超导电力技术在未来智能电网运用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 超导电力技术在未来智能电网运用 山西省电力公司晋中电力公司寿 阳供电公司，山西晋中 045400 中国论文网 /8/view-12855855.htm 摘 要 超导电力技术作为当前一 种全新技术，已经进入快速发展阶段， 并在电网中发挥重大作用，推动我国电 力行业的深化改革与发展。未来智能电 网的发展速度将进一步加快，再加上智 能化程度的不断提升，超导电力技术的 应用将占据重要地位，本文结合超导电 力技术的发展状况，对其在未来智能电 网中的运用进行具体分析与探讨。 关键词 超导电力技术；智能电 网；运用；发展 中图分类号 TM7 文献标识码 A -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 文章编号 1674-6708（2012 ）70-0026- 02 超导电力技术作为 21 世纪的高 新技术之一，其应用与发展具有不可忽 视的战略意义。通过应用超导电力技术， 可有效促进电力工业发展水平的提升， 推动电力工业改革与发展。以我国实际 国情为出发点，再加上电力工业发展的 实际情况，超导电力技术在未来智能电 网中的运用，将解决电力工业发展面临 的各种难题，已成为电力工业可持续发 展的必经之路。 1 增强电力系统稳定性能 以智能电网的发展来看，具有独 特的自治能力和自愈能力，从根本上确 保电网运行的安全性、稳定性。而智能 电网的未来发展，也必将实现能量双向 流动，通过更多新设备、新技术的运用， 可逐渐减少由于电力系统扰动而产生的 影响，满足智能电网的未来发展需求。 作为控制大电网稳定性的重要手段，可 考虑采用超导储能装置，以发挥一个独 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 立输出、快速反应的电源功能，加设到 电力系统中，有效确保系统的有功备用 效率，即使发生故障情况下，也可快速 反应，将故障损失降到最低1。通过快 捷、有效的有功调节或者无功调节，可 极大增强系统可控性能，提高应对扰动 能力，进而确保整个系统的安全、稳定 运行。与当前已经投入使用的电网稳定 装置相比，采用超导电力技术，可更好 地回收过剩能量，提高反应速度，满足 智能电网对稳定性提出的更高要求。因 此，将超导储能技术当做功能强大的全 新装置，实现电能和电网之间有功功率 的灵活交换，由过去被动致稳转变为主 动致稳，效果良好。 另外，若想保持电网运行的稳定 性，及时隔离故障部分也是有效方法之 一。如果系统出现故障，而电气系统不 能及时隔离，必然对暂态稳定不利。随 着电网容量的进一步扩大发展，短路电 流水平随之增强，但是由于电气设备设 计时主要以短路容量为标准，因此极大 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 提高开关设备成本，甚至难以准确选型。 因此，为了进一步控制短路电流，以当 前使用的方法来看，无论是改变运行方 式还是电网结构，或者运用电气设备， 都将带来成本的增高，也对电力系统的 稳定性不利2；如果采用超导故障限流 器，将有效控制短路电流现象，通过实 现超导体中常态和超导的转换，将零电 阻在最短时间内转化为高阻值，控制短 路电流现象；因此，应用超导故障限流 器，可刚好地满足智能电网运行的快捷 性、精准性、稳定性，快速将故障隔离， 并利用超导储能装置实现有功功率的补 偿，双重保障稳定性，确保智能电网顺 利运行。 2 支持可再生能源的运用 在低碳经济发展的大背景下，可 再生能源已成为发展未来电力的重要一 部分。若想提高可再生能源的应用效率， 必须采取必要的措施或方法，改善可再 生能源品质，更好地与智能电网运行相 结合，实现能源系统互动、优化互补， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 增强能源应用效率。应该认识到，可再 生能源具有不稳定性和间歇性等特征， 再加上光伏发电系统的运用与传统汽轮 机组、水轮机组等有所不同，而风力发 电机组中的惯性与单机容量等也有所不 同，因此发电方式的变化，必将带来电 网结构、管理手段及控制方法的转变， 对电力系统如何安全、有效、稳定运行， 提出更多挑战3。超导电力技术的运用， 实现了电网备用储能需求，可极大支持 可再生能源的发电接入，对增强电网运 行安全性、可靠性具有重要意义。同时， 超导电力技术还可改善分布式发电系统 的运行方式，提高可再生能源发电的电 能质量，保障功率平衡。 3 增强智能电网的抗打击能力 对于电网运行来说，可能受到各 种外部打击作用，如自然力、战争、人 为因素等等；以我国 2008 年严重的冰 冻灾害对电网造成的影响来看，提高电 网抗打击能力至关重要。以智能电网发 展来看，增强防御能力就是有力抵挡来 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 自外部的破坏力，即使电网受到一定的 外部打击，仍能确保安全、稳定运行， 尤其保障对关键负荷的有效电力输送。 增强智能电网的抗打击能力，关 键在于保护对重要负荷的供电能力。因 此可以考虑在配电系统中，应用中小型 超导储能设备，以发挥容量密度高、反 应速度快等优势，可作为紧急时期的备 用电源，发挥有力保护作用。增强电网 防御能力，就是在电网处于非正常运行 的情况下，仍能确保对重要负荷的大量 电力输送工作。利用超导电力技术，即 使运行电压比常规电缆偏低，仍能将强 大的电能通过超导电缆传输到负荷中心 4。因此，即使输电走廊出现问题，也 可通过超导电力技术确保重要负荷的正 常运行。通过应用超导储能备用技术或 者超导电缆的大容量传输技术，可全面 确保智能电网的防御能力提升，应用于 突发情况中，具有一定现实意义。 4 确保智能电网的电能质量 随着信息化社会的飞速发展，电 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 网电压与频率的波动作用可能给信息系 统的稳定运行带来影响，并对工业产品 的质量与寿命产生危害。因此，提高电 网的电能质量，应引起足够重视。一方 面，输电系统的质量控制。对于远距离、 大功率的输变电系统来说，通过应用超 导电力技术，可有效确保电网的电能质 量。这样，可以实现瞬间吸收或者释放 能量的目标，减少频率波动；同时通过 超导电力技术的电压支持或无功支持， 也可确保电压的稳定性。 另一方面，配电系统的质量控制。 以中小型超导储能设备运行，尤其是微 型超导储能来看，可以通过对速度的调 节来优化有功特性或无功特性，以此改 善功率因数，确保电网频率的稳定性， 减少电压波动，实现电网谐波平衡，提 升供电质量，满足工业、生产、生活等 全方面需要5。 在优化电能质量过程中，并不需 要涉及较大的超导储能系统容量，但是 对功率要求较高。因此，通过提升输电 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 层面与配电层面的电能质量，基本可确 保智能电网的优质性发展。 5 实现集约型 通过应用智能电网，具有高效性 特征，极大确保电网设备的使用效率， 降低线损，优化运营成本。通过应用新 技术、新设备、新手段，可确保网络安 全、稳定运行。使用超导电阻，实现电 流密度的无临界，并以高温超导线作为 主要导体，可增强电流能量传输性能。 由于超导电缆的损耗极低，可有效控制 供电网络的损耗问题，与低碳经济发展 目标相一致。另外，超导电缆的结构非 常紧凑，即使不增加电缆的尺寸，也可 确保传输功率的有效提升，同时对环境 影响非常小，基本可以忽略不计6。因 此，从电缆