超导电力技术在未来智能电网系统中的应用探讨.doc

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1、超导电力技术在未来智能电网系统中的应用探讨超导电力技术在未来智能电网系统中的应用探讨摘要：智能电网将成为电力工业的重要发展方'向，超导电力技术为智能电网的发展提供解决方案。本文基于我国目前电力系统现状,从电力系统角度出发，对超导电力技术在智能电网的应用做出具有前瞻性的探讨，重点讨论了超导储能技术、超导电缆技术、超导限流器技术等超导新技术在智能电网的应用前景及其主要研究发展方向。关键词：超导电力智能电网超导储能可再生能源1、超导电力技术简介工业界对超导电力技术的研究开发和产业化非常重视。可以认为：超导电力技术将是21世纪具有经济战略意义的一种高新技术。我国一直重视超导技术的研究

2、，超导电力技术涉及多学科、多领域、多工业背景，其研究内容纷繁复杂。超导电力技术的应用，包括输电电缆、限流器、电动机、发电机、变压器、超导储能系统等在内的一系列高温超导产品，对提高电网容量、电能质量、供电可靠性和安全性具有重要意义，将给电力技术的发展、智能电网的结构和特点产生深远的影响。2、超导技术在未来智能电网的应用2.1提高电力系统暂态稳定性智能电网所具有的自治和自愈能力从根本上保证大电网的运行的安全稳定性，未来智能电网的能量流动的双向性，决定了必须有新技术、新设备的应用以缓和甚至消除电力系统扰动所造成的影响，以适应未来电网发展的要求。与现有大电网稳定装置（如电气制动等）相

3、比，有响应速度快、过剩能量能回收等优点，能适应智能电网对暂态稳定的要求，提升了电网的暂态稳定性。为了降低短路电流，目前方法不管是从电网结构还是从运行方式上或者在电气设备方面考虑，费用均非常高，容易导致电力系统运行的不稳定：超导故障限流器是近年来发展起来的限制短路电流的新技术装备，超导故障限流器，利用超导体的超导，常态转变特性.由零电阻迅速转变为高阻值，从而达到降低系统的短路电流的目的。2.2提高电力系统小于扰稳定性我国未来智能电网虽然有可再生能源的加入，但仍然遵循着大电网、大机组的发展发向，远距离大容量输送电能不可避免，降低了系统运行的动态安全性。如果在输电系统中，能对功率越

4、限部分进行实时补偿，在功率过高时吸收功率，在功率过低时•释放功率，以平稳联络线功率，则能有效提高系统小干扰稳定性。但是在特高压中，特别是传输大容量电能的电缆，在设计和制造上存在很多技术上的难点,对绝缘和对空间使用有很苛刻的要求。2.3提升电网的抗打击能力智能电网的防御能力是指电网抵御外部破坏的能力，其目的是电网在遭受i系列的外部打击后，仍能维持稳定运行并向关键负荷稳定地输送电力。超导电缆技术可以在比常规电缆较低的运行电压下将巨大的电能利用超导电缆传输而进入城市负荷中心。超导储能能量备用技术和超导电缆大容量能量输送技术均能有效增强智能电网的防御能力，对于应付极端情况有积极的应用

5、前景。2.4对可再生能源的包容性可再生能源是未来电力能源的重要组成部分，要使这种能源得到充分有效的利用，必须采用新的技术措施改善其品质并使其能更为有效地与大电网联结，能与其它能源系统互动，实现动态综合优化平衡，提高能源系统的总体效率。智能电网所具有的兼容性是指电力系统能够开放性地兼容各种类型能源的能力，也正是契合了可再生能源的发展要求。2.5提升电网的电能质量在信息化社会，电网电压和频率的波动会带来信息系统发生故障的严重后果，同时对工业产品质量产生致命的影响。智能电网所具有的优质和友好性能力，是指电网与需求侧、发电商、环境和谐相处的能力，也是电网能充分满足负荷侧的要求，对于大

6、功率远距离输变电系统，可以通过大型超导储能装置提升电网电能质量。超导储能可以瞬时吸收和释放能量，避免频率的波动；同时超导储能通过电压，无功支持，可使电压极为稳定，波动很小。在配电层面，对于中小型超导储能，特别是微型超导储能，可利用其高速调节有功、无功特性来改善功率因数，稳定电网频率，控制电压的瞬时波动，平衡电网次谐波振荡，大大改善了供电质量，满足军事、工业、民用电力的需要。在改善电能质量时，超导储能系统的储能容量不一定需要很大，但功率容量一般很大。2.6建立“集约型”电力系统智能电网所具有的高效性，是指电网提高设备利用率、减少线损、降低运营成本的能力，通过新型技术和设备的应用

7、以提高网络的经济性。超导电缆使用无阻和高临界电流密度的高温超导线材作导体，极大的提高了电流能量传输能力。超导电缆具有结构紧凑的特点，能够在不增大电缆尺寸和不增大损耗的条件下增加传输功率。3、超导技术在智能电网的研究方向与传统电力装置相比，超导电力装置具有许多完全不同的特性,这种特性必会对电力系统特性产生影响。因此，必须从系统角度出发，对超导电力系统理论开展研究。研究方向主要包括：(1)超导电力装置的动力学建模研究。由于超导电力装置具有许多完全不同的特性，特别表现在时间尺度和动作特性等方面。(2)超导电力