未來(lái)電網(wǎng)中的超導(dǎo)電力技術(shù)(完整版)
【正文】 22050000MW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 。 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， 美國(guó) SuperPower公司 三相矩陣型， 138kV/ 2022年投入運(yùn)行 美國(guó) AMSC公司 三相電阻型， 115kV/ 2022年投入運(yùn)行 美國(guó) Zenergy Power公司 三相飽和鐵心型， 138kV/24kA 2022年投入運(yùn)行 德國(guó) NEXANS公司 三相電阻型， 10kV/600A 2022年完成測(cè)試 德國(guó)西門子公司 三相電阻型， 韓國(guó) DAPAS計(jì)劃 三相電阻型， 中國(guó)科學(xué)院電工研究所 三相改進(jìn)橋路型， 中國(guó)云電英納超導(dǎo)電纜公司 三相飽和鐵心型， 35kV/ 2022年投入試驗(yàn)運(yùn)行 10 2022年 5月 27日 超導(dǎo)限流器 美國(guó) SuperPower公司：電阻型 SFCL ■ 基于二代超導(dǎo)帶材的矩陣式 SFCL； ■ 裝置容量： 138kV/； ■ 短路電流： （ 峰值 37kA） ； ■ 投運(yùn)時(shí)間： 2022年 。 超導(dǎo)電機(jī)的應(yīng)用前景 ※ 大容量（例如大于 30MVA）的超導(dǎo)電機(jī) 具有明顯的經(jīng)濟(jì)性，可以大大地節(jié)省 空間，降低重量； ※ 是超大型電機(jī)的必然選擇； ※ 超導(dǎo)電機(jī)特有優(yōu)勢(shì)的應(yīng)用， ?? 33,500hp電機(jī)實(shí)例 17 2022年 5月 27日 超導(dǎo)發(fā)電機(jī) 研究開發(fā)單位 主要技術(shù)參數(shù) 狀況 日本 Super GM計(jì)劃 10kV/79MW發(fā)電機(jī) 2022年完成概念設(shè)計(jì) 日本 Super GM計(jì)劃 19kV/200MW發(fā)電機(jī) 2022年啟動(dòng)概念設(shè)計(jì) 美國(guó)超導(dǎo)公司 8MW超導(dǎo)同步調(diào)相機(jī)（訂貨） 2022年投入電網(wǎng)運(yùn)行 美國(guó) GE公司 100MVA同步發(fā)電機(jī) 2022年開始概念設(shè)計(jì) 美國(guó)超導(dǎo)公司 美國(guó)超導(dǎo)公司 美國(guó)超導(dǎo)公司 10MW風(fēng)力發(fā)電機(jī) 2022年投入運(yùn)行 美國(guó) Zenergy公司 810MW風(fēng)力發(fā)電機(jī) 2022年啟動(dòng) 英國(guó) Converteam 8MW風(fēng)力發(fā)電機(jī) N/A 德國(guó)西門子公司 韓國(guó) DAPAS計(jì)劃 中國(guó) 712研究所 1MW高溫超導(dǎo)船舶電機(jī) 2022年投入運(yùn)行 高溫超導(dǎo)電機(jī)的潛在應(yīng)用及未來(lái)市場(chǎng) 15 rpm 150 rpm 1500 rpm 15,000 rpm HTS風(fēng)力發(fā)電機(jī) 艦船推進(jìn)電動(dòng)機(jī) 標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)及發(fā)電機(jī) 高轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)－－汽輪機(jī) 18 2022年 5月 27日 0501001502002503002 3 5 8電機(jī)功率P e ( M W )電機(jī)重量(t)PMMHTSM來(lái)源： Matthews, Physics Today, 62(4), 25, April 2022 超導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電機(jī) 降低體積重量、提高功率密度和效率， ?? 高溫超導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電機(jī) ? 高溫超導(dǎo)體的載流密度是 Cu的 約 100倍 ； ? 超導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率密度遠(yuǎn)高于常規(guī)電機(jī)； ? 大容量超導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電機(jī)電機(jī)的尺寸和重量可減少到同規(guī)格常規(guī)電機(jī)的 1/5和 1/3。 2022?完成世界首套 100kJ/25kW超導(dǎo)限流－儲(chǔ)能系統(tǒng) 23 2022年 5月 27日 1MJ超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng) 10kV超導(dǎo)限流器 10kV超導(dǎo)變壓器 75m高溫超導(dǎo)電纜 世界首座超導(dǎo)變電站已經(jīng)于 2022年 2月正式投入配電網(wǎng)運(yùn)行 中國(guó)科學(xué)院電工研究所 —— 全球首座超導(dǎo)變電站建成投運(yùn) 24 2022年 5月 27日 超導(dǎo)電纜 中國(guó)科學(xué)院電工研究所 1m Cable 6m Cable 10m Cable 75m Cable 1998?中國(guó)十大科技進(jìn)展之一 2022?中國(guó)第一根超導(dǎo)直流電纜 2022?中國(guó)第一組三相交流超導(dǎo)電纜 2022?當(dāng)時(shí)世界最長(zhǎng)的并網(wǎng)運(yùn)行三相交流超導(dǎo)電纜 380m/10kA Cable 2022?即將成為 世界首組在工業(yè)應(yīng)用的大電流超導(dǎo)母線 超導(dǎo)電力技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù) ? 實(shí)用化高溫超導(dǎo)材料制備技術(shù) ：形成千米量級(jí)長(zhǎng)度的高溫超導(dǎo)帶材批量生產(chǎn)能力 ，研究開發(fā)出具有更高臨界溫度和更廣應(yīng)用前景的實(shí)用化新型超導(dǎo)材料； ? 大型高溫超導(dǎo)磁體制造技術(shù) ：重點(diǎn)解決大電流沖擊和快速充放電超導(dǎo)磁體的優(yōu)化設(shè)計(jì) 、 穩(wěn)定性 、 均流和環(huán)流 、 失超保護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題； ? 低溫高電壓絕緣技術(shù) ：重點(diǎn)解決低溫絕緣材料及其制備關(guān)鍵技術(shù) ， 解決超導(dǎo)電力裝置在低溫高電壓環(huán)境下的絕緣工藝和絕緣技術(shù)； ? 超導(dǎo)電力裝置的終端和電流引線技術(shù) ； ? 長(zhǎng)距離低溫杜瓦管制造及其連接技術(shù) ； ? 大型非金屬低溫容器制造技術(shù) ； ? 大冷量制冷技術(shù) ：重點(diǎn)解決制冷機(jī)的設(shè)計(jì) 、 制造技術(shù)以及長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行可靠性問(wèn)題 ，解決制冷系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì) 、 流程設(shè)計(jì) 、 在線檢測(cè)與故障診斷技術(shù)； ? 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
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