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      我國首條公里級高溫超導電纜示范工程啟動(dòng)建設 年底掛網(wǎng)運行

         日期:2023-05-09     瀏覽:1069     評論:0    
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        2月21日下午,中國首條公里級高溫超導電纜示范工程啟動(dòng)大會(huì )在上海寶山城市工業(yè)園區舉行。這意味著(zhù),高溫超導電纜示范工程作為上海加快超導技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要突破口,已經(jīng)做好了技術(shù)儲備、工程建設、人才團隊、產(chǎn)業(yè)承載的各項準備,標志著(zhù)我國超導電纜實(shí)用產(chǎn)業(yè)化正式起步。

        顛覆傳統電線(xiàn)電纜

        高溫超導體是20世紀最偉大的發(fā)現之一?!俺瑢w”是指能進(jìn)行超導傳輸的導電材料。零電阻和抗磁性是超導體的兩個(gè)重要特性,特別是超導體的零電阻對于傳統以銅、鋁為導體的電線(xiàn)電纜更是顛覆性的。第二代高溫超導材料不像傳統電纜那么粗壯笨重,核心傳導層薄如蟬翼,輕若鴻毛。1000米的超導帶材,就像皮尺一樣,可盤(pán)卷起來(lái),一個(gè)人就可以輕松拿起,更關(guān)鍵的是,它的輸電能力比同尺寸銅導線(xiàn)高出百倍。另?yè)y算,用銅或鋁導線(xiàn)輸電,約有10左右%的電能損耗在輸電線(xiàn)路上,光是在中國每年的電力損失即達上千億度。

        專(zhuān)家解釋說(shuō),“高溫超導”的概念,并非老百姓心目中的日?!案邷亍?,而是指相對于零下270攝氏度的低溫超導而言,高溫超導能在零下196攝氏度(77K)實(shí)現零電阻,由于實(shí)現零下196攝氏度低溫環(huán)境的成本大幅降低,因此顯露出廣闊的市場(chǎng)空間。

        近幾年上海新材料產(chǎn)業(yè)穩步發(fā)展,在高溫超導領(lǐng)域上海潛心布局十年,掌握了自主可控的核心技術(shù)。啟動(dòng)大會(huì )上,承擔超導電纜研制的上海電纜研究所與上海超導、上創(chuàng )超導兩家超導帶材公司,與國網(wǎng)上海電力公司,分別簽訂了帶材供應和工程運維的合作協(xié)議。

        2019年底實(shí)現掛網(wǎng)運行

        據介紹,本次示范工程使用的高溫超導電纜將在上海電纜所超導中試基地完成一系列研制生產(chǎn)過(guò)程?;刈鳛閲鴥仁讉€(gè)超導中試平臺,擁有可連續大長(cháng)度生產(chǎn)的超導電纜工藝車(chē)間、超導低溫實(shí)驗室、智能化超導電纜數據中心、超導電纜電氣研究實(shí)驗室、超導高壓大廳等,為開(kāi)展超導電纜產(chǎn)業(yè)化中試研究打下良好的基礎。該基地集高溫超導電纜系統設計、研發(fā)、生產(chǎn)、檢測評估及技術(shù)咨詢(xún)于一體,是目前國內唯一具備在線(xiàn)連續化生產(chǎn)大長(cháng)度高溫超導電纜的單位,可為電網(wǎng)用戶(hù)提供超導電纜工程化應用一攬子的解決方案。

        此次啟動(dòng)的中國首條公里級高溫超導電纜示范工程,長(cháng)度1.2公里,預計2019年底實(shí)現掛網(wǎng)運行,將全面、系統驗證自主高溫超導技術(shù)在超大城市中心城區與電網(wǎng)耦合運行的可靠性、穩定性和經(jīng)濟性,積累第一手的應用數據和經(jīng)驗,為推進(jìn)高溫超導材料在智能電網(wǎng)改造中實(shí)現產(chǎn)業(yè)化應用推廣奠定基礎,將成為上海前沿新材料推動(dòng)創(chuàng )新成果產(chǎn)業(yè)化的典型范例。

        隨著(zhù)示范工程的試點(diǎn)應用,在不久的未來(lái),高溫超導輸電有望在上海智能電網(wǎng)建設上率先實(shí)現產(chǎn)業(yè)化推廣:一是城市電網(wǎng)改造和電力擴容方面,發(fā)揮高溫超導電纜載流量大、體積小的優(yōu)勢,在城市老舊電網(wǎng)改造,尤其是狹窄空間的電力增容擴容過(guò)程中,作為更優(yōu)化的解決方案;二是人口密集區電力設施建設方面,發(fā)揮高溫超導輸電基本沒(méi)有電磁輻射、系統可靠性高、節能環(huán)保等優(yōu)勢,緩解群眾對變電站、變壓器、輸變電線(xiàn)路等電力基礎設施的抵觸心理,降低工程時(shí)間成本和實(shí)施難度。高溫超導電纜示范工程作為產(chǎn)業(yè)化前中試性質(zhì)的示范應用,是實(shí)現超導材料在輸配電領(lǐng)域規?;瘧玫谋赜芍?。

        全球研究開(kāi)發(fā)方興未艾

        當前,全球范圍內較長(cháng)距離高溫超導電纜的研究開(kāi)發(fā)方興未艾,高溫超導電纜的實(shí)用化、商用化進(jìn)程正在加速,已有多組長(cháng)距離高溫超導電纜并入實(shí)際電網(wǎng)運行,主要集中在美國、日本、韓國、德國。目前已投運的最長(cháng)高溫超導電纜位于德國埃森市,全長(cháng)約為1公里,采用第一代超導材料BSCCO。

        隨著(zhù)全球越來(lái)越關(guān)注高溫超導輸電技術(shù)的發(fā)展,多國正在計劃開(kāi)展超導電纜大規模商業(yè)化應用。如美國AMSC已經(jīng)正式啟動(dòng)將三大電網(wǎng)實(shí)現完全互聯(lián)和可再生能源發(fā)電并網(wǎng)的“Tres Amigas超級變電站”項目,采用高壓直流超導輸電技術(shù)實(shí)現電網(wǎng)互聯(lián)。韓國正在推動(dòng)現有電力傳輸網(wǎng)采用高溫超導電纜的進(jìn)程,預計在未來(lái)五年內將實(shí)現50km高溫超導電纜在實(shí)際商業(yè)電網(wǎng)中的使用和服務(wù)。此外,日本、德國、荷蘭、丹麥等國家也正在積極運籌本國的超導電纜規劃,構建超導電纜輸電網(wǎng)絡(luò )。

        其實(shí),我國自“九五”以來(lái)即開(kāi)展高溫超導電纜的研究,先后研制出多條不同長(cháng)度和電流的高溫超導電纜并投入實(shí)際工程運用,為我國高溫超導電纜設計、制造和運行積累了重要經(jīng)驗。2013年,上海電纜研究所牽頭建成的國內首套30米、35kV、低溫絕緣高溫超導電纜在寶山鋼鐵股份有限公司掛網(wǎng)運行,標志著(zhù)我國在實(shí)用低溫絕緣高溫超導電纜技術(shù)中獲得重大突破,成為國際上少數成功建設低溫絕緣高溫超導電纜示范工程的國家。目前國內尤其是東部沿海地區,對建設高溫超導電纜示范工程都表現出極大興趣。如南方電網(wǎng)已選址深圳平安大廈建設420米高溫超導輸電示范工程,并完成項目立項;天津富通百米級二代超導示范線(xiàn)已掛網(wǎng)運行;河北雄安新區亦有意向在智能電網(wǎng)建設中采用高溫超導輸電技術(shù)等。

       
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