超导电力技术在未来智能电网运用

超导电力技术在未来智能电网运用山西省电力公司晋中电力公司寿阳供电公司，山西晋中045400

摘要超导电力技术作为当前一种全新技术，已经进入快速发展阶段，并在电网中发挥重大作用，推动我国电力行业的深化改革与发展。未来智能电网的发展速度将进一步加快，再加上智能化程度的不断提升，超导电力技术的应用将占据重要地位，本文结合超导电力技术的发展状况，对其在未来智能电网中的运用进行具体分析与探讨。

关键词超导电力技术；智能电网；运用；发展

中图分类号tm7 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2012）70-0026-02

超导电力技术作为21世纪的高新技术之一，其应用与发展具有不可忽视的战略意义。通过应用超导电力技术，可有效促进电力工业发展水平的提升，推动电力工业改革与发展。以我国实际国情为出发点，再加上电力工业发展的实际情况，超导电力技术在未来智能电网中的运用，将解决电力工业发展面临的各种难题，已成为电力工业可持续发展的必经之路。

1增强电力系统稳定性能

以智能电网的发展来看，具有独特的自治能力和自愈能力，从根本上确保电网运行的安全性、稳定性。而智能电网的未来发展，

也必将实现能量双向流动，通过更多新设备、新技术的运用，可逐渐减少由于电力系统扰动而产生的影响，满足智能电网的未来发展需求。作为控制大电网稳定性的重要手段，可考虑采用超导储能装置，以发挥一个独立输出、快速反应的电源功能，加设到电力系统中，有效确保系统的有功备用效率，即使发生故障情况下，也可快速反应，将故障损失降到最低[1]。通过快捷、有效的有功调节或者无功调节，可极大增强系统可控性能，提高应对扰动能力，进而确保整个系统的安全、稳定运行。与当前已经投入使用的电网稳定装置相比，采用超导电力技术，可更好地回收过剩能量，提高反应速度，满足智能电网对稳定性提出的更高要求。因此，将超导储能技术当做功能强大的全新装置，实现电能和电网之间有功功率的灵活交换，由过去被动致稳转变为主动致稳，效果良好。

另外，若想保持电网运行的稳定性，及时隔离故障部分也是有效方法之一。如果系统出现故障，而电气系统不能及时隔离，必然对暂态稳定不利。随着电网容量的进一步扩大发展，短路电流水平随之增强，但是由于电气设备设计时主要以短路容量为标准，因此极大提高开关设备成本，甚至难以准确选型。因此，为了进一步控制短路电流，以当前使用的方法来看，无论是改变运行方式还是电网结构，或者运用电气设备，都将带来成本的增高，也对电力系统的稳定性不利[2]；如果采用超导故障限流器，将有效控制短路电流现象，通过实现超导体中常态和超导的转换，将零电阻在最短时

间内转化为高阻值，控制短路电流现象；因此，应用超导故障限流器，可刚好地满足智能电网运行的快捷性、精准性、稳定性，快速将故障隔离，并利用超导储能装置实现有功功率的补偿，双重保障稳定性，确保智能电网顺利运行。

2支持可再生能源的运用

在低碳经济发展的大背景下，可再生能源已成为发展未来电力的重要一部分。若想提高可再生能源的应用效率，必须采取必要的措施或方法，改善可再生能源品质，更好地与智能电网运行相结合，实现能源系统互动、优化互补，增强能源应用效率。应该认识到，可再生能源具有不稳定性和间歇性等特征，再加上光伏发电系统的运用与传统汽轮机组、水轮机组等有所不同，而风力发电机组中的惯性与单机容量等也有所不同，因此发电方式的变化，必将带来电网结构、管理手段及控制方法的转变，对电力系统如何安全、有效、稳定运行，提出更多挑战[3]。超导电力技术的运用，实现了电网备用储能需求，可极大支持可再生能源的发电接入，对增强电网运行安全性、可靠性具有重要意义。同时，超导电力技术还可改善分布式发电系统的运行方式，提高可再生能源发电的电能质量，保障功率平衡。

3增强智能电网的抗打击能力

对于电网运行来说，可能受到各种外部打击作用，如自然力、战争、人为因素等等；以我国2008年严重的冰冻灾害对电网造成

的影响来看，提高电网抗打击能力至关重要。以智能电网发展来看，增强防御能力就是有力抵挡来自外部的破坏力，即使电网受到一定的外部打击，仍能确保安全、稳定运行，尤其保障对关键负荷的有效电力输送。

增强智能电网的抗打击能力，关键在于保护对重要负荷的供电能力。因此可以考虑在配电系统中，应用中小型超导储能设备，以发挥容量密度高、反应速度快等优势，可作为紧急时期的备用电源，发挥有力保护作用。增强电网防御能力，就是在电网处于非正常运行的情况下，仍能确保对重要负荷的大量电力输送工作。利用超导电力技术，即使运行电压比常规电缆偏低，仍能将强大的电能通过超导电缆传输到负荷中心[4]。因此，即使输电走廊出现问题，也可通过超导电力技术确保重要负荷的正常运行。通过应用超导储能备用技术或者超导电缆的大容量传输技术，可全面确保智能电网的防御能力提升，应用于突发情况中，具有一定现实意义。

4确保智能电网的电能质量

随着信息化社会的飞速发展，电网电压与频率的波动作用可能给信息系统的稳定运行带来影响，并对工业产品的质量与寿命产生危害。因此，提高电网的电能质量，应引起足够重视。一方面，输电系统的质量控制。对于远距离、大功率的输变电系统来说，通过应用超导电力技术，可有效确保电网的电能质量。这样，可以实现瞬间吸收或者释放能量的目标，减少频率波动；同时通过超导电力

技术的电压支持或无功支持，也可确保电压的稳定性。

另一方面，配电系统的质量控制。以中小型超导储能设备运行，尤其是微型超导储能来看，可以通过对速度的调节来优化有功特性或无功特性，以此改善功率因数，确保电网频率的稳定性，减少电压波动，实现电网谐波平衡，提升供电质量，满足工业、生产、生活等全方面需要[5]。

在优化电能质量过程中，并不需要涉及较大的超导储能系统容量，但是对功率要求较高。因此，通过提升输电层面与配电层面的电能质量，基本可确保智能电网的优质性发展。

5 实现集约型

通过应用智能电网，具有高效性特征，极大确保电网设备的使用效率，降低线损，优化运营成本。通过应用新技术、新设备、新手段，可确保网络安全、稳定运行。使用超导电阻，实现电流密度的无临界，并以高温超导线作为主要导体，可增强电流能量传输性能。由于超导电缆的损耗极低，可有效控制供电网络的损耗问题，与低碳经济发展目标相一致。另外，超导电缆的结构非常紧凑，即使不增加电缆的尺寸，也可确保传输功率的有效提升，同时对环境影响非常小，基本可以忽略不计[6]。因此，从电缆运行的安全性、经济性角度来看，该技术的应用可确保供电稳定性，节约安装空间与成本，具有广泛的应用前景。

总之，超导电力技术在智能电网的应用尚处于初级探索阶段，