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未来智能电网超导电力技术的运用

北极星智能电网在线  来源:《电力设备》  作者:张明星 王明 李修齐 李齐飞  2017/4/11 14:23:30  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:未来电力系统的发展趋势是智能电网,智能电网有发、输、变、配、送等多个环节,各个环节都需要大量的电气设备。随着科学技术的飞速发展,电力技术也得到了空前的进步。超导电力技术作为一种全新的技术,其发展速度已经超乎我们的想象。本文就结合我国电力系统建设的现状,结合我国的国情和世界电网的发展实情,对未来智能电网超导电力技术的运用展开讨论,客观的指出电力系统所需要发展的核心技术。

在经济全球化的背景下,我国未来智能电网的发展不能满足于现在已取得的成绩,而是应该充分利用已经研发成功的超导电力技术来进一步提升综合的技术,只有这样,才能够实现未来智能电网系统的可持续发展。智能电网已经逐渐成为诸多电力企业的重要部分,而电力企业要想实现进一步的发展,新技术、新科技的应用是必不可少的,因为这对提高智能电网的运行效率以及提高电力运行的稳定性和安全性具有关键作用。下面我们来具体介绍一下:

1.超导电力技术简介

随着各国对各种先进的电力技术的广泛应用,智能电网的发展已经成为各国普遍关心的问题。可是由于现在的技术并没有那么成熟,所以对于超导电力技术还没有一个确切的含义。从理论上来讲,超导电力技术就是利用超导体的特殊物理性质与电力工程相结合而发展起来的一门新的技术[1]。超导体具有一些特别的性质,如具有使自身电阻突然消失的电阻特性。这种特性对于完善我国的电力系统具有重要的作用。我国相关的部门也认识到了这一点,现在,我国已经把超导电力技术列为重点研究的项目之一。

2.对未来智能电网中超导电力技术的应用的探讨

现在国际上著名的超导技术领域的研究专家普遍认同的一种观点就是,新一代的超导技术,例如钇系高温超导材料,在商品化大潮的背景之下,在不远的未来将会很快商品化,并且会得到全面的引用。美国率先行动,制定了“电网2030计划”,这表明已经把超导技术放在了一个极其重要的位置上。美国宣布计划不久,日本、韩国以及欧盟的许多国家也相继行动,制定了有关研究超导技术的政策,标志着全球正式进入了超导技术竞争的阶段。在这种情况下,我国不甘示弱,面对严峻的竞争形势,积极部署超导技术的战略应用,加大科技和人才的投入,加快技术创新,为研究超导技术提供充分的有利条件,以求抢先占领战略制高点。

详细来讲,未来电网有了超导技术有以下的优点。

2.1能够大幅减轻电力系统线的损坏程度

随着我国电网容量和规模的迅速增长,在整个电力系统的运行当中的短路容量也在不断增加。在这种情况下,如果短路的电流不采取有效的措施来限制,必定会对电气设备造成不小的损坏。超导电力技术对这类问题的提供了有效的方法,超导电力技术的应用,把电线的损坏率降到最低,大幅提高了电力系统的稳定性和安全性。

提高电力系统运行水平的关键是智能电网,这是因为智能电网在供电的过程中可以减少运营的成本,减轻电线的损坏程度。更应该值得一提的是,在应用了超导电力技术之后,电缆的传输能力得到了大幅度的提高,实现了传输过程的超导无阻,从而大大提高了智能电网的运行效率。

在许多大城市以及工厂的供电过程中,由于人口众多,工业农业等等用电量极大,所以线损量也很大,而线损量的日益增多势必会对电力系统造成毁灭性的影响。如果将超导电力技术的应用到这些场合当中,将有效地提升电缆的传输功率,最大程度的降低对电缆的损坏程度。并且,超导电缆受坏境的影响很小。就整体而言,超导电缆的优势还是很明显的。在寸土寸金的大城市,超导电缆不仅能够节约土地资源,在安装和运行等方面也比较方便,减少了工作人员的工作量,节省了大量的人力、物力和财力。

2.2提升可再生资源的利用率

社会经济和科学技术的日新月异使得能源的开发率和利用率越来越高。不可再生能源早晚有一天会枯竭,世界各国正努力解决资源枯竭问题,积极发展科技,寻找代替能源。当前,人们对电力的需求主要是通过电力企业的电力供应来解决的。电力企业在满足人们的用电需求的同时,也消耗了大量的能源。

因此,利用可再生资源进行发电是未来智能电网发展的必然要求和趋势。许多电力企业正积极研发新技术,应用新的设备,以此研发出的新产品能够极大的提升电网的运行效率。然而,可再生能源的缺点也是很明显的,比如具有间歇性和不稳定性等等。这极大地限制了电力系统的安全性和稳定性。超导储能系统能够在很大程度上提高可再生能源的利用效率。有了超导储存装置,配网系统的运行效率就会得到大幅度的提高。

2.3减轻环境等外部因素对电网的影响

交直流电共存和多电压等级现象是现在的电力系统中较为常见的问题,以传统的铜线和铝线作为传导材料更会加重电网的老化程度。如果运用超导技术,就能起到很大的缓解作用。

智能电网不是万能的,也会受到各种外部因素的影响。不可避免的自然灾害,人为的一些因素等等。只有不断增强电缆和线路的防御能力才能更好的应对这些突发的状况。只有防御能力较好的电线和电缆才能大量承载负荷,而如果在输电路径较长的路段应用超导电缆,就能够保证高负荷的供电,智能电网的性能就能得到很好地保障。

2.4电能质量的提高

电网输送中一个很重要的环节就是电能的存取工作,这是保障电网平稳运行的关键步骤。抽水储能技术是目前广泛应用的解决技术,尽管这一技术能提供很大的功率,但是缺点也是很明显的,诸如不能对状态失衡进行补偿,反应速度极慢等等。这些缺点将使得电能的质量大幅下降。这个短板问题,超导技术能够很好地解决。

电力企业所要面临的主要问题就是保障电网输送的质量。但是导致电网输送的电力质量不高的原因是多方面的,尤其是一些大功率远距离输变电系统,更会使输送电力的质量受到极大的影响[2]。应用了超导电力技术的智能电网,能在很大程度上避免输电过程中的频率的波动现象,保障电压的稳定性,从而保证输送的电力的质量。

结语:

21世纪,把超导电力技术应用到智能电网当中是一件具有战略意义的大事,这关系到我国电力技术的改革与进步,更关系到我国的国际地位。如果超导电力技术研发成功,我国将跻身电力技术领先国家之一,反之,没有技术,就会处处收到发达国家的限制。所以我国应该认清现在的工作重点,加快研发速度,加大科技投入,尽快研发出超导技术,尽快投入应用。

总而言之,未来智能电网的主流技术是超导电力技术,可以提高电力系统的运行效率。在看到成绩的同时,我们也应该清楚地认识到,现在的超导电力技术还并没有完全成熟,只有我们不断进行研究和探索才能进一步完善这项技术,保障我国智能电网的使用,促进我国电力事业的进一步发展。

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