未來電網(wǎng)中的超導(dǎo)電力技術(shù)(編輯修改稿)
2025-06-03 22:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 等電機 1/51/10； ※ 效率高，比常規(guī)同等電機高，特別是在 PO/PN低時； ※ 簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，改善 系統(tǒng) 可靠性 。 超導(dǎo)電機的應(yīng)用前景 ※ 大容量（例如大于 30MVA）的超導(dǎo)電機 具有明顯的經(jīng)濟(jì)性，可以大大地節(jié)省 空間，降低重量； ※ 是超大型電機的必然選擇； ※ 超導(dǎo)電機特有優(yōu)勢的應(yīng)用， ?? 33,500hp電機實例 17 2022年 5月 27日 超導(dǎo)發(fā)電機 研究開發(fā)單位 主要技術(shù)參數(shù) 狀況 日本 Super GM計劃 10kV/79MW發(fā)電機 2022年完成概念設(shè)計 日本 Super GM計劃 19kV/200MW發(fā)電機 2022年啟動概念設(shè)計 美國超導(dǎo)公司 8MW超導(dǎo)同步調(diào)相機（訂貨） 2022年投入電網(wǎng)運行 美國 GE公司 100MVA同步發(fā)電機 2022年開始概念設(shè)計 美國超導(dǎo)公司 美國超導(dǎo)公司 美國超導(dǎo)公司 10MW風(fēng)力發(fā)電機 2022年投入運行 美國 Zenergy公司 810MW風(fēng)力發(fā)電機 2022年啟動 英國 Converteam 8MW風(fēng)力發(fā)電機 N/A 德國西門子公司 韓國 DAPAS計劃 中國 712研究所 1MW高溫超導(dǎo)船舶電機 2022年投入運行 高溫超導(dǎo)電機的潛在應(yīng)用及未來市場 15 rpm 150 rpm 1500 rpm 15,000 rpm HTS風(fēng)力發(fā)電機 艦船推進(jìn)電動機 標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動及發(fā)電機 高轉(zhuǎn)速驅(qū)動－－汽輪機 18 2022年 5月 27日 0501001502002503002 3 5 8電機功率P e ( M W )電機重量(t)PMMHTSM來源： Matthews, Physics Today, 62(4), 25, April 2022 超導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電機 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 ? 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)電機的功率密度遠(yuǎn)高于常規(guī)電機； ? 大容量超導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電機電機的尺寸和重量可減少到同規(guī)格常規(guī)電機的 1/5和 1/3。 ? 超導(dǎo)發(fā)電機效率可在現(xiàn)有 電 機 基 礎(chǔ) 上 提 高%~%。 高溫超導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電機 19 2022年 5月 27日 超導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電機 美國 AMSC公司： 10MW超導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電機 ■ 美國超導(dǎo)公司 （ AMSC） ； ■ 正在進(jìn)行 10MW（ 12rpm） 高溫超導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電機的經(jīng)濟(jì)評估和驗證； ■ 可以將其重量由常規(guī)發(fā)電機的 300t降至 120t； ■ 將于 2022年 投運 。 20 2022年 5月 27日 超導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電機 英國 Converteam公司： 8MW超導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電機 ■ 英國 Converteam公司： 8MW/12rpm 超導(dǎo)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機； ■ 英國商業(yè)工業(yè)部支持 ， 已完成超導(dǎo)線圈制造 、 測試； ■ 體積是常規(guī)電機的 1/4， 發(fā)電成本可節(jié)約 25%。 HTS線圈 定子繞組 低溫杜瓦 來源： Converteam ATG 21 2022年 5月 27日 多功能集成超導(dǎo)電力裝置 美國 AMSC公司：超導(dǎo)限流－電纜 基于銅導(dǎo)電材料的變電站現(xiàn)狀 基于 HTS超導(dǎo)材料的變電站未來 ■ 美國 HYDRA計劃 ， Secure Super Grids技術(shù)的重要組成部分； ■ 200m/， 短路故障電流為 40kA@67ms； ■ 2022年進(jìn)行測試 ， 將安裝在紐約曼哈頓運行 ， 連接兩座變電站 。 超導(dǎo)電纜是如何限流的？ 22 2022年 5月 27日 多功能集成超導(dǎo)電力裝置 中國科學(xué)院電工研究所：超導(dǎo)限流－儲能系統(tǒng) 屬于世界首創(chuàng)的概念及技術(shù) ※ 概念 ： 是一種新概念超導(dǎo)電力裝置，兼具超導(dǎo) 儲能和限流的特點，屬世界首創(chuàng)。 ※ 工作 ：在電網(wǎng)正常工作時，它工作在超導(dǎo)儲能 模式，可完成所有電能質(zhì)量補償功能； 在電網(wǎng)發(fā)生短路故障時，它可以限制短 路電流，使非故障側(cè)的電壓水平基本保 持不變 。 具有十分明顯的優(yōu)越性 ※ 可解決用限流器和儲能裝置才能解決的問題 ，與系統(tǒng)內(nèi)其它元件可實現(xiàn)最優(yōu)化運行和控制 ； ※ 二者功能相互彌補 ， 儲能模式可抵消限流穩(wěn)態(tài) 時對系統(tǒng)的影響；限流 模式可 減小故障時對裝 置的儲能量要求 ； ※ 簡化電網(wǎng)的結(jié)構(gòu) 、 降低超導(dǎo)裝置的總體造價 ； ※ 實現(xiàn)系統(tǒng)的升級 。 2022?完成世界首套 100kJ/25kW超導(dǎo)限流－儲能系統(tǒng) 23 2022年 5月 27日 1MJ超導(dǎo)儲能系統(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)運行 中國科學(xué)院電工研究所 —— 全球首座超導(dǎo)變電站建成投運 24 2022年 5月 27日 超導(dǎo)電纜 中國科學(xué)院電工研究所 1m Cable 6m Cable 10m Cable 75m Cable 1998?中國十大科技進(jìn)展之一 2022?中國第一根超導(dǎo)直流電纜 2022?中國第一組三相交流超導(dǎo)電纜 2022?當(dāng)時世界最長的并網(wǎng)運行三相交流超導(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) ? 實用化高溫超導(dǎo)材料制備技術(shù) ：形成千米量級長度的高溫超導(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) ：重點解決大電流沖擊和快速充放電超導(dǎo)磁體的優(yōu)
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