http://kadhoai.com.cn 2026-04-26 17:28:35 來源:《電氣中國》
bujiuqian,zhongguodianlikexueyanjiuyuanzizhuyanfadegaowenchaodaochunengxitong,zaiguojiadianwanggongsidianlixitongdongmoshiyanshishixianlebingwanggonglvbuchang。zhebiaozhizhewoguozaigaowenchaodaochunengxitongyingyongjishulingyuqudelejieduanxingtupo,tongshihuanqilerenmenduichaodaodianlijishujizhuangbeideguanzhu。
超導儲能研究漸熱
據相關研發人員介紹,此次實驗的成功,表明我國已自主掌握了第二代高溫超導儲能係統單元構造、集成、控製、保護和輸配電工程應用等關鍵技術,其研究成果為下一階段開展超導電力應用技術的科研、試驗示範運行、係統分析與評估奠定了堅實的基礎。此前,中國電力科學研究院還承擔了“第二代高溫超導儲能單元構成關鍵技術研究”課題。
高溫超導儲能係統是一種可實現電能—電能轉換的儲能係統,可直接存儲電磁能,沒有電阻損耗,功率輸送時無需能源形式的轉換,具有反應速度快、功率密度高以及高效率的優點,可以實現與電力係統的實時大容量能量交換和功率補償,在提高電網的電能質量、供電可靠性和動態穩定性方麵具有重要的作用。
另外,超導儲能係統的功率規模和儲能規模可以做的很大,並具有係統效率高、技術較簡單、沒有旋轉機械部分、沒有動密封問題等優點。超導儲能技術在進行輸/配電係統的瞬態質量管理、提高瞬態電能質量、電網暫態穩定性、緊急電力事故應變等方麵具有積極作用,因而具有廣闊的應用前景。
長chang城cheng證zheng券quan分fen析xi人ren士shi認ren為wei,超chao導dao儲chu能neng是shi智zhi能neng電dian網wang技ji術shu的de研yan究jiu方fang向xiang之zhi一yi,但dan是shi由you於yu可ke靠kao性xing和he經jing濟ji性xing的de製zhi約yue,商shang業ye化hua應ying用yong還hai比bi較jiao遠yuan。目mu前qian,國guo內nei風feng電dian、光電儲能項目的儲能方式還是以鋰電池為主,輔助以鈉硫電池、液流電池儲能。
超導電氣設備產業化
華hua泰tai聯lian合he研yan究jiu員yuan唐tang曉xiao斌bin表biao示shi,超chao導dao目mu前qian已yi經jing進jin入ru產chan業ye化hua階jie段duan。高gao溫wen超chao導dao材cai料liao和he低di溫wen超chao導dao材cai料liao應ying用yong領ling域yu並bing不bu一yi致zhi,預yu計ji高gao溫wen超chao導dao中zhong的de超chao導dao限xian流liu器qi、超導濾波、超導儲能技術將有可能最先獲得應用。低溫超導中的主要用於核磁共振(MRI)、可控核聚變磁場線圈(ITER)技術也已經成熟,但是市場較小。
唐曉斌認為,一、超導限流器能在電網短路時,限製短路電流,保護電網。保守預計,廣東電網在2015年會有60個(ge)變(bian)電(dian)站(zhan)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)超(chao)過(guo)設(she)計(ji)的(de)安(an)全(quan)標(biao)準(zhun)。華(hua)東(dong)等(deng)電(dian)力(li)負(fu)荷(he)大(da)區(qu)也(ye)有(you)同(tong)樣(yang)的(de)問(wen)題(ti)。與(yu)其(qi)他(ta)限(xian)製(zhi)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)的(de)方(fang)式(shi)相(xiang)比(bi),超(chao)導(dao)限(xian)流(liu)裝(zhuang)置(zhi)有(you)不(bu)改(gai)動(dong)原(yuan)有(you)設(she)計(ji)和(he)設(she)備(bei),運(yun)行(xing)能(neng)耗(hao)大(da)幅(fu)降(jiang)低(di)等(deng)優(you)點(dian)。他(ta)測(ce)算(suan),與(yu)500kV空心電抗器對比,超導限流器每年將節省電費達200萬元,節省原有設備改造投入500萬元以上。估計超導限流器的市場在600億元。
二、超導濾波器是移動通信基站靜態擴容的重要手段。它提高移動通信基站覆蓋麵積一倍,同時降低掉話率50%以上。超導濾波屬於成熟技術。美國目前已經裝備了6000台超導濾波器。我國目前生產的超導濾波器還主要是應用於軍事雷達、軍事通信方麵。民用方麵,聯通公司已經在北京和唐山的試點基站安裝了超導濾波器,成功運行4年以上。隨著移動通信數據傳輸量的大幅度增加,超導濾波器必將進入移動通信基站。保守估計超導濾波器的市場在375億元。
三、超導儲能主要用於解決風電、光伏發電係統的並網問題。超導儲能響應速度快,可以快速根據電源放電狀況收/放電能。目前國家電網資助的中國電科院 “第二代高溫超導儲能單元構成關鍵技術研究”項目驗收已經獲得通過。在美國和日本,超導儲能已經有10例以上的應用。由於超導儲能主要用於調節電能質量,與抽水蓄能等大規模的能量儲存手段,並不矛盾。
diyidaihedierdaigaowenchaodaocailiaogeyouyoushi。chengbenfangmian,muqiandiyidaichengbenshidierdaidesanfenzhiyi,dandierdaiyouqianlijiangzhidiyidaiyixia。zaiyingyonglingyufangmian,chulechaodaodianjixuyaoyongdierdaiwai,biedeyingyonglingyuliangzhongcailiaojibenyizhi。
產業化是關鍵
實際上,超導技術的應用不僅局限於儲能係統。在超導電纜、超導限流器方麵也都獲得一定程度發展。總體而言,超導電氣設備能最大限度地減少損耗,達到電能的高效利用。
今年4月,能大幅度提高電網供電可靠性和安全性的我國首座超導變電站,在甘肅省白銀市建成並安全運行。該變電站就集成了超導儲能係統、超導限流器、超導變壓器和三相交流高溫超導電纜等多種新型超導電力裝置。
有(you)專(zhuan)家(jia)認(ren)為(wei),超(chao)導(dao)技(ji)術(shu)真(zhen)正(zheng)實(shi)現(xian)產(chan)業(ye)化(hua)還(hai)需(xu)要(yao)較(jiao)長(chang)時(shi)間(jian)。不(bu)過(guo),業(ye)內(nei)也(ye)有(you)不(bu)同(tong)觀(guan)點(dian)。唐(tang)曉(xiao)斌(bin)認(ren)為(wei),超(chao)導(dao)技(ji)術(shu)目(mu)前(qian)已(yi)經(jing)進(jin)入(ru)產(chan)業(ye)化(hua)階(jie)段(duan)。預(yu)計(ji)高(gao)溫(wen)超(chao)導(dao)中(zhong)超(chao)導(dao)限(xian)流(liu)器(qi)、超導濾波、超導儲能將有可能最先獲得應用。
高溫超導電纜也是超導技術在電力領域應用的一個重要方麵。它采用無阻和高電流密度的高溫超導材料作為載流導體,具有載流能力大、損耗低和體積小的優點,相同截麵積的超導電纜的傳輸容量將比常規電纜高3~5倍(bei),而(er)電(dian)纜(lan)本(ben)體(ti)的(de)焦(jiao)耳(er)熱(re)損(sun)耗(hao)非(fei)常(chang)小(xiao)。雖(sui)然(ran)在(zai)交(jiao)流(liu)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)下(xia),它(ta)也(ye)存(cun)在(zai)一(yi)定(ding)的(de)損(sun)耗(hao),但(dan)超(chao)導(dao)電(dian)纜(lan)隻(zhi)要(yao)超(chao)過(guo)一(yi)定(ding)長(chang)度(du)後(hou),即(ji)使(shi)考(kao)慮(lv)到(dao)低(di)溫(wen)冷(leng)卻(que)和(he)終(zhong)端(duan)所(suo)需(xu)的(de)電(dian)能(neng)消(xiao)耗(hao),其(qi)輸(shu)電(dian)損(sun)耗(hao)也(ye)將(jiang)比(bi)常(chang)規(gui)電(dian)纜(lan)降(jiang)低(di)50%~70%。
有專家曾計算過,以我國電網傳輸損耗約占發電容量的7%計算,如果全部采用超導電纜,則可以將電網的傳輸損耗減少到大約3.5%以下,效益顯而易見。
三大問題待解
有專家告訴記者,目前常規電氣設備和電力係統存在著自身的局限,這激發了業界對超導電氣設備的試驗和研發。
jujieshao,woguodianlixitongdefazhanqushishidianlixitongderongliangyuelaiyueda,dianwangxiangchaodaguimofangxiangfazhan。suizhedianwangrongliangheguimodebuduankuoda,dianlixitongdeduanlurongliangyuelaiyueda,zheduidianlixitongdeanquanwendingyunxinggouchenglehendadeweixie。muqian,zaishudianxitongzhongshangwuyouxiaodexianliushebei。congdianwangdejiegouheyunxingfangshirushoulaijiangdiduanludianliu,qizaojiafeichanganggui。chaodaodianqishebeizaizhefangmianzejuyouxianzhudeyoushi。
有業內人士指出,常規電力係統的效率受到銅、鋁lv等deng基ji本ben導dao電dian材cai料liao的de限xian製zhi,要yao進jin一yi步bu降jiang低di導dao電dian材cai料liao的de自zi身shen耗hao電dian,難nan度du很hen大da。隨sui著zhe我wo國guo電dian力li需xu求qiu量liang的de增zeng大da,網wang絡luo的de總zong損sun耗hao將jiang進jin一yi步bu增zeng大da。這zhe也ye需xu要yao超chao導dao技ji術shu來lai突tu破po這zhe一yi局ju限xian。
此(ci)外(wai),常(chang)規(gui)電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)占(zhan)地(di)麵(mian)積(ji)大(da),而(er)人(ren)口(kou)密(mi)集(ji)的(de)大(da)中(zhong)城(cheng)市(shi)正(zheng)是(shi)負(fu)荷(he)中(zhong)心(xin)。隨(sui)著(zhe)電(dian)能(neng)需(xu)求(qiu)不(bu)斷(duan)增(zeng)長(chang),電(dian)網(wang)建(jian)設(she)占(zhan)地(di)的(de)需(xu)求(qiu)量(liang)也(ye)隨(sui)之(zhi)增(zeng)大(da)。城(cheng)市(shi)用(yong)地(di)緊(jin)張(zhang)和(he)供(gong)電(dian)難(nan)的(de)矛(mao)盾(dun),同(tong)樣(yang)也(ye)需(xu)要(yao)超(chao)導(dao)技(ji)術(shu)來(lai)破(po)解(jie)。
目前,全國有多家科研院所在對超導電力技術進行攻堅,取得了可喜的成就。
如超導電纜從“九五”期qi間jian開kai始shi研yan究jiu,已yi研yan製zhi出chu多duo種zhong類lei型xing的de高gao溫wen超chao導dao電dian纜lan。多duo種zhong類lei型xing的de超chao導dao電dian氣qi設she備bei都dou已yi研yan製zhi出chu樣yang機ji,一yi些xie產chan品pin進jin入ru示shi範fan試shi驗yan運yun行xing階jie段duan。不bu過guo,據ju記ji者zhe了le解jie,目mu前qian超chao導dao電dian力li技ji術shu的de應ying用yong和he產chan業ye化hua方fang麵mian,仍reng麵mian臨lin一yi些xie問wen題ti亟ji待dai解jie決jue。
中國科學院電工研究所專家表示,超導電力技術的應用和產業化麵臨三個方麵的問題:一是超導材料的臨界溫度還有待提高;二是超導材料的價格還比較高,有的比常規材料高幾十倍、上百倍;三是超導技術所應用的低溫製冷係統的製備還比較複雜,且製冷機的免維護壽命較短。與此同時,超導電氣裝備的低溫高電壓絕緣技術、實時檢測技術、集成技術、與常規係統的匹配協調運行等,也還需要進一步研究。
超導產業“十年十倍”
我國新材料產業“十二五”發展規劃尚在征求意見之際,而被譽為“十年十倍”的超導產業卻已紛紛搶跑。
今年5月27日,蘇州工業園區舉行的園區開發建設17周年慶祝儀式上,包括蘇州力鼎新材料等公司在內的29個項目集體開工、開業。蘇州力鼎新材料公司是國內首家開發第二代超導線材的企業。
不僅是蘇州力鼎新材料公司,就在5月yue中zhong旬xun,陝shan西xi西xi部bu超chao導dao材cai料liao公gong司si與yu中zhong科ke院yuan高gao能neng物wu理li研yan究jiu所suo簽qian署shu了le合he作zuo框kuang架jia協xie議yi,開kai啟qi了le特te殊shu超chao導dao線xian材cai的de國guo產chan化hua進jin程cheng。此ci外wai,國guo家jia電dian網wang正zheng籌chou建jian一yi條tiao長chang約yue1公裏、110kV高溫超導電纜示範項目,計劃2012年建成。
在各方紛紛布局超導產業的背後,是看中該產業的廣闊市場。
guojiazhinengdianwangdefazhan,duichaodaocailiaodailaishizhixuqiu。huatailianhedeyanjiubaogaozexianshi,weilaishinian,suizhewoguodianwanghefeidianwangshichangdechaodaoyingyong,shichangguimojiangchaoguo2000億元。新材料產業“十二五”發展規劃顯示,目前我國新材料產業占國內生產總值15%,預計未來五年的增速將保持在20%以上。
而據國際超導工業界的數據顯示,2010年,全球超導電力技術產業產值約75億美元,預計到2020年,該產值將達750億美元,也就是說,超導產業有望迎來“十年十倍”的迅猛增長。
就在超導產業紛紛落地之時,記者了解到,正在征求意見的新材料產業“十二五”發展規劃明確提出,新材料產業的重點行業包括航空航天、能源資源、交通運輸、重大裝備等領域急需的碳纖維、半導體材料、高溫合金材料、超導材料、高性能稀土材料、納米材料等。
值得一提的是,該發展規劃提出,對重點發展的行業將給予更多的政策支持,包括產業基金、財政貼息、信貸支持等,這為包括超導在內的新材料行業加快發展插上翅膀。