我國(guó)首條公里級(jí)高溫超導(dǎo)電纜工程開(kāi)工

我國(guó)首條公里級(jí)高溫超導(dǎo)電纜工程開(kāi)工

來(lái)源：中國(guó)電力新聞網(wǎng) 時(shí)間：2020-11-11 10:25

我國(guó)首條公里級(jí)高溫超導(dǎo)電纜工程開(kāi)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(zhǎng)、全商業(yè)化運(yùn)行的35千伏超導(dǎo)電纜將在上海電網(wǎng)投入運(yùn)行，承擔(dān)在中心城區(qū)兩座變電站間的電能輸送任務(wù)。該項(xiàng)目核心技術(shù)國(guó)產(chǎn)化率達(dá)100%，也將是全球范圍內(nèi)首次在超大城市的腹地引入超導(dǎo)電纜。超導(dǎo)電纜為何落滬？國(guó)網(wǎng)上海電科院超導(dǎo)電力應(yīng)用研究團(tuán)隊(duì)的系列化研究為工程得以實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

體積小容量大

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

高溫超導(dǎo)輸電，是當(dāng)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(dǎo)，是在接近零下200攝氏度的液氮環(huán)境下，利用超導(dǎo)材料的超導(dǎo)特性，使電能傳輸損耗接近于零，從而實(shí)現(xiàn)低電壓等級(jí)的大容量輸電。

據(jù)悉，此次新建的高溫超導(dǎo)電纜示范工程選址位于上海徐家匯地區(qū)，線路總長(zhǎng)度約1.2千米。為何選址徐家匯？上海電科院超導(dǎo)電力應(yīng)用研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人魏本剛介紹，“作為核心城區(qū)其可利用空間有限、工程實(shí)施復(fù)雜，工程將更具商業(yè)應(yīng)用價(jià)值、代表性和推廣性。高溫超導(dǎo)輸電具有損耗低、容量大、體積小、無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)，較以往可節(jié)省70%的地下管廊空間，大大降低綜合建設(shè)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(guó)家電網(wǎng)公司此次開(kāi)展的國(guó)產(chǎn)化公里級(jí)高溫超導(dǎo)電纜示范工程建設(shè)，將為破解城市中心電網(wǎng)負(fù)荷“過(guò)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(lǐng)跑

將超導(dǎo)電纜引入中心城區(qū)，這一“吃螃蟹”之舉的背后，是國(guó)網(wǎng)上海市電力公司超導(dǎo)團(tuán)隊(duì)數(shù)年頗有成效的研究。

近年來(lái)，上海電科院超導(dǎo)電力應(yīng)用研究團(tuán)隊(duì)圍繞超導(dǎo)電纜技術(shù)的應(yīng)用，開(kāi)展系列化研究，進(jìn)行了產(chǎn)品技術(shù)方案、線路設(shè)計(jì)選點(diǎn)、特殊施工技術(shù)等方面的研究和分析，為工程得以實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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

通過(guò)工程實(shí)施，我國(guó)在超導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域?qū)⑷〉枚囗?xiàng)突破，創(chuàng)造世界和國(guó)內(nèi)的多個(gè)首次，成功打破國(guó)外對(duì)我國(guó)的技術(shù)封鎖：在世界范圍首次實(shí)現(xiàn)最大施工難度的全埋管敷設(shè)超導(dǎo)電纜、國(guó)內(nèi)首次研發(fā)成功全國(guó)產(chǎn)化超導(dǎo)電纜、實(shí)施投運(yùn)前現(xiàn)場(chǎng)交接試驗(yàn)考核、全故障場(chǎng)景下線路備自投自切等難題。

從實(shí)驗(yàn)到實(shí)用

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

超導(dǎo)電纜如此“傲嬌”，如何對(duì)它進(jìn)行有效監(jiān)護(hù)？上海電科院超導(dǎo)團(tuán)隊(duì)通過(guò)研究率先建立多物理場(chǎng)耦合的超導(dǎo)電纜仿真模型，形成了超導(dǎo)電纜接入電網(wǎng)系統(tǒng)的完整仿真體系，解決了超導(dǎo)電纜安全運(yùn)行區(qū)間的定量分析難題；建立涵蓋超導(dǎo)電纜系統(tǒng)全部部件的多狀態(tài)量綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模型，形成了完整的狀態(tài)量異常預(yù)警方案，解決了系統(tǒng)狀態(tài)異常時(shí)的快速響應(yīng)難題；提出綜合保護(hù)策略，形成了保護(hù)配置方案，解決了超導(dǎo)電纜特有保護(hù)與傳統(tǒng)保護(hù)的對(duì)接難題。

隨著示范項(xiàng)目的啟動(dòng)，上海也開(kāi)始對(duì)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)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(guò)2500億元，占全部戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的四分之一。公里級(jí)高溫超導(dǎo)電纜示范工程是新材料應(yīng)用與電網(wǎng)發(fā)展深度融合的產(chǎn)物，這種具有中國(guó)特色的產(chǎn)業(yè)結(jié)合模式，有力推動(dòng)了我國(guó)超導(dǎo)材料從實(shí)驗(yàn)到實(shí)用的跨越，也將為上海建設(shè)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。