超导电力技术在未来智能电网运用 刘东永

超导电力技术在未来智能电网运用刘东永

发表时间：2018-07-24T12:04:49.853Z 来源：《基层建设》2018年第15期作者：刘东永[导读] 摘要：未来电力工业的发展方向主要向智能化发展，而发展智能电网离不开超导电力技术的有力支持。

身份证：13233719781118XXXX 河北石家庄 050000

摘要：未来电力工业的发展方向主要向智能化发展，而发展智能电网离不开超导电力技术的有力支持。研究超导电力技术在智能电网中的应用对我国的电力系统的发展具有重要的意义，本文就针对此问题进行了探讨和研究。

关键词：超导电力智能电网超导储能可再生能源

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。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；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

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。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。

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。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，结合我国电力系统发展的实际情况及运行特征，超导电力技术必将在未来智能电网发展中，发挥重要作用。

参考文献

[1]陈中，肖立业，王海风.超导电力技术在未来智能电网应用研究[J].电工文摘，2010(3).