未來(lái)智能電網(wǎng)中超導電力技術(shù)研究論文
摘要：隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的不斷發(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(jì)，為我國電力企業(yè)的發(fā)展創(chuàng )造出更多的機會(huì )。但是，智能電網(wǎng)的發(fā)展不能滿(mǎn)于現狀，應充分結合先進(jìn)的超導電力技術(shù)不斷提升其綜合技術(shù)，促進(jìn)智能電網(wǎng)系統的可持續發(fā)展。
關(guān)鍵詞：超導電力技術(shù)；智能電網(wǎng)；應用
隨著(zhù)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)也不斷地嘗試應用新技術(shù)、新設備、新科技，其中超導電力技術(shù)對智能電網(wǎng)的輔助效果最為明顯，不僅能夠優(yōu)化智能電網(wǎng)的運行效率，更能提升電力系統運行的安全性和穩定性。
1超導電力技術(shù)
從理論上來(lái)講，超導電力技術(shù)就是利用超導體的特殊物理性質(zhì)與電力工程相結合而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新技術(shù)。超導體具有自身電阻突然消失的電阻特性，超導電力技術(shù)主要借助超導體的特性，將其應用到電力系統中［1］。目前，超導電力技術(shù)的研究已成為我國重點(diǎn)研究項目之一。
2超導電力技術(shù)在未來(lái)智能電網(wǎng)中的應用
國際超導技術(shù)領(lǐng)域專(zhuān)家普遍認為，新一代的超導技術(shù)，如釔系高溫超導帶材，在未來(lái)將很快商品化并全面引入應用。美國的“電網(wǎng)2030計劃”已經(jīng)將超導技術(shù)放在了重要位置，將引發(fā)全世界范圍內對超導技術(shù)的應用創(chuàng )新。繼美國之后，歐洲、日本、韓國等也相繼宣布了發(fā)展超導技術(shù)的相關(guān)計劃，全世界正式進(jìn)入了超導技術(shù)競爭態(tài)勢。面對這一世界形勢，我國應及時(shí)部署超導技術(shù)應用戰略，充分發(fā)掘和利用國內各種資源優(yōu)勢，鼓勵超導技術(shù)創(chuàng )新，加大超導技術(shù)科研投入力度，將其作為關(guān)系國計民生的.重大戰略來(lái)看待，以搶先占領(lǐng)世界超導技術(shù)高地。具體而言，將超導技術(shù)應用于未來(lái)電網(wǎng)，有以下好處。
2.1降低電力系統線(xiàn)損率
當前我國電網(wǎng)規模和容量正在快速增長(cháng)，整個(gè)電力系統運行過(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，必將對電氣設備產(chǎn)生破壞性影響，超導電力技術(shù)的引入為解決此類(lèi)問(wèn)題提供了方向，使電力系統的安全性得到提高，線(xiàn)損率得以降低。智能電網(wǎng)在供電過(guò)程中具有高效性、降低運營(yíng)成本、減少線(xiàn)損等能力，這是提高電力系統運行水平的關(guān)鍵。尤其是應用超導電力技術(shù)后，智能電網(wǎng)的運行效率得到了提高，如使用高溫超導線(xiàn)材后，電纜能夠超導無(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(xiàn)損，線(xiàn)損量過(guò)大會(huì )對電力系統造成一定的影響。將超導電力技術(shù)有效地應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，相比于傳統電纜，超導電纜受環(huán)境影響極小。從整體上看，超導電纜更適合大城市以及特殊場(chǎng)合的供電，不僅能夠有效節約土地的占用率和建設資金的消耗量，更能節約安裝空間，與傳統的電纜線(xiàn)路相比安裝也極為方便，有效地節省了人力、物力和財力。
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，是確保電網(wǎng)平穩安全可靠運行的關(guān)鍵。目前采用的技術(shù)主要是抽水儲能技術(shù)，這種技術(shù)可提供長(cháng)時(shí)間的大功率，但反應速度過(guò)慢，難以應對瞬態(tài)電能質(zhì)量與功率失衡造成的沖擊，無(wú)法及時(shí)對失衡狀態(tài)進(jìn)行必要的補償，這就使電網(wǎng)輸送電能的質(zhì)量大打折扣。超導技術(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)系統在運行過(guò)程中，輸送電質(zhì)量可能會(huì )受到內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距離輸變電系統，輸送電質(zhì)量更是受到極大的影響［3］。將超導電力技術(shù)應用于智能電網(wǎng)，能夠有效改善這方面存在的缺陷，可以利用大型超導儲能裝置實(shí)現大功率遠距離輸變電系統的穩定運行，在此過(guò)程中超導儲能裝置能夠瞬時(shí)吸收或釋放能力，避免了傳統電網(wǎng)輸送電過(guò)程中出現的頻率波動(dòng)現象，而且超導儲能裝置還能溝通電壓的無(wú)功支持，確保電壓的穩定性，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(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的不斷發(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(mǎn)足人們對電能的需求，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。新技術(shù)、新設備、新產(chǎn)品的不斷應用，對提高電網(wǎng)的運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，由于可再生資源具有不穩定性、間歇性等特點(diǎn)，電力系統的工作狀態(tài)不穩定，使得電力系統運行的安全性、高效性、可靠性、靈活性等受到了一定的限制。應用超導儲能系統能有效地改善電網(wǎng)的儲能備用，對提高可再生能源的接受和儲存率有極大的作用，可充分提高可再生能源的利用率。而且在利用超導儲存裝置對配網(wǎng)進(jìn)行供電的過(guò)程中，也會(huì )增加電網(wǎng)供電的穩定性，進(jìn)而提高配網(wǎng)系統的運行效率，確保為客戶(hù)提供穩定、可靠、安全的用電環(huán)境。
2.4提升電網(wǎng)對外部影響因素的抗性
現有的電力系統存在多電壓等級現象和交直流電共存現象，加上采用傳統的鋁線(xiàn)銅線(xiàn)作為導材，設備易老化，易超載，受天氣等外部因素影響大，對整個(gè)電網(wǎng)的運行安全造成了極大的影響。超導技術(shù)的引入可在一定程度上減小這種影響。智能電網(wǎng)在運行的過(guò)程中可能會(huì )受到外部因素的影響，自身線(xiàn)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 )對電網(wǎng)系統的安全運行造成一定的影響。要徹底解決這類(lèi)問(wèn)題，必須從電纜線(xiàn)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荷，而且在較低的電壓下超導電纜的傳輸效率比普通電纜要高很多。一般情況下，超導電纜線(xiàn)路主要應用在輸電路徑較長(cháng)的路段，在電力系統輸電走廊受到破壞的情況下，可以保證重要負荷的供電，進(jìn)一步提高智能電網(wǎng)運行的可靠性和安全性。
3結語(yǔ)
超導電力技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用是21世紀極具戰略意義的大事，對新世紀我國電力技術(shù)的發(fā)展與改革起著(zhù)決定性的作用。超導應用成功，我國將立即成為世界電力技術(shù)領(lǐng)先國，否則就會(huì )落后于人，處處受制。聯(lián)系我國電力發(fā)展實(shí)際，加大超導技術(shù)投入力度及推廣應用力度，是當前我國電力領(lǐng)域的重要工作。
綜上所述，超導電力技術(shù)是未來(lái)智能電網(wǎng)發(fā)展中的主流技術(shù)，對提高電力系統的運行效率也有著(zhù)極大的作用，如提升電力系統運行的穩定性、抗性、電能質(zhì)量等。當然，現階段超導電力技術(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，保障我國電力事業(yè)的可持續發(fā)展。
參考文獻：
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