CN108369825A - 具有专用电网的多模块化电力设备 - Google Patents

Abstract

一种多模块化电力设备，包括：多个现场核电模块，其产生电力设备输出；以及数个电力设备系统，其使用与所述电力设备的厂用负荷相关联的电力来操作。与电力设备相关联的开关站可以将所述电力设备电连接到分布式电网。所述分布式电网可以被配置成服务于多个地理上分散的消费者。此外，所述开关站可以将所述电力设备电连接到专用电网。所述专用电网可以将从所述电力设备输出产生的电力提供给专用服务负荷，并且所述电力设备输出可以等于或大于所述专用服务负荷和所述厂用负荷的组合负荷。可以将所述电力设备输出的至少一部分分配到所述电力设备系统和所述专用电网两者。

Description

具有专用电网的多模块化电力设备

政府利益

本发明根据能源部招标的第DE-NE0000633号合同在政府支持下进行。政府享有本发明中的一些权益。

相关事项的声明

本申请要求2016年12月5日递交的标题为“用于关键任务应用的高可靠性的核电”(Highly Reliable Nuclear Power for Mission-Critical Applications)的美国专利申请第15/369,528号、以及2016年3月23日递交的标题为“多模块化电力设备”(Multi-Modular Power Plant)的美国临时专利申请第62/312,094号的优先权权益，其中所述美国专利申请第15/369,528号要求2015年12月17日递交的美国临时专利申请第62/268,992号的优先权权益，上述专利申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开总体上涉及用于控制与电力设备(power plant)相关联的电力的产生、消耗、输出和可靠性的系统、装置、结构和方法。

背景技术

对某些类型的设施的能量需求可能需要持续的或接近于持续的不中断的具有可按需获得所需要的量的能量的高可靠性等级的能量供应。一些类型的设施可能通过提供基本能源(例如燃烧煤或天然气的电力设备)以及备用能源(例如柴油发电机和/或电池)来满足其能量可靠性需求。然而，存在快速增长的关于煤和天然气排放的环境影响的关注，这可能显著地减少或阻止未来将煤和天然气用于电力生产。此外，备用能源可能具有有限的能量供应，其旨在操作有限的时间段和/或仅提供足够用于有限的服务的电力。超过相对短的时间段的场外电力的缺乏可能导致设施所依赖的用于持续操作的能量供应的中断。

已知的核电力设备也可以被设计为具有一个或多个可用于在缺乏场外电力的情况下提供电力的备用能源。此外，许多核电力设备被设计为在缺乏电力的情况下执行非安全停堆，使得反应堆可以使用被动技术(例如重力、自然循环和其它物理规律)来停机和冷却。然而，核反应堆的非安全停堆可能需要显著数量的反应堆和/或设备的安全功能在反应堆停机时按照期望地执行。尽管在概率上较远，但是反应堆设计可能需要考虑其中一个或多个安全功能可能不按照期望执行的各种场景，由此可能增加反应堆设计的成本和复杂性。

本申请针对这些和其它的问题。

发明内容

在此公开了一种多模块化电力设备，包括多个产生电力设备输出的现场核电模块。一个或多个所述核电模块可以被设计为产生所述电力设备输出的第一部分的服务模块单元或服务单元，并且剩余的核电模块可以产生所述电力设备输出的第二部分。许多电力设备系统可以使用与电力设备的厂用负荷(house load)相关联的电力来操作，并且所述电力设备输出的第一部分可以等于或大于所述厂用负荷。开关站可以将所述电力设备电连接到分布式电网，所述分布式电网服务于多个地理上分散的消费者。开关站可以将所述电力设备输出的第二部分应用于所述分布式电网，并在来自所述分布式电网的电力缺乏的期间，将所述电力设备输出的第一部分的至少一部分路由到所述电力设备系统。

在此公开了一种操作包括多个产生电力设备输出的现场核电模块的多模块化电力设备的方法。所述方法可包括：由一个或多个被指定为服务模块单元或服务单元的核电模块产生电力设备输出的第一部分。剩余的核电模块可以是非服务模块单元或非服务单元。电力设备输出的第二部分可以由非服务模块单元产生。电力可以被提供给与所述电力设备的厂用负荷(house load)相关联的数个非紧急电力设备系统，并且电力设备输出的第一部分可等于或大于所述厂用负荷。所述电力设备可被电连接到分布式电网，其中所述分布式电网可被配置成服务于多个地理上分散的消费者。在电力设备被连接到分布式电网的第一操作模式中，与所述电力设备输出的第二部分相对应的电力的量可以被路由到分布式电网。在电力设备被从分布式电网断开电连接的第二操作模式中，电力设备输出的第二部分可以被从所述分布式电网转移离开。此外，所述方法可以包括在第二操作模式下将与所述电力设备输出的第一部分的至少一部分相对应的电力的量路由到所述电力设备系统。

在此公开了一种多模块化电力设备，包括：用于从由多个现场核电模块中的被指定为服务模块单元的一个或多个现场核电模块提供的电力设备输出的第一部分产生电力的装置。所述多个核电模块中的剩余的核电模块可以是非服务模块单元，并且所述电力设备输出的第一部分可以等于或大于与数个非紧急电力设备系统相关联的厂用负荷。所述电力设备还可包括用于从由所述非服务模块单元提供的电力设备输出的第二部分产生电力的装置、以及用于将所述电力设备电连接到分布式电网的装置。所述分布式电网可以被配置成服务于多个地理上分散的消费者。

所述电力设备可以包括用于在所述电力设备连接到所述分布式电网时向所述分布式电网提供与所述电力设备输出的第二部分相对应的电力的量的装置、以及用于在所述电力设备从所述分布式电网断开电连接时使所述电力设备输出的第二部分转移离开所述分布式电网的装置。此外，所述电力设备可以包括用于在所述电力设备从所述分布式电网断开电连接时将与所述电力设备输出的第一部分的至少一部分相对应的电力的量路由到所述电力设备系统的装置。

在一些示例中，所述多模块化电力设备可以包括用于将所述电力设备连接到专用电网的装置、以及用于在所述电力设备从所述分布式电网断开电连接时将所述电力设备输出的第一部分分配到所述电力设备系统和所述专用服务负荷这两者的装置。所述专用电网可以被配置成向专用服务负荷提供电力，并且所述电力设备输出的第一部分可以等于或大于所述专用服务负荷和所述厂用负荷的组合负荷。

在此公开了一种多模块化电力设备，包括产生电力设备输出的多个现场核电模块、以及使用与所述电力设备的厂用负荷相关联的电力来操作的若干电力设备系统。与所述电力设备相关联的开关站可以将所述电力设备电连接到分布式电网。所述分布式电网可以被配置成服务于多个地理上分散的消费者。此外，所述开关站可以将所述电力设备电连接到专用电网。所述专用电网可以将从所述电力设备输出产生的电力提供给专用服务负荷，并且所述电力设备输出可以等于或大于所述专用服务负荷和所述厂用负荷的组合负荷。所述电力设备输出的至少一部分可以被分配到所述电力设备系统和所述专用电网这两者。

在此公开了一种操作多模块化电力设备的方法。所述电力设备可以包括多个现场核电模块，并且所述方法可以包括由一个或多个现场核电模块产生电力设备输出、以及将电力提供给与所述电力设备的厂用负荷相关联的若干非紧急电力设备系统。所述电力设备可以电连接到分布式电网，并且所述分布式电网可以被配置成服务于多个地理上分散的消费者。此外，所述电力设备可以电连接到专用电网，并且所述专用电网可以被配置成将从所述电力设备输出产生的电力提供给专用服务负荷。所述电力设备输出可以等于或大于所述专用服务负荷和所述厂用负荷的组合负荷。所述方法还可以包括识别与所述分布式电网相关联的一个或多个电网不规则性，并响应于识别所述一个或多个电网不规则性而将所述电力设备输出的至少一部分分配到所述非紧急电力设备系统和所述专用电网这两者。

在此公开了一种多模块化电力设备，包括用于从由多个现场核电模块中的一个或多个现场核电模块提供的电力设备输出产生电力的装置，其中所述电力的至少一部分被提供给与所述电力设备的厂用负荷相关联的若干电力设备系统。此外，所述电力设备可以包括用于将所述电力设备电连接到服务于多个地理上分散的消费者的分布式电网的装置、以及用于将所述电力设备电连接到专用电网的装置。所述专用电网可以被配置成将从所述电力设备输出产生的电力提供给专用服务负荷，并且所述电力设备输出可以等于或大于所述专用服务负荷和所述厂用负荷的组合负荷。在一些示例中，所述电力设备可以包括用于将所述电力设备输出的至少一部分分配到所述非紧急电力设备系统和所述专用电网这两者。

附图说明

图1示出了示例电力模块的示意图；

图2示出了包括多个电力模块的示例电力设备的俯视图；

图3示出了被配置成向多个消费者提供电力的示例配电系统；

图4示出了示例配电系统；

图5示出了另一示例配电系统；

图6示出了示例配电系统的示意图；

图7示出了示例配电系统的开关站配置；

图8示出了配电系统的示例配置；

图9示出了配电系统的示例控制序列；

图10示出了用于操作已经历了来自分布式电网的电力的中断的配电系统的示例处理；

图11示出了用于操作被配置成向一个或多个专用服务负荷提供电力的配电系统的示例处理。

具体实施方式

在此公开和/或参考的各种示例可以与2016年4月21日递交的标题为“Fault-Tolerant Power-Distribution Modules for a Power Plant”的美国申请第15/135,324号中得到的一个或多个特征相一致或相结合地操作，所述申请的全部内容通过引用合并于此。

在此公开的一些示例可以参考以下术语中的一个或多个：

分布式电网或宏电网(macro-grid)可以指的是电连接到可被配置成服务多个分布式的电力消费者的电网的多个连接的发电源。

下降模式(droop mode)可以指的是发电机的电压调节形式，其中所述发电机遵循其并联于的其它发电机的频率。

等时模式(isochronous mode)可以指的是发电机的电压调节形式，其中发电机自身控制其并联于的其它发电机的频率。

负荷分配网可以指的是不具有其它连接的发电源且仅用作由电力设备产生的电力到非设备电力负荷的流动路径的分配系统。

专用电网或微电网(micro-grid)可以指的是电力源和负荷的本地化分组，其通常与传统的分布式电网相连接并相同步地操作，但是可以断开和如物理和/或经济条件规定的那样来自主地起作用。

厂用负荷(house load)可以指的是产生能量以用于商业目的所必需的发电设施的内部负荷。

降级电压(degraded voltage)可以指的是来自分布式电网的传输电网电压的电平，其表示厂用负荷不能可靠地执行其预期的功能之时的点。

全厂断电(station blackout)可以指的是到核电力设备中的关键和非关键的开关设备(switchgear)总线的交流(AC)电力的完全损失(loss)(即，与涡轮机停机(turbinetrip)并发的场外电力系统的损失以及场内紧急交流电力系统的不可用性)。

黑启动(black start)可以指的是发电设施的在不具有来自所述分布式电网的反馈的情况下从停机配置实现发电模式的能力。

孤岛模式(island mode)是可以用于描述与到所述分布式电网的任何连接无关的发电设施的操作的术语。

图1示出了示例电力模块100的示意图。电力模块100可以包括整体反应堆压力容器(RPV)104和安全壳(containment vessel)106。在一些示例中，RPV 104可以接近于17.7米(58英尺)高和直径3.0米(10英尺)。RPV 104可以包含具有若干燃料组件和控制棒130的反应堆堆芯102。在一些示例中，反应堆堆芯102可以包括大约三十七个燃料组件和十六个控制棒束(cluster)。在反应堆堆芯102的上方的是中央热提升管(central hot risertube)138、至少部分地围绕在所述提升管138周围的一对螺旋管蒸汽发生器或热交换器120、以及内部稳压器(pressurizer)108。

图1还示出了主冷却剂148的示例流动路径。主冷却剂148可以循环向上经过反应堆堆芯102，并且加热的主冷却剂148可以被向上传输经过提升管130。然后主冷却剂148的流动路径可以在将反应堆容器104的主体与稳压器108相分离的稳压器板处转向下。主冷却剂148可以在热交换器120的壳程(shell side)上流动，在其处主冷却剂148通过将热传导到包含在热交换器120中的二次冷却剂而被冷却。然后主冷却剂148可以继续向下流动，直到其方向在RPV 104的下部端部处被反转，在该处主冷却剂148可以转向上回到反应堆堆芯102中。主冷却剂148的循环可以完全通过离开反应堆堆芯102的较低密度的(加热的)冷却剂以及离开热交换器120的较高密度的(冷却的)冷却剂的自然浮力来保持。

在二次冷却剂侧，给水可以被泵入蒸汽发生器管中并在其处沸腾以产生过热蒸汽。所述蒸汽可以被循环到专用的涡轮发电机系统。离开涡轮机的低压蒸汽可以被冷凝并被重新循环到给水系统。整个核蒸汽供应系统可以被封装在钢制容器(例如安全壳106)中，在一些示例中所述安全壳106可以为大约二十三米高和直径大约五米。

在一些示例中，PGM组件100可以包括模块化核反应堆组件，所述模块化核反应堆组件包括一个或多个裂变反应堆。PGM组件100可以被容纳在PGM隔间(bay)144中。PGM隔间144可以包括水或一些其它材料的冷却池146，所述水或一些其他材料包括使能PGM组件100的冷却的热特性。至少部分的PGM组件100可以被浸入冷却池146中。相应地，至少部分的PGM组件100可以位于冷却池146的水线147的顶部下方。

此外，PGM组件100可以包括PGM堆芯102。PGM堆芯102可以包括用于可控制地产生热的任何装置、组件、设备或配置。因此，PGM组件100可以包括热产生组件。在一些示例中，PGM堆芯102可以包括核反应堆堆芯，例如但不限于裂变反应堆堆芯。PGM堆芯102可以浸入在PGM冷却剂148中。在至少一个示例中，PGM冷却剂148包括使能(由PGM堆芯102所产生的)热从PGM堆芯102流出的水或任何其它材料。

在一些示例中，PGM组件100可以包括至少部分地约束、输送或以其它方式引导PGM冷却剂148的流的堆芯围筒(shroud)134。如图1所示，PGM堆芯102可以至少部分地被堆芯围筒134所包围。PGM堆芯102、堆芯围筒134以及PGM冷却剂148被容纳在压力容器104内。

在各种示例中，PGM堆芯102可以被配置成产生热，热被传输到PGM冷却剂148。如流动箭头所示，对压力容器104中的PGM冷却剂148的加热可以产生PGM冷却剂148的基本上垂直循环的对流。堆芯围筒148可以被配置成至少部分地约束、输送或以其它方式引导PGM冷却剂148的所述基本上垂直循环的对流。稳压器108可以被配置成调节至少由于PGM冷却剂148的加热/或对流所导致的压力容器104内的内部压力。

PGM堆芯102可以被配置成加热PGM冷却剂148的在堆芯围筒134的下部腔室(plenum)136中的部分。加热的PGM冷却剂148向上流动并流出围筒提升器138。当PGM冷却剂148向上流动时，加热的PGM冷却剂148向多个蒸汽发生器122提供热。至少由于该热交换，当加热的PGM冷却剂148流出围筒提升器138时，PGM冷却剂148被冷却。如图1中的流动箭头所示，一旦在围筒提升器138外部，则PGM冷却剂148在堆芯围筒134与压力容器104之间通常向下流动。对流将下部的腔室136附近的冷却的PGM冷却剂148拉回到堆芯围筒134中。PGM堆芯102可以被配置为对PGM冷却剂148再次加热，使得对流继续循环并使PGM堆芯102冷却。

压力容器104可以被容纳在安全壳106中。安全壳106可以被配置成防止材料溢出压力容器104外，包括PGM堆芯102中包括的任何材料以及PGM冷却剂148。在一些示例中，PGM组件100可以包括多个PGM排放阀(vent valve)110和/或多个PGM再循环阀118，以排放压力容器104内的压力和/或将多余的热从压力容器104散出。

给水可以在包括蒸汽发生器122和发电机的回路中流动。在蒸汽发生器122内，给水可以被加热以产生蒸汽。所产生的蒸汽从蒸汽集管(header)126流出并将所传输的热从PGM组件100带走。多个蒸汽隔离阀114可以被配置成调节从PGM组件100离开的蒸汽流。蒸汽可以经由蒸汽总线(steam bus)(例如但不限于图2的蒸汽总线160)而被路由到发电机(例如但不限于图2的涡轮发电机(turbine generator)176)，以产生电力或一些其它形式的可用动力。

在蒸汽内的能量产生电力之后，冷却的给水的向PGM组件100的返回可能被经由多个给水隔离阀112进行调节。冷却的给水可以经由给水集管124返回到蒸汽发生器122以完成回路。

在至少一些示例中，即使在PGM组件100停机之后，PGM堆芯102也可以被配置成继续产生热。例如，在PGM堆芯102包括核反应堆堆芯的示例中，核反应堆堆芯可以在与核反应堆堆芯内已消耗的燃料相关联的衰变期期间继续产生热。在PGM组件100的停机之后产生的热可以是衰变热。相应地，为了确保PGM堆芯102和PGM组件100的其它部件不过热(至少由于衰变热)，由PGM堆芯102所产生的功率可能被耗散(dissipate)。

在一些示例中为了耗散衰变热，PGM组件100包括衰变热去除系统(DHRS)。DHRS可以包括浸入在PGM隔间144的冷却池140中的多个DHRS热交换器120、以及多个DHRS阀116以使给水/蒸汽的流转移离开蒸汽总线。

在PGM组件100的停机期间，或者在期望不向发电机提供蒸汽和/或加热的给水的另一事件(event)期间，所述多个蒸汽隔离阀114可以被关闭，使得蒸汽和/或加热的给水不流到发电机。而是蒸汽和/或加热的给水流经多个DHRS热交换器120并被冷却。DHRS热交换器120将多余的热排入冷却池146中。可以通过多个DHRS阀116来调节给水的经过衰变热交换器120的循环流。

可以通过一个或多个控制棒130的定位来调节PGM堆芯102的电力产生速率。所述一个或多个控制棒130的定位可以通过控制棒驱动132来驱动。

PGM组件100可以包括图1中示意性地示出的多个诊断传感器140。诊断传感器140可以被配置成感测和/或产生传感器数据，以监测PGM模块100的各个部件。诊断传感器140可以包括各种类型的传感器，例如但不限于温度传感器、压力传感器、阀配置传感器、控制棒定位传感器、放射性传感器、流体和气流传感器、监测PGM组件100的参数的其它传感器、或其任意组合。诊断传感器140可以被配置成在传感器数据总线142上提供传感器输出信号。传感器输出数据可以是诊断传感器数据或仅仅传感器数据。诊断传感器140可以包括安全传感器或安全相关的传感器、以及资产保护相关的传感器。

图2示出了包括多个电力模块164的示例电力设备150的俯视图。每个电力模块164可以连接到一个或多个涡轮机或发电机系统，例如涡轮发电机176。涡轮发电机176可以被配置成将从电力模块164输出的热转换为电力。在一些示例中，作为反应堆模块的相等数量的涡轮发电机可以位于一个或多个发电机建筑物或壳体154中，所述一个或多个发电机建筑物或壳体154位于接近于容纳反应堆模块164的反应堆建筑物或壳体152之处。反应堆壳体152可以包括抗飞机撞击的反应堆建筑物。

多个电力模块164可以置于反应堆壳体152内包含的单个大池中，例如图1的冷却池146。反应堆池可以被配置成提供用于所有电力模块164的被动式安全壳(containment)冷却和衰变热消除。例如，所述池可以被配置成提供具有在大于三十天内吸收由反应堆堆芯所产生的全部衰变热的能力的热沉。在一些示例中，与水池相结合地，或者除了水池之外，电力模块164的空气冷却也可以用于冷却反应堆堆芯。

电力模块164可以位于水池中的地下(below grade)。所述地下池可以通过提供对未经授权的人员对反应堆燃料的接触的附加禁止来提供增强的物理安全性。除了提供安全壳外的辐射屏蔽之外，所述池还可以帮助减少、延迟和/或以其它方式禁止裂变产物释放到反应堆壳体152之外。

模块化电力设备150和其中容纳的反应堆模块164可以根据许多特征而与大多数传统的反应堆设计相区分。例如，核蒸汽供应系统(包括安全壳)可以全部被场外预制，并通过轨道、货车或船运送到现场。这减少了由于并行制造考虑而导致的建造时间，并由于减少的现场建造活动的量而减少了总体安排不确定性。

此外，自然循环操作和整体设计消除了主系统中的泵、管道和阀，由此消除了与这些部件相关联的维护和可能的故障，也同时减少了厂用负荷。反应堆模块164可以被配置成在不受限制的时间段内无操作员动作、无交流或直流电力、以及无附加的水的情况下安全地停机和自冷却。

由于每个电力模块(包括电力转换系统)可以被配置成与其它模块相独立地操作，因此每个模块可以被配置成停机而其它模块继续操作。该特征允许持续的设备输出，并大大增强了输出电力的总体可靠性。

模块化电力设备150包括电力产生模块(PGM)组件阵列156。PGM组件阵列156可以包括一个或多个PGM组件，例如但不限于PGM组件164。在一些示例中，PGM组件阵列156中包括的至少一个PGM组件164可以包括与图1的PGM组件100相类似的特征。如图2所示，在至少一个示例中，PGM组件阵列156包括十二个PGM组件。但是，在其它示例中，PGM组件阵列156中包括的PGM组件的数量可以包括多于或少于十二个PGM组件。PGM壳体152可以容纳PGM组件阵列156的至少一部分。

在一些示例中，一个或多个发电机壳体154可以被配置成容纳发电机阵列158。发电机阵列158包括从由PGM组件阵列156所产生的蒸汽产生电力或一些其它形式的可用动力的一个或多个装置。相应地，发电机阵列158可以包括一个或多个发电机，例如但不限于涡轮发电机176。如图2所示，在至少一个示例中，发电机阵列158可以包括十二个发电机。然而，在其它示例中，发电机阵列158中包括的发电机的数量可以包括多于或少于十二个发电机。在一些示例中，可以存在PGM组件阵列156中包括的每个PGM组件与发电机阵列158中包括的每个发电机之间的一对一的对应关系。

蒸汽总线160可以将由PGM组件阵列156所产生的蒸汽路由到发电机阵列158。蒸汽总线160可以提供PGM组件阵列156中包括的PGM组件与发电机阵列158中包括的发电机之间的一对一的对应关系。例如，蒸汽总线160可以被配置成将由特定的PGM组件所产生的蒸汽唯一地提供给特定的发电机。蒸汽总线160另外可以被配置成禁止从其它PGM组件产生的蒸汽被提供给所述特定的发电机。

由每个发电机阵列158中的每个发电机所产生的电力的一部分可以被传输给远程消费者。例如，所产生的电力的一部分可以被提供给开关站并被馈入到电网中以被传输给远程消费者。该远程传输的电力可以将电力提供给家庭、企业等。

然而，产生的电力的至少另一部分可以在电力设备150内本地使用以至少部分地操作电力设备150。例如，所产生的电力的一部分可以被分配到发电设备150内的各种电力负荷。本地分配的电力可以被利用用于操作电力设备150，例如但不限于将电力提供给电力设备150的控制室170。

为了使开关站和电网的传输电压相匹配，由每个发电机所产生的电力的将被远程传输的部分可以通过电力信号被路由到一个或多个远程电压传输变压器180。由于电力的传输可能在较高的电压时更为高效，因此在一些示例中，所述一个或多个远程传输变压器180可以包括升压变压器。

图2示出了来自每个发电机的被路由至远程传输变压器180的远程传输的电力部分。在所述电压被变换为传输电压之后，将被远程传输的电力经由远程传输总线162被路由到开关站。例如，其中远程传输变压器180可以被配置成为电力设备150的终端用户提供电力，远程传输变压器180中包括的变压器可以是主变压器(MPT)。

为了在电力设备150中以适当的电压提供本地电力，可以通过电力信号将由每个发电机所产生的电力的将被本地分配的部分路由到一个或多个本地分配电压变压器182。由于电力设备150内的各种负荷可以被配置成使用比由发电机输出的电压更小的电压，因此所述一个或多个本地分配变压器182可以包括降压变压器。本地分配变压器182中包括的变压器可以包括机组辅助变压器(UAT)。

图2示出了来自每个发电机的电力信号的从发电机路由到本地分配变压器182的本地分配的部分。在所述电力信号的电压被变换为一个或多个本地分配电压之后，将被本地分配的电力信号可以经由本地分配总线184被路由到一个或多个电力分配模块(PDM)186。PDM186可以被配置成向电力设备150内的各种负荷提供电力。PDM 186可以为容错PDM。

一些类型的设施或能量消费者可能基于年度的每天的连续的24小时地需要具有高确定性级别的电力。示例可包括军事或防御装备、研究设施、计算机中心、工业设备、以及甚至由于其远程位置可能不能接入到主电网或宏网的隔离的团体。针对一些消费者的电力或热的中断可能导致很大的财政损失，可能产生安全性的损失，或者具有其它不期望的结果。已知的备份能量源(例如柴油发电机和/或电池)的有限的容量可能使得这些方案并不特别好地适用于需要高级别的电力可靠性的消费者。

核电设备提供具有相对高的容量系数的充足的能量，但是反应堆仍然可能定期地(例如几年一次)停机以加燃料或进行维护。这可以使得至少在核电设备已经离线的时间期间难以实现电网上的高的电力可靠性。由于与选址和制造大的核电设备相关联的相对大的资本费用，从经济的观点来看在单个地址上安装多个电力设备可能实际上是不现实的。然而，由于与核蒸汽供应系统和整个设备设计这二者相关的一些特征，被设计成容纳若干相对小的模块化反应堆的电力设备可以很好地适于提供连续的高度可靠的电力。

例如图2所示的模块化电力设备150可以包括多个电力模块，根据可能随时间变化的电力需求，或者根据对可能的离线电力损耗的有效应对，所述多个电力模块可以被重新配置和/或在数量上放大或缩小。电力模块164可以包括产生简化的高度健壮的设计的整体压水反应堆配置。这些电力模块164可以不仅被移入反应堆壳体152内以加燃料和进行维护，而且足够小以使得一个或多个预先组装的反应堆模块可以通过轨道、船或甚至陆地来相对长距离地运送。

利用包括十二个电力模块的电力设备，其中每个所述电力模块被配置成产生五十兆瓦电力(MWe)的总电力，所述电力设备可以具有约600Mwe的峰值电力产生容量。此外，模块化电力设备150可以被配置成连续地提供各种级别的电力，即使在一个或多个单独的模块可能被离线以加燃料或进行维护时。在一些示例中，反应堆模块可以一次一个地返回服务，以按五十MWe增量匹配分布式的电网的需求，以在电力准备好被恢复时帮助黑启动(black start)所述电力设备。

如同参考在此公开的附图进一步详细讨论的，模块化电力设备150中的一个或多个模块可以被配置成在失去场外电力的情况下提供现场或本地产生的“厂用负荷”。所述厂用负荷可以用于保持所述一个或多个模块的操作以及其它现场系统或操作。

模块化电力设备150可被配置为整体反应堆的冗余阵列(RAIR)。在模拟使用独立盘的冗余阵列(RAID)以提供高度可靠的数据存储的系统时，RAIR可以被配置成提供高度可靠的电力源。在RAID数据存储的情况下，可以在多个位置中同时写下同一数据，因此用存储容量换取可靠性。通过将该数据置于多个盘上，在系统中存在当期望时该信息可以被取回的内在置信。个别盘甚至可以被“热插拔(swap)”，这意味着当存储系统正在操作时该盘可以被替换而不损失数据。

类似地，在模块化电力设备150中，一个或多个反应堆模块可以被热插拔，例如，它们可以被从操作中去除，以加燃料或进行维护，同时其它模块继续产生电力。因此，在电力设备的寿命期间，从模块化电力设备150输出的电力始终可以被以变化的置信水平来提供，虽然当一个或多个反应堆模块被离线时所述电力处于降低的总电力水平。

为了确保来自RAIR的特定水平的电力输出，可以执行考虑若干设备“不适”的设备可用性分析，以预测可以一致地从模块化电力设备150输出的高可靠性的电力。为了确定电力输出水平，模拟了50,000个六十年电力设备寿命。该设备被基于天地(即，一天的时间步长)模拟，并在分析中包括各种设备不适(upset)。模拟的不适可以包括下面的考虑中的一些或全部：

加燃料中断。每二十四个月可以对每个模块加燃料，此时在名义上的十天内模块被离线，以实现加燃料和检查活动。在一些涉及十二个模块的电力设备的示例中，模块可以每两个月一次地暂时地离线以用于加燃料操作。

短期中断。短期中断可以由未计划的反应堆停堆引发，但不需要模块开放以被服务。在短期中断期间，模块可以保持在反应堆隔间中，并且多个模块可以被同时维修。在该类型的中断中可能包括次级系统不适。

长期中断。长期中断可能由模块内部的部件的故障导致，其中该模块被开放以进行维修。

两个模块中断。可能由于例如失去交流总线而对两个模块同时发生短期中断。在这些情况下，所述两个模块可以被离线和同时返回到服务。

多个模块中断。虽然许多系统可能在电力模块当中是独立的，但是一些系统(例如提供对给水系统冷凝器的冷却的循环水系统)可能对电力模块中的一些(如果不是全部)是共用的。例如十二个模块中的一半或六个可以被同时地离线和维修，然后交错地重启。

全体模块中断。全体模块中断可以由于除了失去场外电力之外的对所有(例如十二个)模块而言共用的装配的故障而发生，其可以被单独地或不同地解决。在总体模块中断的情况下，所有的电力模块可以被同时地离线和维修，然后交错地重启。

失去场外电力。失去场外电力可以同时影响整个设备。模块可以从其当前状态暂停并进入失去场外电力(LOOP)状态。在一些示例中，在LOOP期间只能触发加燃料。一旦电力恢复，可以以交错的方式每次一个模块地使电力模块在线。在LOOP恢复之后，所述模块可以返回到它们先前的状态。如果在LOOP期间触发加燃料并且在LOOP开始之前所述模块处于停机状态，则所述模块可以返回到停机状态并在从停机状态恢复之后处于加燃料中。否则，所述模块可以被直接置于加燃料状态中。

假设电力模块的输出要么为100％(例如五十MWe或满电力)要么为零，则可以获得RAIR性能的上下文中提供的示例值、状态和概率中的一些。然而，可以获得其它值、速率和概率，其中一个或多个电力模块具有可能从一些中间电力水平变化直至满电力水平的输出，例如取决于一个或多个其它电力模块是否已离线。

在一些示例中，任何特定的电力模块可能与五个或更多个状态相关联，包括：操作、加燃料、停机和关闭(已关闭)、停机和开启(开启)、或由于失去场外电力(LOOP)而停机。在电力模块未在操作的关闭状态中，可以执行维修工作而不打开电力模块。在开启状态中，可以在使电力模块开启之后执行维修工作。

在加燃料之后，电力模块可以返回到满电力。可以根据概率风险评估分析使用例如表I所示的修改的发起(initiating)事件频率来确定从操作到关闭、开启或LOOP的剩余的转变状态。表I所示的误差因子可以被理解为提供对对数正态分布中的不确定性的测度，并被认为是所述分布的第百分之九十五的值相对于所述分布的中位值的比率。

表I.发起事件频率

为了确定模块从操作到关闭的转变的频率，可以将三个发起事件频率加在一起或考虑：失去直流电力、电力失去转换系统、以及电力转换系统可用情况下的瞬态。这些发起事件可以不需要模块开放以用于维修。例如，直流电池和总线可以位于模块以及诸如给水和冷凝水系统之类的辅助系统的外部。然后可以使用对数正态分布来估计从操作状态到关闭状态的转变频率。在一些示例中，表I中的剩余的发起事件可以被理解为对模块从操作到开启的转变的频率有贡献。

如果电力模块处于加燃料、关闭、开启或LOOP状态之一，则电力模块可以在转变到另一状态之前在特定数量的天内保留在该状态中。对于加燃料、关闭或开启状态，电力模块可以在模块恢复之后返回到满电力。在LOOP状态中，电力模块可以返回到其先前的状态，该状态不一定是操作状态。例如，如果当LOOP开始时电力模块处于开启状态并且剩余十天的恢复时间，则在电力返回到分布式电网之后电力模块可以返回到开启状态并且剩余十天的恢复时间。

电力模块从关闭状态或开启状态转变所用的天数可以基于核反应堆的类型和与核反应堆相关联的系统的数量而变化。在一些示例中，从一天到二十五天的范围的值可以被假设用于关闭状态事件的持续时间，并且二十六天到约一年可以被假设用于开启状态事件。类似地，用于电力模块从LOOP状态或其它状态的转变的恢复时间可以被基于针对核反应堆累积的经验数据或统计数据来进行假设。

图3示出了被配置成向多个消费者提供电力的示例配电系统300。在一些示例中，配电系统300可以包括分布式电网375或宏网，例如由可服务于大量的分散的消费者的公共事业公司运营的电网类型。所述多个消费者可以包括第一消费者310和第二消费者320。

在一些示例中，第一消费者310可以包括可以电连接到分布式电网375以获得用于对灯、加热系统、空调、电子装置、商业设施、其它类型的以电为动力的装置或其任意组合提供动力的电力的住宅消费者或商业消费者。第一消费者310可以通过被配置成向多个消费者提供电力的分布式传输线路315而电连接到分布式电网375。例如，分布式传输线路315可以包括附接到遍布于一个或多个居民区的电话杆的电力线路。在一些示例中，分布式传输线路315的至少一部分可以包括位于地下的掩埋的线缆。

如果失去本地的或网域电力，则一些或全部的消费者可能暂时失去电力。对于许多消费者而言，例如第一消费者310，失去电力可能是不方便的，但是不大可能导致显著的经济损失或其它严重的后果，特别是如果仅在几小时内失去电力的话。此外，第一消费者310典型地可以通过在存在电力失去的时段期间使用燃烧发电机(combustion electricalgenerator)来满足一些或全部的其本地电力需求。

在一些示例中，第二消费者320可以包括专用服务负荷。例如，第二消费者320可以包括军事或防御装备、研究设施、计算机或数据中心、工业设备、银行或零售系统、安全系统、电信系统、空中交通管制系统、其它类型的专用服务负荷、或其任意组合。第二消费者320可以通过专用传输线路325电连接到分布式电网375。在一些示例中，可以仅一个消费者通过任何一个专用传输线路电连接到分布式电网375。

对第二消费者320的暂时失去电力可能与显著的经济损失、声誉损害、安全性和安全考虑、和/或数据丢失相关联。在一些示例中，失去电力可能在与第二消费者320相关联的设施处或在更广泛的意义上对可能在提供关键服务时依赖于第二消费者320的持续操作的其它位置和/或远程系统产生一些安全性或安全风险。

分布式电网375可以被配置成在部分失去电网电力(例如低电压期间)的情况下与分布式传输线路315相比优先向专用传输线路325提供电力。在电力不足以满足多个消费者的全部电力需求时，分布式电网375可以被配置成启动滚动的停电，其中若干消费者或消费者组实质上轮流经历电力失去。分布式电网375可以被配置成在低电压或滚动的停电下优先向专用传输线路325提供电力，使得第二消费者320可不经历任何电力失去。

与电力设备350相关联的开关站340可以包括一个或多个开关站连接以及若干主变压器(MPT)。在一些示例中，可以利用断路器和半开关站方案通过双总线配置将MPT连接到分布式电网375。例如，双总线配置可以包括可将电力设备350电连接到分布式电网375的一个或多个传输线路和/或总线，例如第一总线341和第二总线342。双总线配置可以提供在总线之一经历故障的情况下总线341、342中的至少一个可用于将电力从电力设备350传送到分布式电网375的增大的可靠性。

分布式电网375可以电连接到一个或多个附加的电力设备、风力涡轮机、太阳能板、水电站大坝、其它能源或其任意组合。如果电力设备350被离线或可能不正在产生电力，则可能依赖于其它能源来提供分布式电网375上的电力的至少一些基线以供多个消费者使用。

在一些示例中，第一总线341和第二总线342之一或这两者可以附加地被配置成从分布式电网375向电力设备350传送电力。当电力设备350不正在产生电力时，除了向其它本地服务负荷提供电力之外，来自分布式电网375的电力可以用于向位于电力设备350处的照明系统提供电力。

然而，当在此描述的示例中的一些描述第一消费者或第二消费者时，这些术语仅仅是通过简化示意的方式提供的，而不是旨在必然地意指单个消费者，除非以其它方式指出之外。例如，第一消费者可以包括第一组消费者，第二消费者可以包括第二组消费者。

图4示出了示例配电系统400。除了通过第一传输线路441和/或通过第一总线电连接到分布式电网375之外，电力设备450也可以通过与专用电网445或微网相关联的第二传输线路442和/或第二总线电连接到专用服务负荷420。

需要不中断的电力源的特定类型的设施可能通过提供多个电力源来满足其能量可靠性需求。例如，所述设施可以位于附加的燃烧煤或天然气的电力设备附近，或使用在主电力源故障的情况下可变得在线的一个或多个备用源，例如柴油发电机和电池。然而，存在特别是关于煤和天然气排放的环境影响的日益增长的关注，这可能显著地减小或排除煤和天然气在未来用于电力生产，包括其用作用于“关键任务设施”的冗余电力源。在一些示例中，关键任务设施可能需要持续传送的或以其它方式获得的具有99.99％的可靠性标准的基线水平的电力。电力的消费者可能愿意为以99.99％的可靠性提供的基线量的电力额外付费。

与电力设备450相关联的开关站440可以被配置成与分布式电网375相比优先向专用电网445提供电力。例如，电力设备450可以被配置成持续地且可靠地提供足以满足专用服务负荷420的电力需求的基线或最小水平的电力，所述专用服务负荷420可以经由与专用电网445相关联的第二传输线路442电连接到开关站440。电力设备450所产生的高于和超出专用服务负荷420所需要的基线水平的任何附加的电力可以用于场内厂用负荷、被存储作为电力、用于对海水脱盐、提供给一个或多个其它消费者、通过分布式电网375传送、用于其它应用、或其任意组合。

在一些示例中，可以向专用服务负荷420提供可选的到分布式电网375的电连接，例如专用电力线路325。专用电力线路325可以被配置成在电力设备450被离线的情况下(例如在专用服务负荷420经历第二传输线路442上的电力失去的情况下)向专用服务负荷420提供冗余电力源。在其它示例中，专用电力线路325可以被专用服务负荷420利用来为非关键服务提供电力，或者作为较低成本的能源。在其它示例中，专用电力线路325可以被配置成向专用服务负荷420提供主电力源，并且专用电网445可以被配置成在分布式电网375经历停电、中断或其它电力失去的情况下向专用服务负荷420提供冗余电力源。

在LOOP、与分布式电网375相关联的降级的传输网事件的情况下，或者在电力设备450的被许可人/操作员的自由裁量下，到分布式电网375的第一传输线路441可以被断开，使得由电力设备450所产生的电力不会通过第一传输线路441传输。除了经由专用电网445向专用服务负荷420提供电力之外，电力设备450的剩余电力产生容量的至少一部分可以被用于保持足够的电力以继续操作与电力设备450相关联的厂用负荷，即使存在去向/来自分布式电网375的中断服务。

包括多个电力模块的电力设备，例如图2的电力模块164，可以与包括具有可等于或大于该多模块化电力设备的电力产生能力的电力产生能力的实质上一个大型核反应堆的传统的核电设备在同一地点。所述多模块化电力设备可以被配置成为与所述较大的核反应堆相关联的所有安全系统提供高度可靠的电力。在一些示例中，专用服务负荷420可以包括与相对大的核反应堆(例如约1000MWe或更大)相关联的传统的电力设备。

操作电力模块或在线电力模块(例如图2的电力模块)的数量可以根据与电力设备450相关联的专用服务负荷420和厂用负荷的组合需求而被放大或缩小。在一些示例中，在LOOP事件后，附加的电力模块可以变得在线，以向专用服务负荷420提供不被中断的电力。

在电力设备450处保持在线的电力模块的数量可以取决于专用服务负荷420的负荷需求。以示例方式，假设电力设备450包括多个电力模块，并且每个电力模块能够操作用于产生约50MWe。此外，假设专用服务负荷420与50MWe的服务负荷相关联，并且存在与电力设备450相关联的相对恒定的30MWe的厂用负荷，使得可能需要最小80MWe来满足专用服务负荷420和电力设备450这二者的负荷。在一些示例中，可以通过第一电力模块或服务模块单元(SMU)提供与电力设备450相关联的30MWe的厂用负荷，留下来自SMU的可被供应给专用服务负荷420的约20MWe，并且由第二电力模块提供专用服务负荷420所需要的30MWe的剩余余量。在一个或多个在此描述的示例中也可以将服务模块单元不同地称为服务单元。

在可能需要第二模块输出少于满电力(即，少于50MWe)的示例中，可以使用涡轮机旁路来消除未被用于产生电力的由第二模块产生的任何附加的电力。一旦专用服务负荷420和电力设备450的电力需求已被满足或以其它方式稳定化，则由第二电力模块所产生的电力可以减少以限制经由涡轮机旁路被转向冷却器的蒸汽的量。在一些示例中，第二电力模块可以保留在下降模式中以遵循SM。

当LOOP发生时，产生电力以满足专用服务负荷420和电力设备450的厂用负荷的需求的电力模块可以保持处于操作中。另一方面，附加的电力模块可以被配置成对涡轮发电机进行旁路并将蒸汽直接排到冷却器，直到分布式电网375返回到服务。SMU可以继续为厂用负荷提供电力，同时在LOOP的持续时间内剩余的电力模块保持临界并被置于涡轮发电机旁路中。在分布式电网375返回到服务的LOOP事件之后，电力模块可以被置于冷停机中，然后以交错的重启返回在线。

下面三个情况或场景是参照图4所示的示例配电系统400来描述的。

情况1.与电力设备450相关联的电力模块在LOOP事件期间可以都被置于冷停机中。电力设备450可以连接到分布式电网375，而并不连接到专用电网445。在其它示例中，与分布式电网375相关联的一个或多个传输线路可以闭合，以允许电力设备450接收来自分布式电网375的电力，而与专用电网445相关联的一个或多个传输线路可以断开，使得电力设备450和专用服务负荷420相互电隔离。

情况2.一个电力模块，例如SM，可以被配置成为与电力设备450相关联的厂用负荷提供电力，而剩余的电力模块是临界的并在LOOP事件期间被置于涡轮机旁路中。电力设备450可以连接到专用电网445，而不连接到分布式电网375。在一些示例中，与专用电网445相关联的一个或多个传输线路可以闭合，而与分布式电网375相关联的一个或多个传输线路断开。

情况3.电力设备450可以连接到分布式电网375和专用电网445这两者。在LOOP事件期间，与电力设备450相关联的一个或多个电力模块可以被配置成继续向专用电网445供电，而剩余的电力模块是临界的并被置于涡轮机旁路中。

如果在共享的辅助系统中存在故障，则可能发生多个电力模块故障。例如，作为共享的辅助系统的不可用性的结果，两个或多个电力模块可以同时从操作中被移除。电力模块可以被配置成以交错的方式重启，例如在每个电力模块之间具有两天的偏移量，与LOOP恢复相类似。执行对多个电力模块的维修工作、维护或加燃料的能力可能取决于电力设备的布局，例如根据吊车和维修工具的数量。

对于情况1，LOOP事件可被假设为在一到三天内从服务移除第一电力模块，且对于每个受影响的附加的电力模块具有额外的两天。对于情况2，LOOP事件可以被假设为在一到三天内从服务移除所有电力模块，然后所有电力模块可以立即返回到服务。在涉及情况1和2中的一个或两个的一些示例中，电力模块可能不可用于在LOOP事件期间供电。

为了将可以以99.99％的可用性确保的电力水平确定为专用服务负荷，情况3中的电力模块可以被认为是在LOOP期间可用，因为在需要时它们可用于向微网上的专用服务负荷提供电力，尽管它们可能处于涡轮机旁路中。

诸如图2所示的电力设备150之类的电力设备针对三种情况中的每个而被仿真50000个寿命。计算了两种类型的结果：在每个设备电力级别的设备的容量因子和电输出的可用性。容量因子可以被确定为由电力设备输出的总电力与可被设备在六十年内输出的最大可能的电力的比率。针对情况1的示例电力设备容量因子的最大似然估计(MLE)被确定为96.57％并具有标准偏差0.30％。对应的百分之5和百分之95分别为96.01％和96.97％。针对情况2的电力设备容量因子的MLE被确定为96.67％并具有标准偏差0.27％.对应的百分之5和百分之95分别为96.17％和97.02％。针对情况3的电力设备容量因子的MLE被确定为96.68％并具有标准偏差0.27％。对应的百分之5和百分之95分别为96.18％和97.03％。

在一些示例中，当电力模块响应于LOOP而被置于涡轮机旁路中而不是置于冷停机时，容量因子可能较大，大大约0.1％。容量因子的差别是由于在60年的设备操作中发生的小数量的LOOP。尽管情况2和情况3中的预测的容量因子可能高于情况1中的容量因子，但是针对每种情况的MLE在其它的一个标准偏差内，并且MLE因此可以被认为是等同的。

表II中提供了针对包括十二个电力模块的示例电力设备的结果，其列出了用于针对三种情况中的每种同时操作的电力模块的数量的MLE。针对情况1的所有十二个模块的67.22％可用性的结果可能不对应于67.22％的容量因子。这是因为虽然电力设备可能在67.22％的时间以100％输出操作，但是电力设备也可以在26.98％的时间以92％输出操作，以及在4.64％的时间以86％输出操作，等等，从而提高总体容量因子到高于67.22％的可用结果。

如表II所示，电力设备可以花费大部分时间来操作所有十二个电力设备，并且利用较少的操作电力模块花费的时间的量随着操作中的电力模块的数量的减少而显著降低。在所有三种情况下，操作电力模块的数量可以被预期为降到低于八个电力模块不大于0.19％的时间。在一些示例中，利用操作中的七个或更少的电力模块花费的时间可能几乎唯一地是归因于LOOP事件的概率。

表II.电力设备利用所表示的数量的产生电力的电力模块进行操作的时间百分比

当LOOP事件的影响减小时，如情况2和情况3中那样，利用七个或更少的在操作中的电力模块花费的时间可以是共享系统之一中的故障的概率的因子。仅仅期望五个电力模块可以由于加燃料、关闭或开启中断而从操作中移除的情况在电力设备的整个60年生命跨度中的几天的量级上发生。

表III中针对情况1示出了对于至少所指示的电力水平可用的概率的MLE，其中响应于LOOP事件，电力模块可以被置于冷停机中，并且电力设备可以连接到分布式电网或宏网。在至少九个模块操作的情况下，产生至少450MWe的概率可以为约99％。另一方面，以99.9％的水平获得电力的概率可能降低到200MWe。

表III.对于情况1至少所指示的电力可用的概率

通过响应于LOOP事件将电力模块置于冷停机中，在一些示例中可以获得99.97％的概率。LOOP事件可能对于改进该概率来说是限制因素，因为LOOP事件可能占总设备操作时间的约0.2％。在情况2中允许电力模块进入涡轮机旁路而不是冷停机可以导致对电力可靠性的相对小的改变。

通过降低LOOP事件的影响，可以增大从电力设备产生的电力的似然性或可靠性，如表IV所示。对于情况2，可以以500MWe获得99.0％的可靠性,可以以350MWe获得99.9％的可靠性，并且可以以100MWe获得99.98％的可靠性。在一些示例中，电力设备利用产生电力的特定数量的模块操作的时间量可能在情况1和情况2之间没有显著的不同。

表IV.针对情况2至少所指示的电力可用的概率

当宏网不可用时在微网连接可以用于向专用服务负荷提供电力时，仍可实现99.99％的电力输出可靠性，如表V所示。对于情况3，可以以500MWe实现99.0％的可靠性，可以以350MWe实现99.9％的可靠性，以及可以以100MWe实现99.99％的可靠性。

表V.对于情况3至少所指示的电力可用的概率

在表VI处提供了所分析的所有三种情况的电力可靠性的比较。

表VI.所分析的三种情况的电力可靠性的比较

在一些示例中，在此使用的术语专用电网和/或微网可以包括或以其它方式指示本地开关站，例如开关站440，以及与电力设备450相关联的一个或多个总线和/或连接。例如，微网可以被配置成允许电力设备450以孤岛模式操作，使得厂用负荷可以被电力设备450的一个或多个模块供以足够的电力，而电力设备450(或开关站440)并不主动连接到分布式电网375。在孤岛模式期间由电力设备450所产生的电力可以通过开关站440路由回到电力设备450，以为厂用负荷提供电力。

此外，专用电网或微网可以包括被配置成将电力设备450和/或开关站440电耦合到一个或多个专用服务负荷(例如专用服务负荷420)的一个或多个总线、连接、和/或传输线路(例如第二传输线路442)。专用服务负荷可以位于电力设备450附近或接近于电力设备450，然而在其它示例中专用服务负荷可以实质上位于距电力设备450任何距离处。相应地，术语专用电网或微网不一定表示电力设备450与专用服务负荷之间的大小、邻近或距离。在一些示例中，微网可以被配置成允许电力设备450在“孤岛模式”中操作，同时还经由专用电网445向专用服务负荷420提供电力。此外，电力设备450可以被配置成在没有任何专用服务负荷的情况下在孤岛模式中操作。

在一些示例中，在微网级别操作的电力设备可以实质上被理解为从宏网(例如分布式电网375)断开和/或在利用唯一地由电力设备供应的电力来操作。电力设备450可以被配置成提供足够的电力以在不确定的时间段内对厂用负荷和专用服务负荷之一或这两者供电，而并无到分布式电网375的任何主动连接。相应地，与传统的依赖于宏网作为优选电力源的核反应堆相比，被配置成利用微网来操作的电力设备可以被理解为提供其自身的优选的电力源。

在电力设备450可以连接到分布式电网375的示例配置中，除了连接到专用电网445之外，电力设备450可以被配置成将从电力设备450的过量的电力能力产生的任何电力置于分布式电网375上。例如，可以保留或利用基线电力量以用于厂用负荷以及需要持续的不中断的电力源的一个或多个专用服务负荷，并且任何超出基线量的电力可以被发送到分布式电网375。该过量的电力可能根据正在操作的电力模块的数量而波动，并在一些示例中可以包括除了一个或多个服务模块单元之外的所有电力模块。

在一些示例中，可以使用由电力设备450所产生的过量的电力来提供用于与脱盐、煤炭干燥、电力存储、其它替代性操作或其任意组合相关联的操作的电力。这些替代性操作可以被认为是非关键的，因为系统不一定需要持续的不中断的电力。相反，可以间歇地停止和重启所述脱盐、干燥和存储操作，而没有许多经济后果或服务崩溃。该非关键系统可以或可以不电连接到所述宏网。

在失去到分布式电网375的电连接的情况下，电力设备450可以被配置成采取一些补救步骤来应对失去电力目的地。如以上刚刚讨论的，在失去分布式电网375的情况下，一些电力可以被转向到一个或多个替代性的操作，例如脱盐、煤炭干燥和/或电力存储。在其它示例中，一个或多个电力模块可以被置于涡轮机旁路上，以有效地消散由电力设备450所产生的过量电力。

在一些示例中，电力设备450可以通过减少一些或全部的电力模块的输出容量来对失去分布式电网375做出响应。与多个电力模块相关联的总输出容量可以被减少到等于厂用负荷和/或专用服务负荷的电力需求的基线电力水平。此外，可以通过涡轮机旁路、部分地插入控制棒、使一个或多个电力模块离线、使一个或多个电力模块停机、其它补救操作或其任意组合来减少总输出容量。

响应于失去分布式电网375，电力设备450可以被配置成将一个或多个服务模块单元保持在满操作容量，并且可以减少剩余的非服务模块单元的输出容量。当多于一个电力模块已被识别为服务模块时，调节器可以被配置成辅助可均在等时模式(例如等时负荷共享)中操作的服务模块单元之间的负荷共享和电压调节的通信和协调。非服务模块单元可以保持处于减少的输出容量一时间段，使得当到分布式电网375的连接恢复时所述非服务模块单元可以快速地返回到直至满输出容量。

因此电力设备450可以被配置成提供连续的实质上不中断的基线电力水平，并具有不会被传统的具有单个核反应堆的电力设备复制的高度的可靠性。此外，所述基线电力可以是电力设备450的最大输出容量的分数(例如小于50％)。电力设备450可以被配置成继续以减少的基线电力水平操作不确定的时间段。另一方面，传统的包括单个反应堆的电力设备可能不会特别良好地适合于以减少的输出容量操作延长的时间段，因为这在传统的电力设备中可能导致可能引起反应堆停堆的给水振荡和/或其它类型的事件。

在一些示例中，一些或全部的与电力设备450相关联的电力模块可以被配置成以减少的输出容量(例如用减少功率的堆芯)操作，以延长燃料寿命，同时也提供灵活性以个别地改变每个电力模块的电力水平，以保持电力设备450的基线输出容量。例如，以50％输出容量操作的十二个电力模块可以被配置成产生300MWe。在电力模块中的一半电力模块可能被离线的情况下，剩余的六个模块的电力输出可以被快速地上升到每个电力模块50MWe的最大输出容量，以保持300MWe的总电力设备基线电力。

图5示出了另一示例配电系统500。代替电连接到配电系统500的专用电网，电力设备550可以通过包括双总线配置的专用电网545或微网电连接到本地的专用服务负荷520。例如，双总线配置可以包括可包括第一总线的第一传输线路541、以及可包括第二总线的第二传输线路542。在与专用电网545相关联的其它传输线路和/或总线经历故障的情况下，双总线配置可以增大传输线路541、542中的至少一个可用于将电力从电力设备450传送到专用服务负荷520的可靠性。

与电力设备550相关联的开关站540可以被配置成经由第一传输线路541和/或第二传输线路542向专用服务负荷520优先提供电力。例如，电力设备550可以被配置成在传输线路541、541之一或这两者上持续地可靠地提供足以满足专用服务负荷520的电力需求的基线水平或最小水平的电力。电力设备550所产生的高于和超过专用服务负荷520所需要的基线水平的任何附加的电力可以用于现场厂用负荷、被存储为电力、用于海水淡化、提供给一个或多个其它消费者、用于其它应用、或其任意组合。

在一些示例中，可选的连接(例如专用电力线路325)可以被配置成将专用服务负荷520连接到分布式电网375。专用电力线路325可以被配置成在电力设备550被离线的情况下(例如，在专用服务负荷520经历失去专用电网545上的电力的情况下)向专用服务负荷520提供冗余电力源。在其它示例中，专用电力线路325可以被第二消费者325利用以提供用于非必要服务的电力，或者作为较低成本的能源。在其它示例中，专用电力线路325可以被配置成向专用服务负荷520提供主电力源，并且第一传输线路541和第二传输线路542之一或这二者可以被配置成在分布式电网375经历停电或其它电力失去的情况下向专用服务负荷520提供冗余电力源。

除了经由第一传输线路541和第二传输线路542之一或这两者向专用服务负荷520提供电力之外，电力设备550的剩余的电力产生容量的至少一部分可以用于保持足够用于持续地操作与电力设备550相关联的厂用负荷的电力。在一些示例中，电力设备550可以位于不存在可用的传输网连接的位置处或不期望到分布式电网的连接之处。相应地，电力设备550可以基本上自己依赖于现场产生或存储的电力，不管是通过一个或多个电力模块的持续的操作，还是当已经完成电力设备550的构建且第一电力模块最初在线时利用诸如柴油发电机或电池之类的辅助电力源。

在一些配置中，示例电力设备550和/或开关站540可以被理解为如图4的示例电力设备450和/或开关站440那样类似地操作。例如，与电力设备550相关联的第一电力模块或SMU可以被配置为在本地保持电力设备的电压和频率(例如在等时模式期间)的主电力源，并且其它模块与SMU相并行地运行(例如以下降模式)，以向与电力设备550相关联的专用服务负荷520和厂用负荷之一或这两者提供电力输出。

在一些示例中，对LOOP的不同的设备响应可以被理解为具有对单个设备容量因子的相对不显著的影响。然而，电力设备被配置成连接到宏网和微网的方式连同电力设备对LOOP事件的响应一起可以对电力输出可靠性产生实质影响。例如，通过响应于LOOP而将一个或多个电力模块置于冷停机中，可以以99.9％的可靠性提供200MWe的总设备输出。相对照的是，通过将所述模块置于涡轮机旁路中，可以获得99.9％的可靠性以提供350MWe的总设备输出，或约75％的容量增大。相应地，可以以某个基线电力水平(例如100MWe)确保99.99％的较高级别的可靠性，如果电力设备具有到专用服务负荷的微网连接的话。

在一些示例中，与示例电力设备相关联的容量因子可以保持基本恒定，例如约为96.6％，而不管到分布式电网的电力设备连接的类型如何，也不管对LOOP事件的电力设备响应如何。与传统的包括单个大反应堆且其中可能实际上不具有确保的基线水平的电力的电力设备相对照，在此公开的一个或多个示例多模块化电力设备能够以99.9％的可靠性提供约50％的总设备容量，以及以99.99％的可靠性提供17％的总设备容量。

在此描述的一些分析利用MATLAB，并包括由于计划和未计划的事件导致的模块停机的频率和持续时间的概率分布。所述分析也评估实现涡轮机旁路而不是冷停机以及在失去场外电力的情况下使用一个或多个模块来为厂用负荷供电的影响。尽管在失去场外电力的期间在利用和不利用涡轮机旁路的情况下针对十二个模块的RAIR电力设备来表示可靠性结果，但是可以以类似的方式分析模块的其它配置和数量。分析的结果指示，可以以相对高的电力输出水平达到很高的可靠性水平，特别是在多模块化电力设备中启用涡轮机旁路时，以及在电力设备被配置有到专用服务负荷的直接连接时。

图6示出了被配置成分配本地产生的电力用于电力设备的操作的示例配电系统600的示意图。在一些示例中，针对包括十二个模块化发电机的电力设备的操作，可以类似地配置容错配电系统的第二部分。

配电系统600可以针对图2的电力设备150的上部六个PM组件和上部六个发电机。所述系统可以包括具有冗余的电力传输路径的容错系统、PDM主变压器(MPT)以及单元辅助变压器(UAT)。

配电系统600可以包括六个发电机：GEN_1、GEN_2、GEN_3、GEN_4、GEN_5和GEN_6。六个发电机中的每个可以选择性地耦合到四个前端开关设备模块(SGM)(SGM_0_1、SGM_0_2、SGM_0_3和SGM_4)中的至少两个。单独的主变压器(MPT)可以选择性地耦合到四个前端开关设备模块之一，以冗余地向开关站提供电力。部分400也可以包括用于四个前端模块中的每个的对应的后端开关设备模块：SGM_1_1、SGM_1_2、SGM_1_3和SGM_1_4。每个前端开关设备模块可以经由线缆总线模块和对应的单元辅助变压器UAT_1、UAT_2、UAT_3和UAT_4而耦合到对应的后端开关设备模块。如图6所示，电压调节变压器210可以与UAT中的一个或多个相结合地使用。

配电系统600可以包括用于六个发电机中的每个的配电模块。六个配电模块中的每个可以包括至少两个冗余的配电模块馈电器(feed)。每个配电模块馈电器PDM_1_0和PDM_1_1可以被配置成向与GEN_1相对应的配电模块供电。每个配电模块馈电器PDM_2_0和PDM_2_1可以被配置成向与GEN_2相对应的配电模块供电。每个配电模块馈电器PDM_3_0和PDM_3_1可以被配置成向与GEN_3相对应的配电模块供电。每个配电模块馈电器PDM_4_0和PDM_4_1可以被配置成向与GEN_4相对应的配电模块供电。每个配电模块馈电器PDM_5_0和PDM_5_1可以被配置成向与GEN_5相对应的配电模块供电。此外，每个配电模块馈电器PDM_6_0和PDM_6_1可以被配置成向与GEN_6相对应的配电模块供电。

这些冗余的配电模块馈电器中的一些或全部可以耦合到四个后端开关设备模块(SGM_1_1,SGM_1_2,SGM_1_3以及SGM_1_4)之一的输出。所述系统可以包括具有针对每个发电机的冗余的电力传输路径、配电模块馈电器、主变压器(MPT)和单元辅助变压器(UAT)的容错系统。

所述系统可以包括一个或多个备用发电机(GEN_B)。在一些示例中，GEN_B的电压输出可以约为13.8kVAC。GEN_B可以通过一个或多个开关耦合到馈电器612。GEN_B也可以通过一个或多个开关耦合到前端开关设备模块(SGM_0_1、SGM_0_2、SGM_0_3、SGM_0_4、SGM_0_5和SGM_0_6)中的一个或多个。GEN_B可以在PGM部件和/或对应的发电机中的一个或多个不可用于产生电力的情况下用于向电力设备供电。与GEN_B相对应的第一馈电器212可以选择性地耦合到前端模块中的至少一个，例如但不限于SGM_0_1。与GEN_B相对应的第二馈电器212可以选择性地耦合到后端模块之一，例如但不限于SGM_1_1。

在一些示例中，一个或多个其它备用发电机可以被配置成以与由GEN_B所产生的交流信号相比较低的电压向PDM中的一个或多个提供交流信号。例如，GEN_B可以产生13.8kV交流信号，而提供电力给PDM的所述一个或多个发电机可以产生480V的AXC信号。

所述系统可以包括耦合到一个或多个后端开关设备模块的附加的配电模块馈电器。例如，配电模块馈电器602、604、606和608可以向将电力分配给对配电系统600中包括的六个发电机中的每个而言公共的负荷的其它配电模块供电。通过配电模块馈电器602、604、606和608向其提供电力的配电模块可以是公共设备PDM。相应地，馈电器602、604、606和608可以是公共设备馈电器。配电模块馈电器602、604、606和608可以向用于电力设备中包括的各种公共泵和马达的配电模块供电。

各种配电模块中的每个可以实时地分配电力。此外，配电模块中的一个或多个可以包括一个或多个充电模块，以对一个或多个存储能量以用于稍后使用的电池充电。馈电器612对应于GEN_B，可以耦合到前端开关设备模块中的一个或多个。馈电器614可以耦合到后端开关设备模块中的一个或多个。

孤岛模式

在美国联邦法规第10篇第50.34部分(10 CFR50.34)的规定下，美国核管理委员会(NRC)已建立了提议的核电厂设施所必须满足的主要设计准则。根据10 CFR50.34的第17准则，“现场电力系统和场外电力系统应当被设置以允许对于安全而言重要的结构、系统和部件的运行。每个系统的安全功能(假设其它系统不运行)应当被提供足够的容量和能力，以确保(1)作为预期的操作事件的结果，不超出反应堆冷却剂压力边界的规定的设计条件和可接受的燃料设计限制；以及(2)在假设事故的情况下堆芯被冷却并且保持安全壳完整性及其他必不可少的功能。”

准则17继续描述“包括电池在内的现场电力供应以及现场配电系统应当具有足够的独立性、冗余和可测试能力，以在假设单个故障时执行其安全功能。”

此外，10 CFR50.34的准则17要求：“从传输网络到现场配电系统的电力应当由两个物理上独立的电路提供(不一定基于单独的路权)，所述电路被设计和定位以使其在操作和假想事故和环境条件下同时故障的可能性最小化到切实可行的程度。对于两个电路公共的开关站是可接受的。这些电路中的每个电路应被设计为在失去所有现场交流电力供应和其它场外电力电路之后在足够的时间内可用，以确保不超出反应堆冷却剂压力边界的设计条件和规定的可接受的燃料设计限制。这些电路之一应被设计为在失去冷却剂事故之后在数秒内可用，以确保堆芯冷却、安全壳完整性、以及保持其它必不可少的安全功能。”

分布式电网或宏网可以被理解为指的是可连接到多个电力产生源以服务于多个分散的消费者的电力传输和分配系统。在核工业中，宏网可以被描述为用于传统的电力设备配置的“优选电力源”，使得可以基本上依赖于宏网来提供实现安全功能所必需的电力。准则17是传统的电力设备通过其已实现优选的电力源概念的主要手段。也就是说，与准则17相关联的NRC要求已成为确保对于实现安全功能而言必要的电力可用的支撑。

LOOP可被认为是常规电力设备的重要事件，因为其表示优选的电力供应的失去。也就是说，实现安全功能通常所需要的电力供应可能不能从宏网获得。虽然主发电机可以被配置为用于电力设备的现场交流电力源，但是主发电机可能由于负荷的显著部分的失去而停机。

在主发电机故障的情况下，用于获得安全功能的可被电力设备依赖的下一现场交流电力源可以是紧急柴油发电机(EDG)。如果在传统的电力设备中EDG发生故障，则可能发生站停电。在福岛发生了LOOP、失去主发电机、以及EDG的故障的组合。一旦EDG发生故障，传统的电力设备只能在数小时内保持安全功能的操作或以其它方式补偿安全功能的失去。例如，在EDG故障之后电力设备的继续以受控的方式操作的能力可能受限于站电池的所存储的能量，这可能仅提供四个到八个小时的操作。

辅助交流电力源(AAPS)可以包括可被配置成在失去正常交流电力源(例如失去来自所有电力模块和任何场外电力源的电力)时向永久非安全负荷供应备用电力的燃烧涡轮发电机、水力发电电力设备、或一些其它辅助电力源。

AAPS可被配置成获得两个主要功能。AAPS的第一主要功能可以包括提供现场交流电力源以从停机状况转变，其中衰变热去除可以被发起到允许衰变热经由冷凝水和馈送被移到普通热沉并经由循环水系统被移动到冷却塔的模式。AAPS的第二基本功能可以包括提供现场交流源以使能黑启动能力。

在包括多个相对小的电力模块的电力设备中，例如电力设备150(图2)，AAPS可以被配置成使单个电力模块(例如电力模块100(图1))黑启动。启动与约50MWe的电力输出相关联的电力模块所需要的电力的量可能显著地小于与启动可能与1000MMe或更多相关联的传统的反应堆相关联的电力的量。一旦第一电力模块已被启动，则由第一电力模块所产生的电力可以向厂用负荷供电和/或用于黑启动与电力设备150相关联的附加电力模块。相应地，与电力设备150相关联的AAPS的尺寸可以显著地小于传动的电力设备为了提供黑启动所需要的尺寸。

在一些示例中，AAPS可能包括与在一些类型的电力系统中用于提供峰值负荷的燃烧涡轮发电机相类似的燃烧涡轮发电机。在传统的电力设备中，在电力需求的峰值时段期间，例如在夏天中由于空调的增多的使用，燃烧涡轮发电机可以被置于旋转备用(spinningreserve)中。

对于诸如电力设备150之类的电力设备，通过具有可被配置成比传统尺寸的电力设备高效得多地进行负荷跟踪的多个电力模块160，对于峰值负荷，可以不需要燃烧涡轮发电机。然而，对于电力设备150，与传统用于峰值负荷的类似的尺寸的燃烧涡轮发电机可以改为用于黑启动所述电力设备。然而，用于电力设备150的燃烧涡轮发电机不需要被置于旋转备用中以提供用于黑启动的电力。

如上所述地，孤岛模式是可用于描述独立于到分布式电网或宏网的任何连接的、使用来自一个或多个电力模块的现场产生的电力的电力产生设施的操作的术语。根据10CFR50.34的准则17，传统的核电力设备已经实际上被禁止被配置成在孤岛模式中操作，因为其依赖于宏网作为优选的电力供应以实现安全功能。

AAPS可用作孤岛模式(IM)转变和/或专用服务模式(DSM)操作期间的稳定化源，以吸收快速负荷变化，与其在工业中作为峰值单元使用相类似。相应地，当分布式电网中的不规则性被检测到时，AAPS可以被配置成在待机模式中运行，作为针对LOOP事件的保护措施，例如AAPS可以用作旋转备用单元。

将电力设备配置为在孤岛模式中操作可以最小化作为失去由核电力单元产生的电力、失去来自宏网传输网络的电力、或失去来自现场电力供应的电力的结果或与其同时发生的失去来自剩余的供应中的任何供应的电力的概率。

在包括一个或多个诸如图1的反应堆模块100之类的反应堆模块的电力设备中，电力设备可以被配置成通过被动方式(例如仅依赖于自然规律(如重力或自然循环)的系统)实现安全功能。相应地，对于例如图2的电力设备150的电力设备，对于实现安全功能来说，可以不认为电力是必不可少的，甚至可以不依赖于电力，从而宏网可以被认为仅仅是负荷。可被配置成以孤岛模式操作的电力设备可以基本上避免LOOP事件或至少重新表征LOOP事件，从而LOOP可以更准确地来说被描述为失去负荷的事件。

此外，图2所示的反应堆模块100和电力设备150可能不需要传统意义上的优选的电力源，因为该术语对于诸如电力设备150之类的多模块化电力设备而言可能基本上不再具有任何显著的意义。对于包括多个反应堆模块和相关联的系统的电力设备而言，失去所有主发电机才会导致失去所有交流电力。然而，在失去所有交流电力的情况下，诸如电力设备150之类的电力设备可以被配置成在不依赖于交流电力的情况下自动地继续操作所有安全功能无限的时间段。在一些示例中，失去所有交流电力可以引发反应堆急停的抢先非安全启动、DHR和/或安全壳隔离。

去除对宏网连接的依赖允许电力设备位于分布式电网或宏网不可用的位置处，或电网可靠性小于正常将需要用于传统电力设备的选址和操作的电网可靠性的位置处。虽然到宏网的连接可以提供可选的路径以从电力设备向基于电网的消费者(例如商业负荷或专用负荷)传送或以其它方式提供电力，但是可以不需要到宏网的连接来操作安全功能或以其它方式符合监管要求。通过有效地去除对到宏网的连接的依赖，电力设备可以以许多配置来选址和操作，而这些配置对于传统电力设备来说可能是不实际的或不允许的。

以示意方式，下面描述了三个示例电力设备配置或操作模式，以作为对失去到宏网的连接和/或失去到专用电网或微网的连接的响应。三个电力设备配置和/或操作模式可以在提供针对一个或多个分布式电网连接的失去的概率的设备操作配置的范围方面具有不同的设计、操作和监管含义。这三个示例操作模式中的一些或全部可以被理解为将电力设备配置为在孤岛模式中操作。

在第一电力设备操作模式中，在失去一个或多个分布式电网连接时，除了启动或加载备用柴油发电机(BDS)和辅助交流电力源(AAPS)之外，电力设备可以被配置成紧急停机(SCRAM)所有操作中的电力模块。此外，电力设备可以被配置成使用由AAPS所产生的电力来黑启动一个或多个电力模块。所述一个或多个电力模块可称为服务模块单元(SMU)。SMU可以以孤岛模式操作，直到一个或多个电网连接被恢复。

在第二电力设备操作模式中，在失去一个或多个分布式电网连接时，电力设备可以被配置成紧急停机所有的操作中的电力模块，除了SM之外，SM可以被保持在操作中以在孤岛模式中进行不中断的电力产生，直到一个或多个电网连接被恢复。此外，电力设备可以被配置成与提供负荷跟踪相并行地启动和使用AAPS。

在第三电力设备操作模式中，在失去一个或多个分布式电网连接时，电力设备可以被配置成使用蒸汽旁路从电力系统断开一个或多个非服务电力模块、保持所述非服务电力模块处于热待机、或使用电力转换系统执行非服务电力模块的受控的停机。SMU可以被保持在操作中以在孤岛模式中进行不中断的电力产生，直到所述一个或多个电网连接被恢复。此外，电力设备可以被配置成与提供负荷跟踪相并行地启动和使用AAPS。

在至少一个电力模块在线并产生电力的情况下，与在线电力模块相关联的操作中的主涡轮发电机可以继续提供电力给电力设备(例如提供电力给厂用负荷)，而不管来自分布式电网的电力的可用性如何。在一些示例中，用于整个电力设备的厂用负荷可以小于电力模块之一的输出。在失去到场外电力的连接的情况下，一个或多个电力模块或服务模块单元可以用于提供足以对所有厂用负荷供电的不中断的电力。在一些示例中，与除了服务模块单元之外的操作中的电力模块相关联的电力水平可被降低，以减少冷凝器上的负荷，而同时保持其准备好返回服务。

如上文所讨论的，一个或多个电力模块可以被指定为服务模块单元(SMU)。可以基于影响可靠性和可用性的条件(例如堆芯寿命时间、相关联的支持系统的状态、计划的维护、重加燃料后的运行时间量、其它电力模块条件、或其任意组合)来选择SMU。SMU指定可以按各种预定的时间间隔或未计划的事件在电力模块之间变化。例如，可以对最近已被加燃料并且达到了100天的操作的电力模块应用SMU指定。可以通过电压调节器内的逻辑选择来实现SMU指定。

当电力设备与宏网无关地操作时，电力设备可以被配置成在孤岛模式中操作，而不需来自AAPS、备用柴油发电机、电池或其它辅助电力源的任何帮助，从而向与所述电力设备相关联的厂用负荷提供电力。

在存在失去到场外传输电网或宏网的连接的LOOP事件期间，与SMU相关联的一个或多个发电机可以从与宏网并行地运行转变为在独立模式或孤岛模式中运行。该转变可被配置成改变频率和电压被发电机控制的方式。例如，发电机可以从下降(Droop)模式转变到等时模式。在孤岛模式中，SMU可被配置成控制电力设备的电压和频率水平。

与电力模块相关联的除了SMU之外的发电机可以从电力系统断开连接，并且AAPS的启动处理可以同时开始。一旦AAPS再次变得可用，它就可以与SMU发电机相并行。在一些示例中，AAPS可以主要负责用于跟踪设备负荷，使得由SMU所产生的电力可以稳定化以提供基线负荷。

如果分布式电网连接的中断是暂时的并预期短期内恢复，则非SMU电力模块可以被以高电力保持在旁路蒸汽上以支持一旦连接恢复就快速返回到电力生产。另一方面，如果近期到电网的连接看起来不太可能，则非SMU电力模块的电力输出可以降低以减少相关联的冷凝器上的负荷并节省燃料。然而非SMU电力模块可以保持临界并准备好返回到服务，而无需很长的反应堆启动。如果断电看起来是长期的状况，则所有或几乎所有的非SMU电力模块可以停机。

当分布式电网连接变得再次可用时，SMU可以与分布式电网相同步，并且相关联的发电机的控制可以返回到并行。此外，AAPS可以停机，并且通过使电力模块与分布式电网相同步并在必要时恢复其电力，剩余的非SMU电力模块可以返回到满主动服务。

在一些示例中，电力设备可以被配置成有意地或抢先地从宏网断开连接。宏网可能遭受各种电流和/或电压不规则性，例如电源电涌、降低的电压、电压尖峰、频率变化、其它类型的电网不规则性或其任意组合。在一些电力系统中，一个或多个装置可以被置于开关站中或配电系统400内的一些其它位置处，以减轻电网不规则性的效应。在电压尖峰的情况下可以触发电路断路器，以保护电力设备的部件和系统。在一些示例中，电路断路器可以位于一个或多个总线处，例如与开关站440相关联的第一传输441(图4)。

然而，代替对这种电网不规则性的适应或补偿，在一些示例中，电力设备可以被配置成在检测到或预期这种不规则性的任何时间简单地从宏网断开连接。例如，一个或多个监测装置可以被设置在电力设备的开关站中，所述开关站将被配置成在电网不规则性到达可能被损害或以其它方式被影响的任何部件或系统之前将电力设备从宏网断开连接。被配置成在孤岛模式中操作的电力设备甚至在从宏网断开连接时也可以继续操作，因为所述电力设备不依赖于由宏网所提供的电力。

在一些示例中，电力设备与宏网之间的连接可以被配置成使得仅允许由电力设备产生的电力沿着到宏网的向外方向通过该连接。已在宏网上传送的电力可以连同任何伴随的电网不规则性一起免于被传送到宏网。单向电连接可以被配置成将电力设备与在所述连接的宏网侧可能发生的电网不规则性和/或任何其它问题基本上相隔离。在一些示例中，所述连接可以是可配置的，使得来自宏网的电力可以在有限的时间段期间(例如在反应堆启动期间)被选择性地允许被电力设备使用。

因此，相对于传统的电力设备，被配置成在孤岛模式中操作的电力设备可以具有一些优点，在传统的电力设备中，LOOP事件可能导致自动反应堆停堆，并且这可以进一步导致传统的电力设备的产生现场电力的能力完全丧失，直到反应堆可以被重启为止。

如上文所讨论的，被配置成独立于分布式电网连接地(例如孤岛模式)操作的电力设备可以具有在没有电力模块在操作时能够对现场负荷供电的现场交流电产生源。例如，交流电力源可以被配置成对与黑启动电力模块相关联的负荷供电。被配置成充当现场交流电力产生源的AAPS的大小可以适合于黑启动单个电力模块而无需来自任何场外电力源的支持。

在孤岛模式中操作或黑启动电力设备的能力可以被理解为与可以以其它方式与电力设备的安全系统相关联的任何操作相独立地或相隔离地存在。虽然操作的孤岛模式和/或黑启动模式可以被理解为增强了电力设备的提供从电网可靠性问题和/或对负荷应用的服务隔离的能力，但是不需要依赖于这些操作模式来对电力设备的被动安全系统供电。然而，除了提供商业和操作优点之外，操作的孤岛模式和/或黑启动模式可以理解为提供附加的电力设备操作特征。

10 CFR 50.65，标题为“对用于监测核电力设备处的维护的有效性的要求”，主要是作为工业中发生的基于维护的反应堆停堆和安全系统驱动的数量的结果而产生的。这些发生的事件被NRC认为是对安全系统的不必要的挑战，引入了设备系统上的瞬变。在一些电力设备中，非安全相关的反应堆停堆可能对多于三十个安全相关的功能提出了挑战。然而，通过对现场电力负荷保持不中断的交流电力，可以减轻对电力设备的这些挑战。

在一些示例中，图2所示的反应堆模块164中的任一个可以被配置为提供必要的所有电力以阻止给电力设备的所有交流电力的失去，并且也阻止相关联的电力系统的无意的启动。此外，通过在现场提供多个交流电力源，反应堆模块164中的任何一个可以用于在超出设计基础事件的情况下恢复给电力设备的交流电力，这可以通过减少安全系统的不必要的启动来提供附加的防御层。

图7示出了示例配电系统700的开关站配置。在一些示例中，所述开关站配置可以被理解为包括四串断路器和半台开关站方案(afour-bay breaker and a halfswitchyard scheme)。第一串705可以与多个断路器相关联，例如第一断路器710、第二断路器720和第三断路器730。多个断路器可以电连接到一个或多个主变压器(MPT)，例如第一MPT 740和第二MPT 750。

第一串705可以用于经由双总线配置将第一MPT 740和第二MPT 750中的一个或两者电连接到分布式电网。该双总线配置被示出为包括第一总线L1和第二总线L2。这是电力工业中高度使用的可靠配置。配电系统700可以提供从多个MPT到分布式电网的多个连接。在一些示例中，所述连接的数量可以等于MPT的数量。此外，配电系统700可以包括到开关站的一个或多个场外连接，以将电力设备输出输运到分布式电网或专用服务负荷消费者。

在包括多个电力模块的电力设备中，可以与第一串(bay)705相类似地配置一个或多个附加的串。配电系统700的示例开关站配置示出了四串，每串可以与和两个MPT可操作地相耦合的三个电力模块相关联，总共十二个反应堆模块和八个MPT。

图8示出了配电系统800的示例配置。示例配电系统800可以被理解为被配置成利用六个电力模块来操作。在包括多个电力模块(例如十二个电力模块)的电力设备中，配电系统800可以附加地被理解为包括用于六个更多的电力模块的基本上相同的多模块配置。可以通过一个或多个总线(例如连接总线840)提供多模块配置之间的交叉连接，以用于从AAPS 830向每侧馈送。

配电系统800可以包括第一开关设备配置880。在一些示例中，第一开关设备配置880可以被配置成利用约13.8千伏(kv)的高压总线885操作。此外，主涡轮机850可以与13.8kv总线885相关联，其又可以被配置成向相关联的MPT 820和UAT 810两者供电。

第二开关设备配置890可以与第二主涡轮机852、第二MPT 822和第二UAT 812相关联。在一些包括十二个电力模块的示例配电系统中，可以存在八个或更多的总线、八个或更多的MPT以及八个或更多的UAT。

UAT 810可以被配置成使发电机端子电压步降到4.16kv以用于厂用负荷。此外，MPT 820可以被配置成使发电机端子电压步升到本地网电压以用于传输。在一些示例中，电网电压可以被假设为约345kv。与例如参照图7所描述的示例断路器以及半台开关站方案相组合，配电系统800可以被配置成提供显著的灵活性并最小化失去所有交流电力的概率。

配电系统800可以被配置成允许一个或多个电力模块的选择性的设备维护，而剩余的电力模块和相关联的系统继续操作和产生电力。相应地，在任何维护活动期间，可能不需要从宏网购买电力或以其它方式从宏网接收电力。此外，可以对发电机、变压器或其它类型的部件和系统进行维护，而不使整个电力设备离线。

从多个MPT输出的电力可被选择性地应用和/或组合以对各种负荷供电。在一些示例中，所述电力设备的所述系统或部件中的一个或多个可以在两个或多个电力模块之间被共用。

图9示出了配电系统900的示例控制序列。在一些示例中，配电系统900可以使用灵活的开关站配置(例如图3-5所示出的配置中的一个或多个)被配置成用于电力的本地现场分配。用于转变到孤岛模式操作的发起准则可以包括检测到降级的电压905或分布式电网的失去。

在感测到降级的电压905时，欠电压感测电路可以被配置成断开将分布式电网连接到第一总线941和第二总线942的断路器。此外，该电路可以被配置成将信号916发送到模块控制系统(MCS)975，以将服务模块单元950从下降控制切换到等时控制920，并发起部分涡轮机旁路925以供应厂用负荷。MCS 975可以包括一个或多个控制装置，并且在一些示例中，单独的MCS可以与每个SMU相关联，并被配置成接收来自PCS 910的模块特定的信号915。

MCS 975也可以被配置成使反应堆进行斜坡操作(ramp)以匹配电力设备厂用负荷，并发送信号给电力转换系统(PCS)910，以立即启动AAPS 930。然后在下降模式中PCS910可以自动使AAPS 930并联于与服务模块单元950相关联的13.8kv总线940。AAPS 930可以被设置为对服务模块单元950进行负荷跟踪，以允许对服务模块单元950进行稳定的电力控制。

PCS 910可以被配置成向与多个非SMU单元960相关联的MCS发送信号915，以发起涡轮机旁路和/或断开非SMU单元960的发电机电路断路器(GCB)970。在这点上，电力设备可以实质上从分布式电网分离，并且由服务模块单元950和/或AAPS 910向所有设备负荷供电。此外，所述多个非SMU单元960可以从一个或多个13.8kv总线980断开连接，并被置于涡轮机旁路上。在一些示例中，在发起自动反应堆模块停机之前，可以使用定时器以限制涡轮机旁路上的时间。配电系统900可以被配置成经由到MPT的开关站连接及其相关联的UAT维持给现场交流负荷的电力而不中断，例如如图8所示。

下面的示例控制序列可以被理解为利用与图4所示的配电系统400相类似的配电系统配置来操作。在一些示例中，可以假设专用或必不可少的负荷(DSL)可以经由第二总线942连接到开关站。此外，第一总线941可以被理解为继续向分布式电网供电。

在专用负荷加上厂用负荷可以处于一个电力模块(例如服务模块单元950)的额定值之内的示例中，控制序列可以基本上与先前描述的相同，除了第二总线942可以保留闭合，允许服务模块单元950向专用负荷以及厂用负荷供电之外。此外，AAPS可以用于吸收电力设备内的以及专用负荷处的任何快速的负荷变化。

在专用负荷加上厂用负荷可超出一个电力模块的额定值的示例中，第二发电机可以保持连接到相关联的13.8kv总线，并且可以通过MCS 975中的禁止开关来禁止其GCB跳闸。该禁止功能可以被配置成阻止由第一总线941上的LOOP感测电路导致的、来自MCS 975的孤岛模式信号。所有其它与GCB相关联的保护特征可以以其它方式保持完整。此外，涡轮机旁路可以用于使发电机输出匹配于负荷，并且然后可以使用MCS 975来控制反应堆电力，以限制涡轮机旁路流。此外，AAPS 910可以被配置成吸收设备现场和专用负荷内的快速的负荷变化。

下面的示例控制序列可以被理解为利用与图5所示的配电系统500相类似的配电系统配置来操作。在一些示例中，与配电系统500相关联的控制序列可以被理解为在没有到分布式电网的连接的情况下与配电系统400(图4)相类似地操作。

标准的配电配置和监测可以用于建立对本地分配系统以及发电资产的保护。可以实现双总线配置以提供对微网子站的替换馈送，以增强可靠性。第一总线941和第二总线942可以代表对专用服务负荷的双馈送。如果在一个线路(或另一个)上发生故障，则可以将发生故障的线路设置为断开，并且可以保持电力，只要故障不传播到另一线路。如果两个线路均故障，则电力设备可以转变到基本的孤岛操作模式，其中可以仅维持电力设备的厂用负荷。

图10示出了用于操作已经历来自分布式电网或宏网的电力中断的配电系统的示例处理1000。在操作1010处，可以由一个或多个被指定为服务模块单元的核电模块来产生电力设备输出的第一部分。剩余的核电模块可以被认为是非服务模块单元。

所述核电模块可以根据预定的时间间隔可互换地被指定为服务模块单元。在一些示例中，可以根据哪个核电模块最近已被加燃料并达到阈值操作天数，来指定一个或多个核电模块作为服务模块单元。

在操作1020处，可以由非服务模块单元产生所述电力设备输出的第二部分。

在一些示例中，在产生所述电力设备输出的第一部分和第二部分之前，可以从现场非核电力源产生初始电力输出。在电力设备经历来自分布式电网的电力的失去或中断或者以其它方式从分布式电网断开电连接时，可以产生初始电力输出。此外，初始电力输出可以被应用以启动第一核电模块，并且后续的电力输出可以从第一核电模块产生。在所述电力设备从所述分布式电网断开电连接时，可以应用后续的电力输出以启动第二核电模块。在一些示例中，附加的核电模块可以顺序地启动，直到所述电力设备以满电力操作。

在操作1030处，电力可以被提供给与所述电力设备的厂用负荷相关联的若干非紧急电力设备系统。所述电力设备输出的第一部分可以等于或大于所述厂用负荷。

在操作1040处，所述电力设备可以电连接到分布式电网。所述分布式电网可以被配置成服务于多个地理上分散的消费者。

在操作1050处，与所述电力设备输出的第二部分相对应的电力量可以在第一操作模式中被输出给分布式电网，在第一操作模式中，所述电力设备被连接到所述分布式电网。

在操作1060处，在第二操作模式中，所述电力设备输出的第二部分可以被从分布式电网转移离开，在第二操作模式中，所述电力设备从所述分布式电网断开电连接。

在一些示例中，在第二操作模式(例如仅电力输出模式)中，所述电力设备可以被限制和/或禁止接收来自分布式电网的电力。在所述电力设备正以第二操作模式操作时，与所述电力设备输出的第二部分相对应的电力量可以被输出到分布式电网。

此外，当电力设备从所述分布式电网断开电连接时，剩余的核电模块可以被置于涡轮机旁路中。所述涡轮机旁路可以被配置成消散所述电力设备输出的第二部分，而所述服务模块继续产生所述电力设备输出的第一部分以服务于所述厂用负荷。

在操作1070处，在所述第二操作模式中，与所述电力设备输出的第一部分的至少一部分相对应的电力量可以被路由到所述电力设备系统。

在操作1080处，所述电力设备可以电连接到专用电网。所述专用电网可以被配置成向专用服务负荷供电，并且所述电力设备输出的第一部分可以等于或大于所述专用服务负荷和所述厂用负荷的组合负荷。

在操作1090处，在所述电力设备在第二操作模式中从所述分布式电网断开电连接时，所述电力设备输出的第一部分可以被分配到所述电力设备系统和所述专用服务负荷两者。

图11示出了用于操作被配置成向一个或多个专用服务负荷供电的配电系统的示例处理1100。在操作1110处，可以由一个或多个现场核电模块产生电力设备输出。

在操作1120处，可以向与所述电力设备的厂用负荷相关联的若干非紧急电力设备系统提供电力。

在操作1130处，所述电力设备可以电连接到分布式电网。所述分布式电网可以被配置成服务于多个地理上分散的消费者。

在操作1140处，所述电力设备可以电连接到专用电网。所述专用电网可以被配置成将从所述电力设备输出产生的电力提供给专用服务负荷。此外，所述电力设备输出可以等于或大于所述专用服务负荷和所述厂用负荷的组合负荷。

在操作1150处，可以识别与来自分布式电网的电力的中断相关联的一个或多个电网不规则性。

在操作1160处，响应于识别所述电力中断，所述电力设备输出的至少一部分可以被分配给所述非紧急电力设备系统和所述专用电网两者。

在一些示例中，一个或多个现场核电模块可以被选择以产生所述电力设备输出的第一部分，并且所述电力设备输出的第一部分可以等于或大于所述专用服务负荷和所述厂用负荷的组合负荷。可以根据哪个核电模块最近已被加燃料并达到阈值操作天数，选择一个或多个核电模块来产生所述电力设备输出的所述第一部分。

在来自分布式电网的电力中断期间，所述电力设备输出的第一部分可以被分配到非紧急电力设备系统和专用电网两者。此外，剩余的核电模块可以被配置成产生所述电力设备输出的第二部分。

在操作1170处，在来自分布式电网的电力的中断期间，剩余的核电模块可以被置于涡轮机旁路中，以消散所述电力设备输出的第二部分。在所述电力设备输出的第一部分被分配到所述非紧急电力设备系统和所述专用电网两者时，剩余的核电模块可以被置于涡轮机旁路中。

在操作1180处，来自分布式电网的电力中断可以结束。例如，可能从识别所述一个或多个电网不规则性起经过了预定的时间段，这可能指示分布式电网已稳定化。

在操作1190处，被置于涡轮机旁路中的一个或多个剩余的电力模块可以返回到在线，并且由剩余的电力模块所产生的所述电力设备输出的第二部分的至少一部分可以被提供给分布式电网。

附加的示例系统、设备和方法

示例1.一种多模块化电力设备，包括：多个现场核电模块，被配置成产生电力设备输出，其中一个或多个所述核电模块被指定为被配置成产生所述电力设备输出的第一部分的服务模块单元，并且其中剩余的核电模块被配置成产生所述电力设备输出的第二部分；若干电力设备系统，被配置成使用与所述电力设备的厂用负荷相关联的电力来操作，其中所述电力设备输出的第一部分等于或大于所述厂用负荷；以及开关站，被配置成：将所述电力设备电连接到分布式电网，其中所述分布式电网被配置成服务于多个地理上分散的消费者，其中所述开关站被配置成将所述电力设备输出的第二部分应用于所述分布式电网，并且其中所述开关站还被配置成在来自分布式电网的电力的失去的期间将所述电力设备输出的第一部分的至少一部分应用于所述电力设备系统。

示例2.根据示例1所述的多模块化电力设备，其中被配置成使用与所述厂用负荷相关联的电力来操作的所述若干电力设备系统包括非紧急系统，以及其中所述电力设备还包括被配置成在无任何电力的情况下进行操作的若干被动式紧急系统。

示例3.根据示例1所述的多模块化电力设备，其中所述开关站还被配置成将所述电力设备电连接到专用电网，其中所述专用电网被配置成向专用服务负荷提供电力，其中所述电力设备输出的第一部分等于或大于所述专用服务负荷和所述厂用负荷的组合负荷，以及其中所述开关站被配置成在所述电力设备从所述分布式电网断开电连接时将所述电力设备输出的第一部分分配给所述电力设备系统和所述专用服务负荷两者。

示例4.根据示例3所述的多模块化电力设备，其中所述专用服务负荷包括位于所述电力设备之外的地点处的一个或多个消费者，以及其中所述电力设备被配置成在来自所述分布式电网的电力的失去期间向所述消费者提供基本上不中断的电力。

示例5.根据示例1所述的多模块化电力设备，其中所述开关站被配置成在所述电力设备正以仅电力输出模式操作时限制所述电力设备接收来自所述分布式电网的电力，以及其中所述开关站被配置成在所述电力设备正以所述仅电力输出模式操作时将所述电力设备输出的第二部分输出到所述分布式电网。

示例6.根据示例1所述的多模块化电力设备，其中响应于所述电力设备被从所述分布式电网断开电连接，剩余的核电模块被置于涡轮机旁路中，以在所述服务模块单元继续产生所述电力设备输出的第一部分以服务于所述厂用负荷时，消散所述电力设备输出的第二部分。

示例7.根据示例1所述的多模块化电力设备，其中根据预定的时间间隔对所述核电模块可互换地应用所述服务模块的指定。

示例8.根据示例1所述的多模块化电力设备，其中对最近已被加燃料并达到阈值操作天数的一个或多个核电模块应用所述服务模块的指定。

示例9.根据示例1所述的多模块化电力设备，还包括现场非核电力源，现场非核电力源被配置成在所述电力设备从所述分布式电网断开电连接且所有的核电模块已停机时，提供足够的电力以启动一个服务模块，以及其中所述一个服务模块被配置成提供足够的电力以启动第二核电模块。

示例10.根据示例9所述的多模块化电力设备，其中所有所述核电模块被顺序地启动，直到所述电力设备以满电力操作。

示例11.一种操作包括被配置成产生电力设备输出的多个现场核电模块的多模块化电力设备的方法，所述方法包括：由一个或多个被指定为服务模块单元的核电模块产生所述电力设备输出的第一部分，其中剩余的核电模块为非服务模块单元；由上述非服务模块单元产生所述电力设备输出的第二部分；向与电力设备的厂用负荷相关联的若干非紧急电力设备系统提供电力，其中所述电力设备输出的第一部分等于或大于所述厂用负荷；将所述电力设备电连接到分布式电网，其中所述分布式电网被配置成服务于多个地理上分散的消费者；在第一操作模式中将与所述电力设备输出的第二部分相对应的电力的量输出到所述分布式电网，在第一操作模式中，所述电力设备连接到所述分布式电网；在第二操作模式中将所述电力设备输出的第二部分转移离开所述分布式电网，在第二操作模式中，所述电力设备经历来自所述分布式电网的电力的中断；以及在第二操作模式中，将与所述电力设备输出的第一部分的至少一部分相对应的电力的量路由到所述电力设备系统。

示例12.示例方法11还包括：将所述电力设备电连接到专用电网，其中所述专用电网被配置成将电力提供给专用服务负荷，以及其中所述电力设备输出的第一部分等于或大于所述专用服务负荷和所述厂用负荷的组合负荷；以及在所述电力设备经历来自所述分布式电网的电力的中断时，将所述电力设备输出的第一部分分配给所述电力设备系统和所述专用服务负荷两者。

示例13.示例方法11，还包括：限制所述电力设备接收来自所述分布式电网的电力；以及在限制所述电力设备接收来自所述分布式电网的电力时，将与所述电力设备输出的第二部分相对应的电力的量输出到所述分布式电网。

示例14.示例方法11，还包括：当所述电力设备从所述分布式电网断开电连接时，将剩余的核电模块置于涡轮机旁路中；以及在所述服务模块单元继续产生所述电力设备输出的第一部分以服务于所述厂用负荷时，消散所述电力设备输出的第二部分。

示例15.示例方法11，还包括根据预定的时间间隔可互换地指定所述核电模块作为服务模块单元。

示例16.示例方法11，其中根据哪个核电模块最近已被加燃料并达到阈值操作天数，将一个或多个核电模块指定为服务模块单元。

示例17.示例方法11，还包括：在产生所述电力设备输出的第一部分和第二部分之前，从现场非核电力源产生初始电力输出，其中在所述电力设备从所述分布式电网断开电连接时产生所述初始电力输出；将所述初始电力输出应用于启动第一核电模块；从所述第一核电模块产生后续的电力输出；以及在所述电力设备从所述分布式电网断开电连接时，将后续的电力输出应用于启动第二核电模块。

示例18.示例方法17，还包括顺序地启动附加的核电模块，直到所述电力设备以满电力操作。

示例19.一种多模块化电力设备，包括：用于从由多个现场核电模块中的被指定为服务模块单元的一个或多个现场核电模块提供的电力设备输出的第一部分产生电力的装置，其中所述多个核电模块中的其余核电模块是非服务模块单元，以及其中所述电力设备输出的第一部分等于或大于与若干非紧急电力设备系统相关联的厂用负荷；用于从由非服务模块单元提供的电力设备输出的第二部分产生电力的装置；用于将所述电力设备电连接到分布式电网的装置，其中所述分布式电网被配置成服务于多个地理上分散的消费者，以及其中在所述电力设备电连接到所述分布式电网时，与所述电力设备输出的第二部分相对应的电力的量被提供给所述分布式电网；用于在所述电力设备经历来自所述分布式电网的电力的中断时使所述电力设备输出的第二部分转移离开所述分布式电网的装置；以及用于在所述电力设备从所述分布式电网断开电连接时，将与所述电力设备输出的第一部分的至少一部分相对应的电力的量路由到所述电力设备系统的装置。

示例20.示例19的多模块化电力设备，还包括：用于将所述电力设备连接到专用电网的装置，其中所述专用电网被配置成向专用服务负荷供电，以及其中所述电力设备输出的第一部分等于或大于所述专用服务负荷和所述厂用负荷的组合负荷；以及用于在所述电力设备从所述分布式电网断开电连接时将所述电力设备输出的第一部分分配到所述电力设备系统和所述专用服务负荷两者的装置。

尽管在此提供的大量示例已经基本描述了压水反应堆和/或轻水反应堆，对于本领域的技术人员而言明显的是，所述示例的至少一些可以应用于其它类型的电力系统。例如，一个或多个示例或其变化也可以利用沸水反应堆、钠液态金属反应堆、气冷反应堆、球床反应堆、和/或其它类型的反应堆设计来操作。此外，仅以示例的方式给出了在此描述的任何比率和值。可以通过实验(例如通过构建核反应堆系统的全尺寸或成比例的模型)确定其它的比率和值。

在此已经描述和示出了各种示例，应当明显的是，可以在布置和细节方面修改其它示例。我们要求保护落入在此要求保护的主题的精神和范围之内所有修改和变型。

Claims (20)

1.一种多模块化电力设备，包括：

多个现场核电模块，被配置成产生电力设备输出；

数个电力设备系统，被配置成使用与所述电力设备的厂用负荷相关联的电力来操作；以及

开关站，被配置成：

将所述电力设备电连接到分布式电网，其中所述分布式电网被配置成服务于多个地理上分散的消费者；

将所述电力设备电连接到专用电网，其中所述专用电网被配置成将从电力设备输出产生的电力提供给专用服务负荷，以及其中所述电力设备输出等于或大于所述专用服务负荷和所述厂用负荷的组合负荷；以及

将所述电力设备输出的至少一部分分配到所述电力设备系统和所述专用电网两者。

2.根据权利要求1所述的多模块化电力设备，其中所述专用服务负荷包括位于所述电力设备之外的一个或多个消费者，以及其中所述电力设备被配置成在来自所述分布式电网的电力中断期间，经由所述专用电网向消费者提供基本上连续的电力。

3.根据权利要求1所述的多模块化电力设备，其中被配置成使用与所述厂用负荷相关联的电力来操作的所述数个电力设备系统包括非紧急系统，以及其中所述电力设备还包括被配置成在没有任何电力的情况下操作的数个被动式紧急系统。

4.根据权利要求1所述的多模块化电力设备，其中所述现场核电模块中的一个或多个被配置成产生所述电力设备输出的第一部分，其中所述电力设备输出的所述第一部分等于或大于专用服务负荷和厂用负荷的组合负荷，以及其中所述开关站被配置成当所述电力设备经历来自所述分布式电网的电力的中断时，将所述电力设备输出的所述第一部分应用于所述电力设备系统和所述专用电网两者。

5.根据权利要求4所述的多模块化电力设备，其中剩余的现场核电模块被配置成产生所述电力设备输出的第二部分，以及其中所述开关站被配置成当所述电力设备被电连接到所述分布式电网时将所述电力设备输出的所述第二部分应用于所述分布式电网。

6.根据权利要求4所述的多模块化电力设备，其中所述电力设备被配置成以至少99.9％的可靠性系数来产生所述电力设备输出的所述第一部分。

7.根据权利要求4所述的多模块化电力设备，其中在核电模块不能用于产生电力的情况下，从所述多个现场核电模块中可互换地选择产生所述核电设备输出的所述第一部分的所述一个或多个核电模块。

8.根据权利要求4所述的多模块化电力设备，其中根据所述现场核电模块中的哪些现场核电模块最近已被加燃料并达到阈值操作天数，选择所述一个或多个核电模块来产生所述电力设备输出的所述第一部分。

9.根据权利要求1所述的多模块化电力设备，还包括现场非核电力源，现场非核电力源被配置成在所述电力设备从所述分布式电网断开连接且所有的现场核电模块已停机时提供足够的电力以启动一个服务模块，以及其中所述一个服务模块被配置成在所述电力设备从所述分布式电网断开连接时提供足够的电力以启动第二核电模块。

10.根据权利要求1所述的多模块化电力设备，其中所述开关站包括双总线配置，双总线配置提供替换的电通路以将所述电力设备输出传送到所述专用服务负荷。

11.一种操作包括多个现场核电模块的多模块化电力设备的方法，所述方法包括：

由所述现场核电模块中的一个或多个产生电力设备输出；

向与所述电力设备的厂用负荷相关联的数个非紧急电力设备系统提供电力；

将所述电力设备电连接到分布式电网，其中所述分布式电网被配置成服务于多个地理上分散的消费者；

将所述电力设备电连接到专用电网，其中所述专用电网被配置成将从所述电力设备输出产生的电力提供给专用服务负荷，以及其中所述电力设备输出等于或大于所述专用服务负荷和所述厂用负荷的组合负荷；

识别与所述分布式电网相关联的一个或多个网不规则性；以及

响应于识别所述一个或多个网不规则性，将所述电力设备输出的至少一部分分配给所述非紧急电力设备系统和所述专用电网两者。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括选择所述现场核电模块中的一个或多个来产生所述电力设备输出的第一部分，其中所述电力设备输出的所述第一部分等于或大于所述专用服务负荷和所述厂用负荷的组合负荷，以及其中在来自所述分布式电网的电力中断期间，所述电力设备输出的所述第一部分被分配给所述非紧急电力设备系统和所述专用电网两者。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：

在来自所述分布式电网的电力中断期间，将剩余的核电模块置于涡轮机旁路中，其中所述剩余的核电模块被配置成产生所述电力设备输出的第二部分；以及

在所述电力设备输出的所述第一部分被分配给所述非紧急电力设备系统和所述专用电网两者时，消散所述电力设备输出的所述第二部分。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括：

确定来自所述分布式电网的电力中断已结束；

使所述剩余的电力模块中的一个或多个恢复在线；以及

将所述电力设备输出的所述第二部分的至少一部分提供给所述分布式电网。

15.根据权利要求12所述的方法，其中根据哪个核电模块最近已被加燃料并达到阈值操作天数，选择一个或多个核电模块来产生所述电力设备输出的所述第一部分。

16.一种多模块化电力设备，包括：

用于从由多个现场核电模块中的一个或多个提供的电力设备输出产生电力的装置，其中所述电力的至少一部分被提供给与所述电力设备的厂用负荷相关联的数个电力设备系统；

用于将所述电力设备电连接到分布式电网的装置，其中所述分布式电网被配置成服务于多个地理上分散的消费者；

用于将所述电力设备电连接到专用电网的装置，其中所述专用电网被配置成将从所述电力设备输出产生的电力提供给专用服务负荷，以及其中所述电力设备输出等于或大于所述专用服务负荷和所述厂用负荷的组合负荷；以及

用于将所述电力设备输出的至少一部分分配给非紧急电力设备系统和专用电网两者的装置。

17.根据权利要求16所述的电力设备，还包括用于选择所述现场核电模块中的一个或多个来产生所述电力设备输出的第一部分的装置，其中所述电力设备输出的所述第一部分等于或大于所述专用服务负荷和所述厂用负荷的组合负荷，以及其中在来自所述分布式电网的电力中断期间，所述电力设备输出的所述第一部分被分配给所述非紧急电力设备系统和所述专用电网两者。

18.根据权利要求17所述的电力设备，还包括用于在来自所述分布式电网的电力中断期间将剩余的核电模块置于涡轮机旁路中的装置，其中所述剩余的核电模块被配置成产生所述电力设备输出的第二部分，以及其中当所述电力设备输出的所述第一部分被分配到所述非紧急电力设备系统和所述专用电网两者时，经由所述涡轮机旁路消散所述电力设备输出的所述第二部分。

19.根据权利要求18所述的电力设备，还包括用于确定来自所述分布式电网的电力中断已结束的装置，其中响应于确定电力中断已结束而使所述剩余的电力模块中的一个或多个恢复在线，以及其中在所述一个或多个剩余的电力设备已被恢复在线之后将所述电力设备输出的所述第二部分的至少一部分提供给所述分布式电网。

20.根据权利要求17所述的电力设备，其中根据哪个核电模块最近已被加燃料并达到阈值操作天数，选择一个或多个核电模块来产生所述电力设备输出的所述第一部分。