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电网升级需求迫切  超导电缆前景广阔

日期:2013/05/14   来源:《电力系统装备》   作者:崔宏薇
  摘要:城市化加速、用电需求量高、能源供应方与需求方距离遥远、节能要求越来越高……这些困扰中国电力行业的问题正在倒逼中国电网快速升级,一场电网建设革命正在这片广袤大地上上演。 而需求变化带来的必然是技术升级,输电损失更低、输送量更大的超导电缆越来越被大家所看好。

 

城市化加速、用电需求量高、能源供应方与需求方距离遥远、节能要求越来越高……这些困扰中国电力行业的问题正在倒逼中国电网快速升级,一场电网建设革命正在这片广袤大地上上演。

而需求变化带来的必然是技术升级,输电损失更低、输送量更大的超导电缆越来越被大家所看好。

众企聚焦超导电缆

“在液氮温度下(约-196℃)无电阻地传输大电流,导体损耗不足常规电缆的1/10,加上制冷系统的电力损耗,其运行总损耗也仅为常规电缆的50%60%;同样截面,超导电缆的电流输送能力是常规电缆的35倍,而且使用的材料环保,对周边环境没有任何影响,可以做到百分百回收”。

这一切的描述都是针对高温超导电缆的,如此优越的特性让人们对它的发展前景十分看好。据美国应用超导会议早前预测,预计到2020年,全世界超导电缆应用的总市场将达到2440亿美元,约占全球电缆市场的5%

2013221日,富通集团(天津)超导技术应用有限公司宣布引进了具有战略意义的二代钇系列超导电缆产业化生产线,以及全球领先的超导线材和超导电缆检测设备。该公司重点以二代钇系列高温超导带材的研发和高温超导电缆的中试为发展方向,未来,将会在天津建设国内第一条二代钇系高温超导电缆传输示范线。

同月,韩国LS电缆的22.9kV级超导电缆在首尔近郊实际线路系统应用中实现了无事故运行一年半,获得了韩国电力公司授予的“实际线路应用合格认证”。

201312日,日本新能源产业技术综合开发机构与古河电器工业等研究团队发表声明称,已研制出世界最高水准超导电缆,电压等级为275kV,使用该电缆可输送以往超导电缆约2倍的电力。

而综合此前的消息可以看出,除上述公司外,住友、耐克森等国际线缆巨头也早已开展超导电缆的研发及应用,而北京英纳超导、中科院电工所、长通电缆、宝胜股份、中天科技等国内线缆领先企业也都对超导电缆予以关注并不同程度进行研发、生产、应用。可见,超导电缆已经成为国内外众多线缆企业共同的选择。

近年来,关于超导电缆应用的消息也不绝于耳,如日本启动的首个将高温超导电缆并入电网的超导送电实证试验项目;在韩国,韩国电力公司进行的利川变电站及济州岛超导电缆的敷设项目、LS电缆承揽的美国新墨西哥州附近全球最大超导电缆项目Tres Amigas等,超导电缆项目的应用很是活跃。

与国际形势相比,近年来,国内超导电缆应用则略显落寂。除早在2004年投入运行的35kV 2000A云南昆明普吉变电站超导电缆系统以及在长通电缆配电网投运的10.5kV1.5kA超导电缆系统外,近几年来,只有2011年应用了超导电缆的我国首座配电级超导变电站在甘肃省白银市投入运行。

“近期国内超导电缆应用较少,大多数企业和研究机构都处于研发状态。”上海电缆研究所一专家告诉记者,“但我们2013年年底会将超导电缆应用于工程项目,具体情况现在还不方便透露。”

亚洲市场前景广阔

实际上,国际超导电缆应用市场尽管看起来很热闹,但与传统电缆产品相比,超导电缆的现有市场需求实在很小,大多为单一、试验项目,还谈不上大规模商业应用。现在的超导电缆拥趸者看中的其实是超导电缆的未来,而在他们眼中,最需要关注的市场在亚洲。

上述日本新能源产业技术综合开发机构与古河电器工业等研究团队称:“预计亚洲新兴国家用电量将增加,2020年该超导电缆可应用在亚洲新兴国家和日本国内城市。”

拥有世界领先超导电缆技术的LS电缆超导专家则直言看好中国市场,他表示:“中国是目前世界电力消耗量最大的国家,未来超导电缆市场也将以中国为核心开展。中国的东部大城市人口密集现象正在迅速增加,导致负荷密度也在剧增。因此,为了满足大城市的巨大电力消耗,迫切需要类似超导电缆等无电力损耗的大容量传输电力新技术。而且,采用超导电缆,无需增加电缆沟等土建工程,可利用原有电缆沟及管道。

对于发电站与输电用升压变电站之间的电力传输,可通过超导电缆实现稳定输送。今后,如果确保超导电缆长距离技术,还可通过超导电缆实现低损失、大容量且长距离输电,使其得以应用于中国的西电东输等大型工程。”

他同时介绍称,计划与中国国内的研究机构及电力公司合作,共同开发世界最高水平的超导电缆系统。

无疑,超导电缆的最大未来应用市场在电网。在我国,国家电网公司和南方电网公司早就表达了对超导电缆的关注。

国家电网公司从2009年开始推广坚强智能电网,而超导技术就是智能电网基础技术之一,被写入了由国家电网公司总经理刘振亚主编的《智能电网技术》一书,书中详细介绍了超导电缆的分类结构、冷却系统、损耗等内容。可见,随着智能电网的推进,超导电缆在国家电网的大范围应用是必然的,前文提到的甘肃白银超导变电站即为智能变电站的典型项目,国家电网公司还同时开展了未来城110kV超导电缆输电技术试验段等超导示范项目。

而南方电网公司已经启动了超导技术研究。负责筹建南方电网超导电力试验与研发实验室的胡南南博士介绍说,2012~2013年,南方电网公司将建设超导导体、磁体(线圈)制造与检测实验室,建设新型超导电力装置研发实验室;2013~2014年,建设柔性直流/交流输电实验室,建设大型超导电力装置工程试验实验室;2013~2015年,将结合现有普吉变电站的资源优势,建设220kV普吉超导变电站及普吉开放式多接口超导电力装置并网试验基地,实现220kV500kV等级超导限流器并网运行,建设超导限流器限制输电网短路电流的示范工程基地。在超导电缆方面,南方电网公司将在有实际需要的输电路径建设超导电缆应用示范线路,重点解决超导输电的实用化关键技术。

尽管受限于冷却系统容量有待提高、长距离化关键技术有待开发、价格仍较昂贵几大因素,超导电缆目前的实际应用还比较有限,但对于未来电网来说,其已经成为一种必需。5年前,记者曾了解过超导电缆,当时企业对超导电缆的关注程度远低于现在。谁又能肯定在下一个5年,在越来越多的优秀技术人员的努力研发下,超导电缆不会实现产业化呢?


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