投 资 约为 240 亿 元， 注 册资本 金为 工程建 成价

2、的 20 ，按 资本金 收 益率 8测 算，本 工程平均上网电价356元/MWH。根据委托函中的工程设想，宁 德核电厂规划容量 6X1000MW ，一次规划布置，分 期实施；一期 工程建设 2 台 1000MW 级压水堆核电机组，设想 2008 年初开工， 首台机组建设工期为 60 个月，两台机组间隔 9 个月，第一台机 组于 2012 年年底投产， 第二台机组于 2013 年 9 月投产。 机组 选型满足安全性、经济性、成熟性、国产化等的要求， 主要技 术参数和经济指标满足第三代核电机组要求，二期、三期机组在20152020年间投产。2. 本工程在电力系统中的作用和定位首先，发展核电是福建能源供应可持续发展的长远大计。 发展核电是能源供应多元化战略的重要组成部分，有利于缓解 福建一次能源供应的紧张状况、减轻运输压力，推进福建电源 结构多元化的进程，有利于提高能源供应安全性，为福建能源 供应的可持续发展打下良好基础。其次 ，发展核电 是环境 保 护的要 求 。福建省 东、南面 临 海 西、北部多高山，大气扩散条件差，地区大气环境容量较小。 近两年许多污染物排放量已接近国家“十五”总量控

3、制指标， 环境容 量已 十分有 限。 核 电是 清洁能 源，发 展核 电是减 少大 气 污染排放的有效途经。再次 ， 发展核 电 可优化 电 源结 构 。 华 东地 区作为 全 国经济 最发达 的地 区之一 ，目前 核电 装机容 量仅 占总装 机 容量 的 3% ， 远远低 于世 界平均 水平。 因此 ，华东 电网 发展核 电 还有 较大 的 空间 。 目前 ，福建 电网没 有核 电机组 ，径 流水电 比 重较 高， 在 福建沿海发展核电，可以改善福建电源结构，提高供电可靠性第四，核电机组上网电价具有竞争性 。 随着我国核电工业 的发展，核电规模的扩大，核电机组将逐步采用国产化设备， 造价将大大降低，与燃煤机组相比，国产核电机组的上网电价 将具有 较强 的竞争 性。 根 据本 工程初 可研 究报告 ， 本工 程平 均 发电成本在0.209元/kWh,含税上网电价为0.341元/kWh。根据福建省规划设想， 至 2020 年福建核电将占福建装机容 量的 13 ，在 福 建电网 中 起到 重 要作用 ，并 且 在电 网运 行中 承 担基本负荷，本工程建成后，将成为福建主力电厂，年利用小 时

4、为 7000 小时 。通过对福建能源资源情况和全国资源分布情况的分析，认 为福建核电的定位应是满足福建电力负荷增长的要求，根据福 建各区域的电力盈亏分析，本电厂的主要送电方向是三明南平 地区和厦门泉州地区并兼顾福州地区。3. 宁德 核 电的输 电 方向，总 体输电 方案核电厂规模容量大，利用小时数高，宜接入地区后备电源 较少，电力缺额持续扩大的地区或接入特高压电网参与大电网 的电力分配、调剂。宁德核电厂位于宁德的最北地区，按福建 “十一 五”规 划的 电 网结构 ，西 部 三明、南平 地 区将 新 建 500kV 变电所，电网形成宁德南平三明水口福州宁德的单 环网结构，宁 德、福 州地区向西送电约 1100MW 。由 于西部地区 电源建设条件相对较差，水电开发潜力也有限，因此两地区受 进电力有逐年增加的趋势，与沿海地区的联系应进一步加强。 根据福建省各地区的电力盈亏情况和全国特高压规划，宁德核 电的输电方向主要在南平三明地区和厦门泉州地区。方案一：按照 电 厂建设 方对 本工 程 的进度 安排 ， 2012 年 一期 工程 2X1000MW 投产，此 时全国特高压网未进入福建电网，因

5、此首先 考虑以500kV电压将电力送往南平三明地区，建设宁德核电 南平的 2 回线路， 线路长度约 220km ， 电厂第三回线路接宁德 变，线路长度约 90km ，宁 德东根据地区负荷发展情况建设，届 时开断接入宁德核电宁德线路。二、三期投产时， 福建电网 已形成特高压电网， 机组升压至 1000kV 电压， 以 2 回 150km 特高压线路接入福州特高压站， 经福州特高压泉州特高压线 路与厦泉电网连接， 核电根据地区负荷发展和装机情况在特高 压电网中调配。最终，宁德核电厂出 3回 500kV 线路，2回 1000kV 线路。接入系统方案一见图 3.1 。方案二：如果特高压进入福建电网迟于宁德核电二期投产时间， 考 虑二期 机组 仍接 入 500kV 电 网，为 满足 4X1000MW 机 组 容量的 送 出，在一期基础上增加宁德核电宁德的第二回线路，三期以 2 回特高压线路送福州特高压站，最终电厂送出形成 4 回 500kV 线路， 2 回特高压线路的规模。接入系统方案二见图 3.2。方案三：宁德核电全部以特高压送出， 可能的情况是宁德核电一期 推迟至特高压建成后或为配合宁德核电

6、一期送出， 福建网内形 成特高压网， 之后再与全国特高压网接口。三明南平所需的电 力通过 福州 特高压 降压后 转送 ， 东西 之间 的 500kV 电 网 需要 适 当加强。本方案宁德核电出 2 回特高压线路， 送电 6X1000MW 。 接入系统方案三见图 3.3 。上.二二.二 TLJ為甫/宁卜自宁毗厂33fS itKirW/lt理“II 、i#it宁德核电接入系统方案一（2020年）图 3.1 宁 德 核电接 入系 统方案 一 （ 2020 年 ）宁撲电津浦ar.宁担搖电二迁产曰耳仃电厂Vg inxn*白荘飯电厂卅土他石狮宁德核电接入系统方案二（2020年）图 3.2 宁德 核电 接入系 统方案 二 （ 2020 年 ）建阳埸代軒抽售幫区泉订JS石鴛弹选i1宁律核电履门冻宁德核电接入系统方巽三（/02C年可氷z时图 3.3 宁 德 核电接 入系 统方案 三 （ 2020 年 ）2015 年 过 渡方 案 ：考虑 结 合 2020 年 的规划 电 网提高 2015 年福建 南北 方向的 输电能力。以下主要分析两种情况： 20122015年全国特 高压电网未进入福建，但福建电网南北

7、方向需要加强，因此考 虑在福建省内先期建设宁德泉州的特高压降压运行线路，相 应原来由特高压送入福建的 2000MW 电力，通过福建电网内新增 装机补偿，从电网方面看这部分装机宜配置在福建南部地区以 减轻电网输电压力；潮流计算中为校核电网的输电能力也考虑 了补偿装机全部在福建北部电网的装机方案。2015年特高压 升压运行，此时特高压受进北方电力 2000MW 。4. 电气 计 算及方 案 推荐a.潮流计算潮流计算的目的是对宁德核电厂输电方案进行潮流分布的 分析，对方案作出评价，校验方案对装机不确定性的适应能力 主要运行方式包括高峰、低谷、主要线路 N-1 、多重故障和核 电厂全停等。由潮流计算可知，方案二由 4 回 500kV 线路送出 5000MW ，潮流分布情况较好，而方案一由特高压送出 4000MW 、 方案三需要送出核电厂的全部容量 6000MW ，发生故障对电网冲 击较大。从2020年潮流情况看，方案二（ 4X1000MW接入500kV, 2X1000MW 接入特高压）由于有福州特高压在沿海 500kV 通道中 的缓冲作用， 通过 500kV 沿海的潮流增量对电源变化不敏感，

8、特高压通道和 500kV 通道中的潮流分配较好， 特高压福州变降 压容量要求不高，特别是可以避免浙江福建两个电压等级联 网线路的潮流迂回问题， 特高压线路的受电能力能充分利用。 2020 年通过交流特高压受进区外电力 4000MW ，地区装机 2000MW 接入特高压电网， 因此本地电源支撑应已足够。与 2020 年相比，2015 年福建电网有如下几个主要的变化 金沙江特高压直流未落点泉州地区；赣州泉州的特高压线路 未投产；温州福州泉州特高压建成后计划送电福建 2000MW ， 西部水电直流已落点上海南汇、苏州、金华地区， 其 中分电福建约 2000MW ， 合计浙江福建电网断面需要受进 4000MW 。以上变化对福建电网北电南送的压力很大， 校核的目 的是研究过渡方案的适应能力。20122015年宁德=福州特高压泉州特高压线路 降压运行，如全国特高压电网进入福州 推迟至 2015 年后，则原 计划通过特高压输送的北方煤电 2000MW 将不能送到福建，福建 电网需要在网内新增相当容量的装机，如这些装机安排在福建 北部，特高压降压运行线路转移了约 1200MW 的潮流，西部三 明龙岩通

9、道南送约 1000MW 电力，主要转送宁德核电的电力 莆田 泉州 北断面的潮流达到了 2X1240MW 左右，其中一回线路 发生故障，另一回线路的潮流达到 2230MW ，已到了线路的极限 输电能力，因此需要在电源布局上作合理调整，如安排一定量 的电源在漳州 、泉州 等南部地区。如果三明地区投产 CFB 电厂 2X300MW 替代福建北部沿海电厂，潮流格局没有大的变化，宁 德核电南平线路潮流仍达到 1500MW 左右。2015 年特高压升 压运行后，特高压福州 泉州 线路的潮流可提高到约 2000MW ， 可明显减轻沿海 500kV 通道的输电压力。福州泉州特高压故障退出后，莆田泉州北每回线路的 潮流可达到 1800MW ，在线路热稳定能力范围之内；若 2015 年 三明地区有 600MW 的新增火电装机，对福建潮流格局无大的影 响，宁德核电南平两回线路送电 1300MW 左右。b.短路计算和暂态计算不同的输电方案主要对福建北部电网的短路电流水平有影 响，三个方案中对北部 500kV 电网短路电流的影响程度与接入 500kV 机组 数 量直接 相关 ，由大 到小的 排列 次序为 方 案二、方 案一、方案三，北部地区短路电流较大的变电所有宁德、福州 连江变，宁德变短路电流为 47 53kA, 目前宁德变电所选用63kA断路器，因此有较大裕度。福州变短路电流已接近其50kA 的断路器开断能力，方案三最小，为48.1kA,不同方案级差约 0.6kA。连江为规划中的变电所，2020年短路电流为4648 kA 左右，建议选用63kA断路器。福建电网其他变电所短路电流能 满足要求。从短路电流计算结果看，不同方案对短路电流影响 较小，非决定因素。暂态计算表明，各方案N-l、N-2故障方式或电网主要线路 发生共因多重故障，系统均能保持稳定，核电厂电

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