核电机组孤网高频问题的协调控制策略与仿真优化

本文主要探讨了在考虑核电接入的大电网面临严重故障导致的孤网运行中，高频问题及其协调控制措施的重要性。在现代电力系统中，随着大容量核电机组的增加，确保核电机组与常规电网的保护系统协调运作显得尤为关键，尤其是在电网发生严重连锁故障时，这直接影响到电网的稳定性。 首先，作者指出了大电网的复杂性和安全性挑战，强调了电网内部控制和保护系统的协调性，特别是在面对大规模、远程传输时。近年来，国际上发生的电网崩溃事件凸显了这一问题。中国核电正处于快速发展阶段，核电机组的比例不断提高，这就使得在电网故障导致孤网运行时，如何保证核电机组的高频保护（如超速保护）与电网高频切机（用于控制频率上升）的协同工作变得尤为重要。 国内已有研究关注了常规电网的孤网高频问题，例如针对贵州主网和石河子电网的解决方案。然而，这些研究更多集中在小容量水火电机组上，对于包含大容量核电机组的电网，其独特性在设备设计、运行维护和保护配置上有所体现，需要专门的研究策略。 本文利用PSD-FDS全过程动态仿真程序中的压水堆核电模型和超速保护控制模型，深入研究了核电机组在严重故障下的动态特性，特别是分析了涉频保护（如超速保护和高频保护）与电网高频切机的动作特性及其相互影响。通过仿真优化，提出了改进的协调控制策略，旨在优化核电机组涉网保护的定值设置，以实现孤网功率控制的稳定性和电网安全。 具体来说，文章重点介绍了核电机组的涉频保护系统，包括反应堆一回路冷却剂流量偏低和主泵转速过低保护，以及如何通过协调优化来处理这些保护系统与其他保护措施之间的交互作用。通过实际电网案例的验证，提出的协调控制策略为核电机组在孤网运行条件下的频率稳定和整体电网的安全稳定提供了实用的指导。 本文针对大电网中含核电机组的孤网高频问题，提出了一种针对性的协调控制策略，填补了现有研究在大容量核电机组孤网运行保护方面的空白，为提升核电机组在电网中的稳定性和可靠性提供了重要的理论和技术支持。