超導(dǎo)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

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1、分析與探討．愛超揀GUANGXIDIANYE超導(dǎo)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用紀尚昆(欽州供電局調(diào)度管理所，廣西欽州市535000)【摘要】本文闡述了超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展，通過超導(dǎo)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，分析超導(dǎo)電纜和超導(dǎo)儲能裝置技術(shù)在這兩個領(lǐng)域的作用及與傳統(tǒng)方式的比較，得出超導(dǎo)技術(shù)所帶來的革命性的進步，并分析超導(dǎo)技術(shù)發(fā)展所zig的一些難題。f關(guān)鍵詞】超導(dǎo)電纜；智能電網(wǎng)；超導(dǎo)儲能；新能源高溫超導(dǎo)輸電電纜被認為是實現(xiàn)高溫超導(dǎo)電力應(yīng)用最有希望1引言的領(lǐng)域之一。超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展給電力系統(tǒng)的技術(shù)帶來質(zhì)的飛躍，許多1911年，卡麥林·昂尼斯(KamerlinghOnn

2、es)發(fā)現(xiàn)汞在低過去無法實現(xiàn)的電工裝備由于采用超導(dǎo)技術(shù)而成為現(xiàn)實，或溫下具有“零”電阻的“超導(dǎo)電性”，從而使人類開創(chuàng)了超導(dǎo)新即將成為現(xiàn)實。超導(dǎo)磁體由于其具有能耗低、體積小、重量輕紀元。1986年4月，瑞士IBM實驗室的BednorzJG和等優(yōu)點，展現(xiàn)出極大的優(yōu)勢。例如，它可以在大空間內(nèi)產(chǎn)生強MullerKA發(fā)現(xiàn)一氧化物具有超導(dǎo)電性，其超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變溫度磁場而幾乎不消耗電能，從而為一些高技術(shù)，如核聚變、磁流高于液氮溫區(qū)。這個發(fā)現(xiàn)在全世界物理界引起極大的震動，并體發(fā)電等實際應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。另外，目前常規(guī)的電工裝立即在世界范圍內(nèi)掀起探索、研究高溫超

3、導(dǎo)體的熱潮，兩位科備如果采用超導(dǎo)技術(shù)，不僅將大大改善其性能，而且還可極學家也因此獲得了當年的物理學諾貝爾獎。隨后，美國、中國大地節(jié)省電能。目前，超導(dǎo)電工技術(shù)己成為國際科技發(fā)展的前等物理學家相繼發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)變溫度高于液氮溫區(qū)的超導(dǎo)體，從而沿領(lǐng)域，開展超導(dǎo)電工技術(shù)的研究符合我國國民經(jīng)濟發(fā)展的開創(chuàng)了液氮溫區(qū)超導(dǎo)體的新時代，于是超導(dǎo)技術(shù)又邁上了一需要個新的階段。超導(dǎo)材料的性質(zhì)可由三個基本參量來表征，即臨界溫度Tc、臨界磁場強度Hc和臨界電流Jc[2，3】。三者的關(guān)系如圖l所示。2超導(dǎo)技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用高溫超導(dǎo)材料在能源、交通、醫(yī)療、科學儀器、國防、信息、

4、農(nóng)業(yè)、環(huán)保和材料制備等多方面具有重要的應(yīng)用價值，其中高在當前世界能源短缺危機日益嚴重的大背景下，有鑒于溫超導(dǎo)強電應(yīng)用技術(shù)主要包括高溫超導(dǎo)磁體技術(shù)和高溫超導(dǎo)電力基礎(chǔ)設(shè)施是全球最大價值的物質(zhì)設(shè)施，也是可以最大限電力技術(shù)兩個方面。度實現(xiàn)能源效率提高的平臺，發(fā)展智能電網(wǎng)將是關(guān)系到國家高溫超導(dǎo)磁體技術(shù)主要應(yīng)用于大型科學工程、工業(yè)交通、安全、經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護的重要舉措。醫(yī)學生物以及其他方面，其中超導(dǎo)核磁共振技術(shù)fMRI)l~t于其通過全面改造現(xiàn)有的電力系統(tǒng)，將構(gòu)建高效、自愈、經(jīng)濟、具有的高場強、高性噪比等特性，使其已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)療機兼容、集成和安全的

5、智能電網(wǎng)。有了智能電網(wǎng)的支撐，在發(fā)電械中，依靠其能夠拍攝心臟腦部的活動及進行血管造影。領(lǐng)域，可接入更多分布式新能源發(fā)電和遠距離大規(guī)?？稍偕邷爻瑢?dǎo)電力技術(shù)的應(yīng)用對提高電網(wǎng)容量、電能質(zhì)量、供能源發(fā)電，減少對以化石能源為主的傳統(tǒng)能源的依賴；在輸配電可靠性和安電領(lǐng)域，新型輸配電設(shè)備的使用將降低輸電損耗，提升跨大區(qū)溫度全性具有重要經(jīng)濟調(diào)度和資源優(yōu)化配置的能力，以及增強電網(wǎng)的抗攻擊、快意義，包括輸電速反應(yīng)和自愈能力；在用電領(lǐng)域，動態(tài)電價和智能用電設(shè)備將電纜、限流器、使用戶更充分地利用新能源，提高資源利用效率并實現(xiàn)引導(dǎo)電動機、發(fā)電負荷跟隨發(fā)電能力波動的功

6、能，增強電網(wǎng)運行的安全性。智能機、變壓器、超電網(wǎng)的實施將優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變能源供給方式、提高能源利導(dǎo)儲能系統(tǒng)等用效率，并為國家能源安全提供保障。同時，智能電網(wǎng)的建設(shè)Hc在內(nèi)的一系列和運行，將帶來大量新的工業(yè)、商業(yè)增長點，在我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高溫超導(dǎo)產(chǎn)品調(diào)整、升級的大背景下．智能電網(wǎng)是繼新能源汽車之后的又一將給電力技術(shù)重量級新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。另外，發(fā)展智能電網(wǎng)將在多個相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展、人類的推動科技創(chuàng)新，提高我國的科技實力。最后，以智能電網(wǎng)為平文明產(chǎn)生深遠臺所組成的分散決策機制將為電力市場的良性運作提供保圖1超導(dǎo)材料的臨界參數(shù)的影響，其中，證，并推動電力市

7、場改革的進一步深入。而超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展為2010．1I總第118期)嘀店它景分析與探討GUANGXIDIANYE電力科技的進步提供了新的研究領(lǐng)域，其中高溫超導(dǎo)電纜和乎為零；但對于交流電纜而言，超導(dǎo)體中仍有磁滯渦流損耗，電磁儲能已經(jīng)成為國外智能電網(wǎng)研究的熱點。因此電導(dǎo)損耗不可忽略，但其值比常規(guī)電纜的小得多，即使計2．1高溫超導(dǎo)電纜及低溫冷卻所需的電力，其電力損耗仍比常規(guī)電纜的小。交流我國幅員遼闊而經(jīng)濟發(fā)展的不均衡造成了資源與負荷中高溫超導(dǎo)電纜的功率損耗約為輸送容量的1％，直流電纜的功心距離過遠，如何傳輸電能成為了一個難題。美國能源部率損耗比交流電

8、纜的更低。如計及電纜制冷功率，高溫超導(dǎo)電(DOE)對傳輸電能的基本思路是通過改良輸電線材料增加電纜的總損耗約為常規(guī)電纜的35％。如采用超導(dǎo)輸電技術(shù)，使總網(wǎng)輸送能力，