随着全球核电的发展，核电在电力系统的比例不断提高，核电参与电力系统调峰的需要越来越迫切。核电机组调峰是指基于电源的运行特性，综合考虑其运行约束和安全约束，以电力系统安全经济运行为目标，以解决电力大规模生产及经济性的问题。根据法国替代能源与原子能委员会（CEA）统计的各国核电机组运行数据，可利用负荷因子（LF，Kp）和机组能力因子（UCF，Kd）判断机组运行状态，进而对各国家或地区核电机组是否参与调峰进行初步判断。以2015年底各国压水堆（PWR）、轻水堆（PHWR）和沸水堆（BWR）核电机组平均负荷因子和机组能力因子为例，机组能力因子同负荷因子差值（Kd－Kp）反映核电机组参与调峰造成发电负荷量的减少（见图1—15）。其中（Kd－Kp）值大于5％的国家或地区有：中国PWR机组（10.81％）、法国PWR机组（6.27％）、日本PWR机组（6.82％）、乌克兰PWR机组（5.70％）、韩国PHWR机组（21.08％）、德国BWR机组（5.77％）以及中国台湾地区的BWR机组（35.02％）。

基于上述分析，可对核电机组参与调峰的判定条件进行界定：即在核电机组负荷因子保持在55％～75％左右的运行状态下，（Kd－Kp）存在15％～25％左右的差距，此时可初步判定核电机组具备参与调峰的可能性。按此原则，对各国及地区具体核电机组的运行工况进行分析，具备参与调峰可能性的核电机组统计如图1—16所示。

图1-14　各国核电机组UCL变化趋势

图1-15　2015年各国（地区）不同堆型核电负荷因子和机组能力因子平均值

图1-16　可能参与调峰核电机组运行状态

依据图1—16分析结果，对参与调峰可能性较大的核电机组进行统计，具体结果如表1—3所示［考虑到各国核电机组负荷因子平均值基本在70％以上，尽管日本PWR机组其（Kd－Kp）值为6.82％，但其负荷因子只有11.46％，整体处于低功率运行状态，不在此原则考虑范围］。

表1-3　可能参与调峰核电机组一览

（续表）

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（Kd－Kp）是判断核电机组是否参与调峰的理论方法，现阶段各国核电机组实际运行方式一方面与电力体制有关，另一方面也与所在电力系统的电源结构、电网负荷特性、调峰电源配置、发电成本等因素密切相关。全球有13个国家电力来源高度依赖核电，发电量占比达到30％以上，部分国家（地区）电源结构如图1—17所示。虽然欧美、日韩等发达国家的核电机组在设计上都具备调峰能力，也积累了调峰和调频经验，但是在实际运行中，各国根据本国电力体制和电源情况等，对核电参与调峰采取不同的策略，从核能利用在各主要国家电网调度中的排序来看，各国均以优先消纳核电为基本原则（见表1—4）。

图1-17　部分国家（地区）电源结构情况

具体来看，法国作为世界上核电装机比例最大的国家，其电网中核电装机比例接近50％，发电量比例超过75％，而从调峰电源来看，其油电、气电、水电、煤电发电量占比较小，调峰特性较差的风、光电源发电量占比也不高。考虑自身电源结构和负荷特性，法国对核电参与调峰的需要最强烈，但基于安全、经济等方面的考量，法国目前仍以抽蓄（抽水蓄能）、气电、煤电等作为优先调峰的手段。当电网其他可调容量用尽后才允许核电参与电网季节性调峰，并且参与调峰的10多台核电机组是经过挑选的，剩下的核电机组不参与调峰。

表1-4　部分国家核电机组调度优先级排序

日本电网调峰电源主要是抽蓄、气电和煤电，核电机组均处于带基荷运行的状态。韩国和日本类似，抽蓄、气电、油电承担电网的腰荷和峰荷，核电、煤电机组承担基荷。

加拿大安大略省的电源结构中，气电所占比例较日本和韩国要低，但是在其电力体制、机制等因素影响下，电网负荷特性相对较为平缓。加拿大的核电均为重水堆，调峰能力差，调峰主要由水电、煤电、气电承担。

美国早在20世纪70年代，就有核电参与负荷跟踪运行，但是考虑美国电网中绝大多数核电机组运行寿命较长，保障安全性任务较重，核电均带基荷运行。以美国PJM为例，由于电力市场化，所有发电商均需竞价上网，由于同一发电公司经营多种电源，因此，在上报发电计划时，会让边际成本更低的核电、风电等电源多发电，核电一般不参与调峰，年利用小时约为7800小时。电力系统的调峰任务由运行成本较高的气电、油电承担，这类电源的年利用小时约为1500小时，煤电也承担部分调峰任务，年利用小时约为4400小时。

我国地域广阔，核电装机占比仅为2％，各省电网规模大小不一，在负荷特性、电源结构方面差异较大，电改的推进，各省网电力市场化程度也有较大的差别，部分区域和省份启动了电力辅助服务市场建设。随着核电装机规模的上升，其调峰对各电网的影响是不同的，核电的运行方式应在确保有利于安全的情况下，与其所在电力系统的特性和经济性相适应，各相关方应充分论证，因地制宜选择其核电机组的运行方式。