智能、穩定、可靠

核電與智能電網——連接生產者和消費者并使用新技術的雙向網絡——相結合，可以幫助各國向低碳電力資源過渡，確保可靠、穩定和可持續的能源供應。

許多國家正在使低碳能源結構多樣化，以幫助他們經濟去碳化和實現氣候目標。這使得全球向可再生能源轉變；然而，僅靠這些能源還不能完全可靠地滿足需求。

“低碳可再生能源對氣候友好，但由于太陽能和風能的間歇性，以及缺乏大規模的儲能能力，它們并不總是容易控制或能夠滿足能源需求。這意味著電網往往需要補充能源。”原子能機構規劃與經濟研究科科長HenriPaillere說，“隨著更多樣化的能源輸入網絡，電網不得不變得更加靈活、更具有適應性，以確保可靠和有適應能力的能源供應。”

核電可以每周7天、每天24小時產生低碳能源。它為各國轉向低碳能源系統提供了能源安全。核電廠通過靈活運行，可以補充可再生能源的可變發電量，憑借其大型蒸汽輪機的慣性，這些核電廠還可以幫助穩定電網，確保清潔可靠的電力供應。

傳統上，電網依靠燃燒煤炭和天然氣等化石燃料發電廠，通過開啟和關閉滿足能源需求。

而智能電網則可以接受多種不同的能源，并且與不太靈活的傳統電網不同，可以在不同能源之間動態切換。雖然智能電網早已存在，但技術進步使其更上一層樓。智能電網可以利用人工智能和物聯網（一種通過互聯網連接的計算機和設備系統，可以動態地分享和處理數據）等最新技術收集信息，提高運行效率和自動化流程。

例如，智能電網可以利用人工智能生成的預報來預測陰天和無風的日子，并動態地從太陽能和風能生產切換到核能等可替代能源，以實現不間斷的供應。人工智能還可以預測風暴可能襲擊的地點和可能持續的時間，在輸電線路受損的情況下，向電網發出信號，以擴大生產規模，實現生產多樣化。

如果輸電線路出現斷裂或停電，電網物聯網系統的傳感器和設備可以通知電網營運者需要進行維修工作，并改道供電或從其他來源取電。

在傳統的電網中，風暴的影響只能在風暴過后才能評估。因此，生活在斷電線路的下游，往往意味著在線路修復之前沒有電。智能電網由于能夠找到電力生產和輸送的替代方案，因而適應能力更強，可以減少用戶的停電時間。

以全球最大的電力生產商之一法國電力公司（EDF）為例，目前正在開發的一些創新型智能電網技術包括使用5G（新一代移動互聯網技術）來加強物聯網，以及開發更高效的電流混合網絡。區塊鏈技術為跟蹤和處理交易提供了一種高度安全的方式，也正在被引入，以證明正在生產清潔能源的地點和數量。法國電力公司正在使用一種名為“數字孿生”的方法來構建虛擬環境，用于預測電網維護需求和減少維修費用。

“我們對智能電網的研發重點是應對一系列挑戰。我們也在考慮社會對更綠色的電力基礎結構的期望，并為風險做好準備，如氣候變化的影響、網絡風險以及確保網絡對潛在危機的適應能力。”法國電力公司研發部門經理Bernard Salha說，“當然，計算能力的提高所帶來的任何新方法都將經過在現有模型上的測試，以提高其準確性。”

原子能機構高級核安全官員DianZahradka說，評價這些技術進步的影響是這一過程的重要組成部分。“新技術只有在安全的情況下才是有益的。根據原子能機構的安全標準，任何設計修改，包括人工智能和物聯網技術的使用，都要經過嚴格的安全評定，以評價這些變化和現代化可能對核電廠產生的任何影響，以及它們如何與電網互動。原子能機構組織技術會議，以討論潛在的影響并分享核電廠使用這些技術的經驗。”

電網慣性與核電

智能電網可以讓更多的能源主動連接并動態使用。然而，這也為電頻率的更大波動打開了大門，從而帶來了更多的不穩定性。

電網以特定的頻率運行，并被設計為保持在一定范圍內，以確保能源的穩定供應。當人們打開和關閉電氣設備時，頻率的變化會不斷發生。這些變化通常被能源的發電運動部件所吸收，如核電廠或化石燃料電廠的旋轉渦輪。

這種沉重的旋轉質量可以轉動得稍快或稍慢，就像一個減震器，幫助平衡頻率波動，緩沖快速變化。這些部件的運動方式及其對電網中能量的影響稱為電網慣性。

然而，像太陽能這樣的可再生能源沒有這些運動部件。其他有這些運動部件（如風力渦輪機）的可再生能源，這些運動部件并不直接連接到電網，而是通過變頻器運行，這意味著它們不具備必要的電網慣性。

“沒有慣性，電網吸收波動的能力有限，會變得不穩定。”美國愛達荷國家實驗室綜合能源系統國家技術總監Shannon Bragg-Sitton說，“在大的變化面前，它也會變得特別脆弱，比如能源的突然中斷、凈負荷的大幅變化或嚴重的輸電事件。這些變化可能會導致突然的電力過載或短缺，并可能最終停電。核電可以協助應對這一挑戰，并為電網提供一些必要的穩定性。”

原子能機構通過出版物、講習班和技術會議， 支持各國評估電網的可靠性和適應力，包括使用核電。原子能機構還將核工業和電網系統的利益相關者聯系起來，使他們能夠交流信息，介紹良好實踐，討論共同的挑戰和機遇。這些活動有助于各國制定實現能源安全和可持續性的能源戰略。