随着新一代核电厂的建成和投入运行,我国核电并网规模与日俱增。核电机组安全性要求高、机组容量大,易受到电网低频故障的干扰。同时核电机组与电网易产生相互影响。深入分析厂网低频相互影响机理、综合评估厂网低频安全风险、准确辨识高风险薄弱环节、有效制定协调配合运行策略,是保障核安全和有序发展核电亟需探讨的内容。本文结合国家自然科学基金和电力系统实际课题,系统深入研究了核电接入电网的低频综合安全风险及协调控制策略,综合考虑核电机组与电网之间相互影响,提出可量化的风险指标,建立厂网综合风险评估模型,计算分析风险值,并提出协调控制策略。主要工作及成果如下:分析了低频故障给核电机组和电网带来的事故后果,研讨了核电侧低频涉网保护装置与电力系统自动低频减载装置的工作特性、整定方案,探究了厂网侧低频安全装置的相互影响机理;基于安全风险理论,提出了厂网低频综合风险指标,包括低频风险指标、装置风险指标及经济性风险指标,并给出了各个风险指标的计算方法。将安全风险评估理论应用于核电低频涉网保护和电网安全装置的协调控制分析中,提出了一种核电厂网低频综合风险分析方法,方法涵盖了基于风险模型的综合风险量化计算,考量保护装置参数改变时风险值相对变化率的风险变比分析,实现风险指标的数量级大小、在综合风险中所占比例、随频波动程度综合评判的风险价值评估,考虑风险参数对保护装置影响程度大小的风险敏感度评价等内容;综合了核电标杆电价和核电厂单位造价两项经济参数,考虑系统自动低频减载装置与核电厂侧低频保护装置的相互作用与配合,建立了核电低频涉网保护安全风险评估模型,包括核电厂汽轮机低频保护和冷却剂主泵低转速保护综合风险模型。应用本文提出的厂网低频综合风险分析方法和已建立的数学模型,对核电机组接入电网的实际算例进行了低频综合风险评估,验证了方法与模型的有效性和适用性。构建了安全风险矩阵,分析了核汽轮机低频保护时延整定值变化风险变比、频率整定值变化风险变比,主泵低转速保护频率整定值变化风险变比;完成了风险指标安全风险价值评估与分级评分、装置的风险敏感度评价。结果表明,堆芯散热异常程度、汽轮机低频保护动作频率、主泵低转速保护动作频率是强风险指标;电力系统切负荷量、自动低频减载装置动作频率为较强风险指标;汽轮机低频保护动作时延、电力系统功率缺额、系统有功出力损失为一般风险指标。冷却剂主泵低转速保护是风险敏感装置;汽轮机低频保护是频率风险敏感、非时延风险敏感装置。研究了基于综合风险的厂网协调控制及优化策略。基于核电厂网低频综合风险分析,研讨了核电厂保护装置现行整定方案的安全性、可行性,分析了保护装置与电网侧安全装置的配合程度,提出了厂网协调控制及参数优化整定策略,对汽轮机分段时延整定值、系统低频减载方案等给出了优化策略。所建立的低频涉网保护安全风险评估模型实现了厂网侧风险因素量化比较,直观反映了各项风险的相对强弱程度,并通过风险指引,辨别风险较大的风险指标和设备,可将其作为调控重点,以增强核电厂网协调配合、促进机网安全稳定运行。