未來(lái)電網(wǎng)中的超導(dǎo)電力技術(shù)(已修改)
2025-05-19 22:32 本頁(yè)面
【正文】 2022年 3月 未來(lái)電網(wǎng)中的超導(dǎo)電力技術(shù) 主要內(nèi)容 ? 能源變革對(duì)未來(lái)電網(wǎng)帶來(lái)的重大挑戰(zhàn) ? 超導(dǎo)電力技術(shù)對(duì)未來(lái)電網(wǎng)的作用與影響 ? 超導(dǎo)電力技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì) ? 我國(guó)發(fā)展超導(dǎo)電力技術(shù)戰(zhàn)略目標(biāo)和技術(shù)路線 ? 我國(guó)發(fā)展超導(dǎo)電力技術(shù)的建議 BioMass Energy Wind PV Solar Thermal Wind EV Hydro PV Storage Tide Future Green Energy system 清潔能源變革對(duì)未來(lái)電網(wǎng)帶來(lái)的重大挑戰(zhàn) ? 一次能源以可再生能源為主 、 終端能源以電力為主的清潔高效能源體系格局將變成現(xiàn)實(shí) ?發(fā)電量大幅度增加 ， 但資源和負(fù)荷分布不匹配的格局仍將存在 ， 長(zhǎng)距離超大容量的電力輸送將成為一個(gè)重大的挑戰(zhàn)； ?隨著電網(wǎng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大 ， 安全穩(wěn)定性問(wèn)題更加突出 ， 而可再生能源的間歇性 、不穩(wěn)定性及電源機(jī)電特性的重大變化對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定性提出更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)； ?可再生能源的特性及直流負(fù)荷的增加 ， 對(duì)電力質(zhì)量的提高帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)； ?進(jìn)一步提高電網(wǎng)和用電系統(tǒng)的能效將變得日益緊迫 。 2022年 5月 27日 4 超導(dǎo)電力技術(shù)在應(yīng)對(duì)未來(lái)電網(wǎng)的重大挑戰(zhàn)方面將發(fā)揮重大或不可替代的作用 清潔能源變革對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)的重大挑戰(zhàn) 長(zhǎng)距離超大容量的電力輸送 超導(dǎo)輸電電纜 超大規(guī)模電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性 保障電力質(zhì)量與供電可靠性 保障電力質(zhì)量與供電可靠性 超導(dǎo)限流技術(shù) 超導(dǎo)儲(chǔ)能技術(shù) 超導(dǎo)變壓器 超導(dǎo)電機(jī)技術(shù) 多功能集成 超導(dǎo)電力技術(shù)為未來(lái)電網(wǎng)提供解決方案 超導(dǎo)輸電電纜 超導(dǎo)電纜具有顯著傳輸優(yōu)勢(shì) ※ 超導(dǎo)體電流密度大：比 Cu高兩個(gè)量級(jí)； ※ 傳輸損耗小，可降低 50%以上； ※ 交流阻抗為常規(guī)電纜的 1/10，直流傳輸 時(shí)無(wú)阻抗； ※ 傳輸容量大：是常規(guī)電纜的 35倍； ※ 體積小、無(wú)電磁干擾、無(wú)火災(zāi)隱患； 高溫超導(dǎo)電纜應(yīng)用前景廣闊 利用超導(dǎo)體的零電阻和高載流密度的特性 ， 可以實(shí)現(xiàn)比特高壓更大的傳輸容量 （ 例如 ?500kV的高溫超導(dǎo)直流電纜可以實(shí)現(xiàn) 2022050000MW的輸送容量 ） ， 并可降低 50%左右的傳輸損耗 ， 具有天然的短路電流限制功能 ， 還可以大大地節(jié)省傳輸走廊 ， 因此 ， 是實(shí)現(xiàn)大容量輸電和打造未來(lái)電力傳輸網(wǎng)的重要技術(shù)選擇 。 2022年 5月 27日 6 超導(dǎo)輸電電纜發(fā)展現(xiàn)狀 研究開發(fā)單位 主要技術(shù)參數(shù) 狀況 美國(guó) Southwire公司 三相 30米 ， 美國(guó) Pirelli公司 三相 130米 ， 24kV/ 2022年投入試驗(yàn)運(yùn)行 （ 二相低溫容器損壞 ） 美國(guó) IGC公司 三相 350米 ， 美國(guó) AMSC/Pirelli公司 三相 200米 ， 美國(guó) AMSC/LIPA公司 三相 600米 ， 138kV/ 2022年投入運(yùn)行 美國(guó) Southwire公司 （ 新奧爾良 ） 三相 1,760米 ， 丹麥 NKT公司 三相 30米 ， 36kV/2kA 2022年投入試驗(yàn)運(yùn)行 荷蘭 NKT公司 （ 阿姆斯特丹 ） 三相 6,000米 ， 50kV/3kA 2022年計(jì)劃實(shí)施 日本東京電力公司 三相 100米 ， 66kV/1kA 2022年完成試驗(yàn) 日本古河電工公司 單相 500米 ， 77kV/1kA 2022年完成試驗(yàn) 韓國(guó) DAPAS計(jì)劃 三相 100米 ， 韓國(guó) LS電纜公司 （ 首爾 ） 三相 500米 ， 中國(guó)科學(xué)院電工研究所 三相 75米 ， 中國(guó)科學(xué)院電工研究所 （ 鄭州 ） 直流 380米 ， 10kA 2022年投入工程示范 中國(guó)云電英納超導(dǎo)電纜公司 三相 30米 ， 35kV/2kA 2022年投入試驗(yàn)運(yùn)行 2022年 5月 27日 7 美國(guó)： Tres Amigas超級(jí)變電站 ? 驅(qū)動(dòng)力： 美國(guó)現(xiàn)有三大電網(wǎng) （ 美國(guó)東部電網(wǎng) 、 西部電網(wǎng) 、 德克薩斯電網(wǎng) ） 之間基本未實(shí)現(xiàn)有效互聯(lián)； 可再生能源利用快速發(fā)展； 超導(dǎo)體具有零電阻效應(yīng)和高電流傳輸密度等不可比擬的巨大優(yōu)勢(shì) 。 ? 如何實(shí)現(xiàn)： 通過(guò) Tres Amigas超級(jí)變電站實(shí)現(xiàn)任何兩個(gè)電網(wǎng)互聯(lián) （ 直流傳輸 ） ； AC/DC電能變換； 超導(dǎo)直流電纜 （ Superconductor Electricity Pipelines） 。 ? 關(guān)于超級(jí)變電站： 地點(diǎn)： Clovis, New Mexico； 占地： ； 超導(dǎo)直流電纜：?jiǎn)胃?5GW/幾英里； 模式：三角形互聯(lián) /2022年投運(yùn) 。 ○ 可再生能源市場(chǎng)樞紐 ○ 三大電網(wǎng)完全一體化 Source: 超導(dǎo)電纜的發(fā)展現(xiàn)狀 ■ 利用超導(dǎo)體的 超導(dǎo)態(tài) /正常態(tài)轉(zhuǎn)變特性 抑制短路故障電流； ■ 或 采用其它方式進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變 抑制短路故障電流。 電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí) 電力系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí) 發(fā)電廠 變壓器 超導(dǎo)限流器 變壓器 配 電 網(wǎng) 配 電 網(wǎng) 接地故障 發(fā)電廠 變壓器 超導(dǎo)限流器 變壓器 低阻抗 高阻抗 超導(dǎo)限流器 9 2022年 5月 27日 超導(dǎo)限流器 典型研究開發(fā)實(shí)例 研究開發(fā)單位 主要技術(shù)參數(shù) 狀況 瑞士 ABB公司 三相磁屏蔽型 ， 瑞士 ABB公司 三相電阻型， 8kV/800A 2022年完成研制 美國(guó) LM公司 三相橋路型， 美國(guó) GA公司 三相橋路型， 15kV/ 2022年完成單相測(cè)試 美國(guó) LANL實(shí)驗(yàn)室 三相可控橋， 15kV/1kA 2022年完成測(cè)試 日本東京電力公司 三相電抗器型， 66kV/750A 2022年完成研制 日本 SuperACE計(jì)劃 單相電阻型，
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