未來(lái)智能電網(wǎng)中超導(dǎo)電力技術(shù)研究論文
摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電力企業(yè)的發(fā)展也極為迅速，尤其是智能電網(wǎng)的發(fā)展更是取得了很大的成績(jī)，為我國(guó)電力企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造出更多的機(jī)會(huì)。但是，智能電網(wǎng)的發(fā)展不能滿于現(xiàn)狀，應(yīng)充分結(jié)合先進(jìn)的超導(dǎo)電力技術(shù)不斷提升其綜合技術(shù)，促進(jìn)智能電網(wǎng)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。
關(guān)鍵詞：超導(dǎo)電力技術(shù)；智能電網(wǎng)；應(yīng)用
隨著電力技術(shù)的不斷發(fā)展，智能電網(wǎng)已逐漸成為電力企業(yè)的重要組成部分。在近幾年，電力企業(yè)也不斷地嘗試應(yīng)用新技術(shù)、新設(shè)備、新科技，其中超導(dǎo)電力技術(shù)對(duì)智能電網(wǎng)的輔助效果最為明顯，不僅能夠優(yōu)化智能電網(wǎng)的運(yùn)行效率，更能提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。
1超導(dǎo)電力技術(shù)
從理論上來(lái)講，超導(dǎo)電力技術(shù)就是利用超導(dǎo)體的特殊物理性質(zhì)與電力工程相結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的一門新技術(shù)。超導(dǎo)體具有自身電阻突然消失的電阻特性，超導(dǎo)電力技術(shù)主要借助超導(dǎo)體的特性，將其應(yīng)用到電力系統(tǒng)中［1］。目前，超導(dǎo)電力技術(shù)的研究已成為我國(guó)重點(diǎn)研究項(xiàng)目之一。
2超導(dǎo)電力技術(shù)在未來(lái)智能電網(wǎng)中的應(yīng)用
國(guó)際超導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域?qū)＜移毡檎J(rèn)為，新一代的超導(dǎo)技術(shù)，如釔系高溫超導(dǎo)帶材，在未來(lái)將很快商品化并全面引入應(yīng)用。美國(guó)的“電網(wǎng)2030計(jì)劃”已經(jīng)將超導(dǎo)技術(shù)放在了重要位置，將引發(fā)全世界范圍內(nèi)對(duì)超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新。繼美國(guó)之后，歐洲、日本、韓國(guó)等也相繼宣布了發(fā)展超導(dǎo)技術(shù)的相關(guān)計(jì)劃，全世界正式進(jìn)入了超導(dǎo)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)。面對(duì)這一世界形勢(shì)，我國(guó)應(yīng)及時(shí)部署超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用戰(zhàn)略，充分發(fā)掘和利用國(guó)內(nèi)各種資源優(yōu)勢(shì)，鼓勵(lì)超導(dǎo)技術(shù)創(chuàng)新，加大超導(dǎo)技術(shù)科研投入力度，將其作為關(guān)系國(guó)計(jì)民生的.重大戰(zhàn)略來(lái)看待，以搶先占領(lǐng)世界超導(dǎo)技術(shù)高地。具體而言，將超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用于未來(lái)電網(wǎng)，有以下好處。
2.1降低電力系統(tǒng)線損率
當(dāng)前我國(guó)電網(wǎng)規(guī)模和容量正在快速增長(zhǎng)，整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的短路容量也在不斷增加。大量的短路電流如果得不到限制，必將對(duì)電氣設(shè)備產(chǎn)生破壞性影響，超導(dǎo)電力技術(shù)的引入為解決此類問(wèn)題提供了方向，使電力系統(tǒng)的安全性得到提高，線損率得以降低。智能電網(wǎng)在供電過(guò)程中具有高效性、降低運(yùn)營(yíng)成本、減少線損等能力，這是提高電力系統(tǒng)運(yùn)行水平的關(guān)鍵。尤其是應(yīng)用超導(dǎo)電力技術(shù)后，智能電網(wǎng)的運(yùn)行效率得到了提高，如使用高溫超導(dǎo)線材后，電纜能夠超導(dǎo)無(wú)阻，更有效地提高了電流能量的傳輸能力［2］。在一些大城市以及一些特殊場(chǎng)合的供電中，電纜極易產(chǎn)生線損，線損量過(guò)大會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成一定的影響。將超導(dǎo)電力技術(shù)有效地應(yīng)用到這些大城市以及一些特殊場(chǎng)合供電中，能夠大幅度降低電纜的損耗率，同時(shí)還能有效地提升電纜的傳輸功率。而且，相比于傳統(tǒng)電纜，超導(dǎo)電纜受環(huán)境影響極小。從整體上看，超導(dǎo)電纜更適合大城市以及特殊場(chǎng)合的供電，不僅能夠有效節(jié)約土地的占用率和建設(shè)資金的消耗量，更能節(jié)約安裝空間，與傳統(tǒng)的電纜線路相比安裝也極為方便，有效地節(jié)省了人力、物力和財(cái)力。
2.2有效提升電網(wǎng)輸送電能的質(zhì)量
電能存取是電網(wǎng)輸送過(guò)程中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，是確保電網(wǎng)平穩(wěn)安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。目前采用的技術(shù)主要是抽水儲(chǔ)能技術(shù)，這種技術(shù)可提供長(zhǎng)時(shí)間的大功率，但反應(yīng)速度過(guò)慢，難以應(yīng)對(duì)瞬態(tài)電能質(zhì)量與功率失衡造成的沖擊，無(wú)法及時(shí)對(duì)失衡狀態(tài)進(jìn)行必要的補(bǔ)償，這就使電網(wǎng)輸送電能的質(zhì)量大打折扣。超導(dǎo)技術(shù)的引入，可以較好地解決這個(gè)瓶頸問(wèn)題。電網(wǎng)輸送電質(zhì)量是一直困擾電力企業(yè)的主要問(wèn)題之一，電網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，輸送電質(zhì)量可能會(huì)受到內(nèi)部和外部因素的影響，致使電網(wǎng)輸送電質(zhì)量不高，尤其是一些大功率遠(yuǎn)距離輸變電系統(tǒng)，輸送電質(zhì)量更是受到極大的影響［3］。將超導(dǎo)電力技術(shù)應(yīng)用于智能電網(wǎng)，能夠有效改善這方面存在的缺陷，可以利用大型超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置實(shí)現(xiàn)大功率遠(yuǎn)距離輸變電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，在此過(guò)程中超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置能夠瞬時(shí)吸收或釋放能力，避免了傳統(tǒng)電網(wǎng)輸送電過(guò)程中出現(xiàn)的頻率波動(dòng)現(xiàn)象，而且超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置還能溝通電壓的無(wú)功支持，確保電壓的穩(wěn)定性，從而有效提高電網(wǎng)輸送的電能的質(zhì)量。
2.3提高可再生能源的利用性
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源的開(kāi)發(fā)和利用率也在逐漸提升，而能源枯竭問(wèn)題是世界各國(guó)所關(guān)注的焦點(diǎn)。電力企業(yè)的發(fā)展雖然能夠進(jìn)一步滿足人們對(duì)電能的需求，但是也消耗了大量的能源。為了減緩化石能源消耗，可以采用可再生能源來(lái)進(jìn)行發(fā)電，這是未來(lái)智能電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。新技術(shù)、新設(shè)備、新產(chǎn)品的不斷應(yīng)用，對(duì)提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率有極大的作用［4］。但是，在可再生能源利用和開(kāi)發(fā)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，由于可再生資源具有不穩(wěn)定性、間歇性等特點(diǎn)，電力系統(tǒng)的工作狀態(tài)不穩(wěn)定，使得電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、高效性、可靠性、靈活性等受到了一定的限制。應(yīng)用超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)能有效地改善電網(wǎng)的儲(chǔ)能備用，對(duì)提高可再生能源的接受和儲(chǔ)存率有極大的作用，可充分提高可再生能源的利用率。而且在利用超導(dǎo)儲(chǔ)存裝置對(duì)配網(wǎng)進(jìn)行供電的過(guò)程中，也會(huì)增加電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性，進(jìn)而提高配網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，確保為客戶提供穩(wěn)定、可靠、安全的用電環(huán)境。
2.4提升電網(wǎng)對(duì)外部影響因素的抗性
現(xiàn)有的電力系統(tǒng)存在多電壓等級(jí)現(xiàn)象和交直流電共存現(xiàn)象，加上采用傳統(tǒng)的鋁線銅線作為導(dǎo)材，設(shè)備易老化，易超載，受天氣等外部因素影響大，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行安全造成了極大的影響。超導(dǎo)技術(shù)的引入可在一定程度上減小這種影響。智能電網(wǎng)在運(yùn)行的過(guò)程中可能會(huì)受到外部因素的影響，自身線路會(huì)受到一定的損傷和破壞，例如，暴風(fēng)雪、不可抗拒自然力的影響，人為的影響等都會(huì)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成一定的影響。要徹底解決這類問(wèn)題，必須從電纜線路的防御能力入手。在輸送電過(guò)程中，防御能力較好的電纜能夠承受大量電力負(fù)荷，而且在較低的電壓下超導(dǎo)電纜的傳輸效率比普通電纜要高很多。一般情況下，超導(dǎo)電纜線路主要應(yīng)用在輸電路徑較長(zhǎng)的路段，在電力系統(tǒng)輸電走廊受到破壞的情況下，可以保證重要負(fù)荷的供電，進(jìn)一步提高智能電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和安全性。
3結(jié)語(yǔ)
超導(dǎo)電力技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用是21世紀(jì)極具戰(zhàn)略意義的大事，對(duì)新世紀(jì)我國(guó)電力技術(shù)的發(fā)展與改革起著決定性的作用。超導(dǎo)應(yīng)用成功，我國(guó)將立即成為世界電力技術(shù)領(lǐng)先國(guó)，否則就會(huì)落后于人，處處受制。聯(lián)系我國(guó)電力發(fā)展實(shí)際，加大超導(dǎo)技術(shù)投入力度及推廣應(yīng)用力度，是當(dāng)前我國(guó)電力領(lǐng)域的重要工作。
綜上所述，超導(dǎo)電力技術(shù)是未來(lái)智能電網(wǎng)發(fā)展中的主流技術(shù)，對(duì)提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率也有著極大的作用，如提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、抗性、電能質(zhì)量等。當(dāng)然，現(xiàn)階段超導(dǎo)電力技術(shù)的發(fā)展還不成熟，需要我們不斷地去研究、探索，以期為智能電網(wǎng)的發(fā)展提供可靠的幫助，保障我國(guó)電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
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