我國首條公里級高溫超導電纜工程開工

我國首條公里級高溫超導電纜工程開工

來源：中國電力新聞網(wǎng) 時間：2020-11-11 10:25

我國首條公里級高溫超導電纜工程開工

小通道大容量 為城市空間“減壓”

徐潔 熊祥鴻

今年年底，世界上輸送容量最大、距離最長、全商業(yè)化運行的35千伏超導電纜將在上海電網(wǎng)投入運行，承擔在中心城區(qū)兩座變電站間的電能輸送任務。該項目核心技術(shù)國產(chǎn)化率達100%，也將是全球范圍內(nèi)首次在超大城市的腹地引入超導電纜。超導電纜為何落滬？國網(wǎng)上海電科院超導電力應用研究團隊的系列化研究為工程得以實施奠定了堅實的基礎。

體積小容量大

4月30日，由國家電網(wǎng)有限公司興建的國內(nèi)首條35千伏公里級高溫超導電纜示范工程在上海開工，是國內(nèi)高溫超導電纜輸電工程的里程碑。

高溫超導輸電，是當前電力行業(yè)最具革命性意義的工程技術(shù)之一。所謂高溫超導，是在接近零下200攝氏度的液氮環(huán)境下，利用超導材料的超導特性，使電能傳輸損耗接近于零，從而實現(xiàn)低電壓等級的大容量輸電。

據(jù)悉，此次新建的高溫超導電纜示范工程選址位于上海徐家匯地區(qū)，線路總長度約1.2千米。為何選址徐家匯？上海電科院超導電力應用研究團隊負責人魏本剛介紹，“作為核心城區(qū)其可利用空間有限、工程實施復雜，工程將更具商業(yè)應用價值、代表性和推廣性。高溫超導輸電具有損耗低、容量大、體積小、無污染的優(yōu)點，較以往可節(jié)省70%的地下管廊空間，大大降低綜合建設成本，因此非常適合于大容量電能在城市中心區(qū)域的輸送。”

據(jù)了解，國家電網(wǎng)公司此次開展的國產(chǎn)化公里級高溫超導電纜示范工程建設，將為破解城市中心電網(wǎng)負荷“過熱”的矛盾提供可行的解決方案。這種“小通道大容量”的輸電模式將有助于在上海中心區(qū)域打造環(huán)境友好、資源友好的城市能源互聯(lián)網(wǎng)。

由跟跑到領跑

將超導電纜引入中心城區(qū)，這一“吃螃蟹”之舉的背后，是國網(wǎng)上海市電力公司超導團隊數(shù)年頗有成效的研究。

近年來，上海電科院超導電力應用研究團隊圍繞超導電纜技術(shù)的應用，開展系列化研究，進行了產(chǎn)品技術(shù)方案、線路設計選點、特殊施工技術(shù)等方面的研究和分析，為工程得以實施奠定了堅實的基礎。

此次工程在規(guī)模和技術(shù)層面都創(chuàng)下了數(shù)個世界第一。據(jù)魏本剛介紹，“建成后的超導示范項目將是世界首個為大型城市負荷中心供電的超導電纜工程，是世界輸送容量最大、輸送距離最長的商業(yè)化運行超導電纜工程，是世界唯一采用

通過工程實施，我國在超導技術(shù)領域?qū)⑷〉枚囗椡黄?，?chuàng)造世界和國內(nèi)的多個首次，成功打破國外對我國的技術(shù)封鎖：在世界范圍首次實現(xiàn)最大施工難度的全埋管敷設超導電纜、國內(nèi)首次研發(fā)成功全國產(chǎn)化超導電纜、實施投運前現(xiàn)場交接試驗考核、全故障場景下線路備自投自切等難題。

從實驗到實用

即將在上海敷設的這根超導電纜，為了讓電纜保持超導特性，在地下鋪設超導電纜的同時，將配套建設制冷系統(tǒng)，從而讓超導線材持續(xù)泡“冷水浴”。

超導電纜如此“傲嬌”，如何對它進行有效監(jiān)護？上海電科院超導團隊通過研究率先建立多物理場耦合的超導電纜仿真模型，形成了超導電纜接入電網(wǎng)系統(tǒng)的完整仿真體系，解決了超導電纜安全運行區(qū)間的定量分析難題；建立涵蓋超導電纜系統(tǒng)全部部件的多狀態(tài)量綜合監(jiān)測系統(tǒng)模型，形成了完整的狀態(tài)量異常預警方案，解決了系統(tǒng)狀態(tài)異常時的快速響應難題；提出綜合保護策略，形成了保護配置方案，解決了超導電纜特有保護與傳統(tǒng)保護的對接難題。

隨著示范項目的啟動，上海也開始對產(chǎn)業(yè)化進行深度布局。作為上海市七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，新材料目前年產(chǎn)值超過2500億元，占全部戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的四分之一。公里級高溫超導電纜示范工程是新材料應用與電網(wǎng)發(fā)展深度融合的產(chǎn)物，這種具有中國特色的產(chǎn)業(yè)結(jié)合模式，有力推動了我國超導材料從實驗到實用的跨越，也將為上海建設具有全球影響力的科技創(chuàng)新中心和新興產(chǎn)業(yè)培育提供重要的支撐。