超導(dǎo)電力技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用論文

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1、.題目超導(dǎo)電力技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用2015年6月......摘要隨著人們對環(huán)境與資源保護意識的增強，對生活方式的改善以及信息化社會的發(fā)展，對電力系統(tǒng)的經(jīng)濟性、供電可靠性、供電質(zhì)量、供電容量和密度將提出更高的要求。未來電力工業(yè)的發(fā)展方向主要向智能化發(fā)展，而發(fā)展智能電網(wǎng)離不開超導(dǎo)電力技術(shù)的有力支持。超導(dǎo)電力技術(shù)作為21世紀(jì)的高新技術(shù)之一，其應(yīng)用與發(fā)展具有不可忽視的戰(zhàn)略意義。通過應(yīng)用超導(dǎo)電力技術(shù)，可有效促進電力工業(yè)發(fā)展水平的提升，推動電力工業(yè)改革與發(fā)展。以我國實際國情為出發(fā)點，再加上電力工業(yè)發(fā)展的實際情況，超導(dǎo)電力技術(shù)在未來智

2、能電網(wǎng)中的運用，將解決電力工業(yè)發(fā)展面臨的各種難題，已成為電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。研究超導(dǎo)電力技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用對我國的電力系統(tǒng)的發(fā)展具有重要的意義。本文基于我國電力系統(tǒng)的現(xiàn)狀，并考慮未來能源結(jié)構(gòu)的重大變化以及超導(dǎo)技術(shù)的迅速發(fā)展，從系統(tǒng)角度出發(fā)，對超導(dǎo)電力技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用做出具有前瞻性的探討。關(guān)鍵詞：超導(dǎo)電力；智能電網(wǎng)；應(yīng)用與發(fā)展；可持續(xù)發(fā)展；前瞻性..一、引言智能電網(wǎng)對于我國電網(wǎng)的發(fā)展具有重要的意義，智能電網(wǎng)無論是在穩(wěn)定性，經(jīng)濟性還是對于可再生資源的包容性以及電能智能上與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比都有了顯著的提升；而超導(dǎo)

3、電力技術(shù)對于智能電網(wǎng)的開發(fā)具有關(guān)鍵的作用，為智能電網(wǎng)的建設(shè)提供了有力的條件。但是，由于電力系統(tǒng)的運行具有自身的特殊性和復(fù)雜性的特點，因此，在超導(dǎo)電力技術(shù)應(yīng)用的同時，肯定會給當(dāng)前的電力系統(tǒng)帶來一定的挑戰(zhàn)，從目前的情況來看，我國無論是從理論上還是實踐上對于超導(dǎo)電力技術(shù)還缺乏一定的準(zhǔn)備。本文基于我國電力系統(tǒng)的現(xiàn)狀，并考慮未來能源結(jié)構(gòu)的重大變化以及超導(dǎo)技術(shù)的迅速發(fā)展，從系統(tǒng)角度出發(fā)，對超導(dǎo)電力技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用做出具有前瞻性的探討。二、超導(dǎo)技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展1911年荷蘭物理學(xué)家Onnes發(fā)現(xiàn)汞（水銀）在4.2k附近電阻突然下降

4、為零，他把這種零電阻現(xiàn)象稱為超導(dǎo)電性。汞的電阻突然消失時的溫度稱為轉(zhuǎn)變溫度或臨界溫度，常用Tc表示。超導(dǎo)是指某些物體當(dāng)溫度下降至一定溫度時，電阻突然趨近于零的現(xiàn)象。具有這種特性的材料稱為超導(dǎo)材料。超導(dǎo)體由正常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)態(tài)的溫度稱為這種物質(zhì)的轉(zhuǎn)變溫度（或臨界溫度）因為這個溫度很低，在絕對零度附近。因而目前為止，應(yīng)用不是很廣泛，但是科學(xué)家在研究高溫超導(dǎo)，如果研究成功，用這種材料導(dǎo)電時不損耗電能，不產(chǎn)生熱量，可以節(jié)約能源。在一定溫度下具有超導(dǎo)電性的物體稱為超導(dǎo)體。金屬汞是超導(dǎo)體。進一步研究發(fā)現(xiàn)元素周期表中共有26種金屬具有超

5、導(dǎo)電性，單個金屬的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度都很低，沒有應(yīng)用價值。因此，人們逐漸轉(zhuǎn)向研究金屬合金的超導(dǎo)電性。其中Nb3Ge的轉(zhuǎn)變溫度為23.2K，這在70年代算是最高轉(zhuǎn)變溫度超導(dǎo)體了。當(dāng)超導(dǎo)體顯示導(dǎo)材料都是在極低溫下才能進入超導(dǎo)態(tài)，假如沒有低溫技術(shù)發(fā)展作為后盾，就發(fā)現(xiàn)不了超導(dǎo)電性，無法設(shè)想超導(dǎo)材料。這里又一次看到材料發(fā)展與科學(xué)技術(shù)互相促進的關(guān)系。低溫超導(dǎo)材料要用液氦做致冷劑才能..呈現(xiàn)超導(dǎo)態(tài)，因此在應(yīng)用上受到很大的限制。人們迫切希望找到高溫超導(dǎo)體，在徘徊了幾十年后，終于在1986年有了突破。瑞士Bednorz和Müller發(fā)現(xiàn)他們研制

6、的La-Ba-CuO混合金屬氧化物具有超導(dǎo)電性，轉(zhuǎn)變溫度為35K。這是超導(dǎo)材料研究上的一次重大突破，打開了混合金屬氧化物超導(dǎo)體的研究方向。接著中、美科學(xué)家發(fā)現(xiàn)Y-Ba-CuO混合金屬氧化物在90K具有超導(dǎo)電性，這類超導(dǎo)氧化物的轉(zhuǎn)變溫度已高于液氮溫度（77K），高溫超導(dǎo)材料研究獲得重大進展。一連串激動人心的發(fā)現(xiàn)在世界上掀起了“超導(dǎo)熱”。目前新的超導(dǎo)氧化物系列不斷涌現(xiàn)，如Bi-Ca-CuO，Tl-Ba-Ca-CuO等，它們的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度超過了120K。高溫超導(dǎo)體的研究方興未艾，人們殷切地期待著室溫超導(dǎo)材料的出現(xiàn)。人們發(fā)現(xiàn)C6

7、0與堿金屬作用能形成AxC60（A代表鉀、銣、銫等），它們都是超導(dǎo)體，大多數(shù)AxC60超導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變溫度比金屬合金超導(dǎo)體高。金屬氧化物超導(dǎo)體是無機超導(dǎo)體，它們都是層狀結(jié)構(gòu)，屬二維超導(dǎo)。而AxC60則是有機超導(dǎo)體，它們是球狀結(jié)構(gòu)，屬三維超導(dǎo)。因此AxC60這類超導(dǎo)體是很有發(fā)展前途的超導(dǎo)材料。20世紀(jì)末，科學(xué)家合成了在室溫下具有超導(dǎo)性能的復(fù)合材料，室溫超導(dǎo)材料的研制成功使超導(dǎo)的實際應(yīng)用成為可能。超導(dǎo)研究引起各國的重視，一旦室溫超導(dǎo)體達到實用化、工業(yè)化，將對現(xiàn)代文明社會中的科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生深刻的影響。三、超導(dǎo)技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用（1

8、）提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性超導(dǎo)故障限流器是近年來發(fā)展起來的限制短路電流的新技術(shù)裝備，超導(dǎo)故障限流器，利用超導(dǎo)體的超導(dǎo)/常態(tài)轉(zhuǎn)變特性，由零電阻迅速轉(zhuǎn)變?yōu)楦咦柚担瑥亩_到降低系統(tǒng)的短路電流的目的。超導(dǎo)故障限流器能滿足智能電網(wǎng)對暫態(tài)穩(wěn)定的快速性和準(zhǔn)確性的要求。（2）提高電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性我國未來智能電網(wǎng)雖然有可再生能源的加