电力专业动态报告.docx

电力专业动态报告

第一篇：电力专业动态报告超导电力技术及其发展前景班级：姓名：学号：1.引言超导材料是在低温条件下能出现超导电性的物质。超导材料最独特的性能是电能在输送过程中几乎不会损失。近年来,随着材料科学的发展,超导材料的性能不断优化,实现超导的临界温度也越来越高。一旦室温超导体达到实用化、工业化,将对现代文明社会中的科学技术产生深刻的影响。超导体具有诸多奇特的物理性质,如零电阻特性、完全抗磁特性、宏观量子相干效应等,超导技术就是基于这些性质而发展起来的。超导电力技术则是超导技术与电工技术相结合而产生的一门新技术。超导电力技术主要研究开发各种超导电力装置,以及含超导装置的电力系统的各种特性。超导电力装置具有体积小、重量轻、容量大等基本特点,许多电力装备都可以采用超导技术来提高其性能,如输电电缆、电机、变压器、储能装置等,同时还可采用超导技术研制出常规技术无法实现的新型电力设备,如超导故障电流限制器等。超导电力技术的实际应用,不仅可以极大地提高电力系统中单机容量和电网的输送容量并大大降低电网的损耗,还可以明显改善电能的质量,提高电力系统运行的稳定性和可靠性,提高电网的安全性,并为电网向超大规模方向发展提供技术基础。2.概述近年来,超导电力技术受到了世界各国的广泛重视。1999年,美国开始了SPI(SuperconductivityPartnershipInitia-tive)计划,开展了如超导电机、超导电缆、超导变压器、超导限流器、超导磁悬浮飞轮储能等项目的研究。在“美国电网2030”计划中,还提出了采用超导电力技术建设骨干电网等建议,在其海军舰船先进电力系统计划中也列入了超导推进电机等研究项目。日本在20世纪90年代曾实施了SuperGM等超导电力技术研究计划,并成立了国际超导技术研究中心(ISTEC),其主要电力公司及电机制造厂家均积极参与超导电力技术研究工作。法国、德国、俄罗斯、以色列和印度等都相继开展了超导电力技术研究工作。韩国也于2001年制定了高温超导技术的十年发展规划。在超导电力装置方面,国外研究开发的重点主要是高温超导电缆、高温超导限流器、超导储能系统、高温超导变压器、高温超导电动机以及无功功率补偿用的高温超导同步发电机。过去十余年中在国家863专项计划、国家重点研究基础计划和各地方科技计划的支持下，我国在超导技术领域的研究能力大大加强，取得了一系列的科研成果。目前我国在超导技术领域与国际先进水平的差距正在缩小，形成了具有一定规模的超导技术产业，增强了我国在超导技术领域的国际竞争力。3.正文3.1超导电力技术与应用3.1.1超导电力技术超导电子技术，即超导技术在弱电方面的应用。其实超导技术突出的特点为电力技术带来了更深刻的革命。与常规技术相比较,应用超导技术具有很多优越的性能，可以解决若干现有的常规技术难以解决的电力系统中的重大难题。超导发电机可以使发电机的同步电抗减小到常/5规发电机的1/3,从而提高发电机的稳定送电极限；超导电缆可以降低电网损耗,减少输电线路占地面积,并以较低电压输送巨大容量的电能,为大城市的高密度送电提供保证；电压等级的降低,还会使系统绝缘水平下降,电网结构得z到改善,从而带来巨大的经济效益；超导限流器可以限制系统短路电流,从而降低系统中电气设备的电磁电特别是超导变压器，早在20世纪60年代,就引起了人们的注意。与常规变压器相比,超导变压器在以下几方面具有较大的技术经济优势。a.体积小、重量轻。由于超导线的通电D密度远大于铜等常规导体,利用超导线材制成的变压器绕组的体积和重量与常规变压器相比,分别只有后者的30%～70%和40%～60%。b.阻燃。在高温超导变压器中,液氮既是冷却剂,又是绝缘的一部分,而且具有良好的绝缘性能。又由于氮气不可燃,加上温度极低,超导压器具有良好的阻燃特性。这一优点可提高变电站、发电厂的安全性能。c.效率高。维护超导所需要的冷却能量是制约变压器效率的关键因素。由于超导线材技术和冷却技术的进步，特别是高温超导线材技术的应用,超导变压器的效率可比常规变压器高出11%～15%。由于高温超导变压器还可以使用直接冷却技术,使其在低于77K的温区运行,这可以获得更高的超导稳定性。在过冷却液氮温度(66K)下可达到800kV。但当时的超导线在交变磁场下交流损耗较大,以致使采用超导材料后的铜耗减少补偿不了由交流损耗引起的热损耗，在经济上没有明显的优越性，加之当时的低温系统可靠性还达不到电力系统对安全可靠性的要求。因此，在20世纪80年代前,超导变压器的研究没有很大进展。3.1.2高温超导电缆高温超导电缆采用无阻和高电流密度的高温超导材料作为载流导体,具有载流能力大、损耗低和体积小的优点,其传输容量将比常规电缆高3～5倍,而电缆本体的焦耳热损耗几乎为零。虽然在交流运行状态下,它