超导技术在智能电网中的应用

智能电网已成为电力工业重要发展方向，智能电网必须能解决未来电网发展所面临的一些关键问题。智能电网的建设和发展是一个多学科交叉的崭新学术领域，需要从多角度统揽问题，更需要新技术和新设备应用，以适应未来电网的要求。智能电网对电网安全稳定性、经济性、可再生能源的包容性、电能质量都有根本性的提高。

而超导电力技术的进步为应对这一挑战带来了重大机遇并有可能提供解决方案。超导电力技术的应用，包括输电电缆、限流器、电动机、发电机、变压器、超导储能系统等在内的一系列高温超导产品，对提高电网容量、电能质量、供电可靠性和安全性具有重要意义，将给电力技术的发展、智能电网的结构和特点产生深远的影响。“美国电网2030”计划，把超导电力技术放在一个十分重要的位置上，并计划采用超导电力技术建设骨干电网。美国能源部认为超导电力技术将是21世纪电力工业唯一的高技术储备，发展高温超导电力技术是检验美国将科学发现转化为应用技术能力的重大实践，而日本新能源开发机构（NE-DO）则认为发展高温超导电力技术是在21世纪的高技术竞争中保持尖端优势的关键所在。可以认为，超导电力技术将是21世纪具有经济战略意义的一种高新技术。我国一直重视超导技术的研究，中国科学院电工研究所、清华大学、华中科技大学和华北电力大学正在开展超导技术的研究，且取得了较大的成果，但目前超导电力技术与国际一流水平总体上仍然存在着一定的差距。(www.xing528.com)

超导技术在智能电网未来的发展中，在以下六个方面将起到重要作用：①在提高电力系统暂态稳定性方面，通过超导故障限流器及时快速隔离故障，通过超导储能装置补偿不平衡有功功率，能提高电网暂态稳定性，以满足智能电网的对系统暂态安全稳定的基本要求；②在提高电力系统小干扰稳定性方面，通过超导储能技术提高系统阻尼，通过超导电缆技术加强系统电力联系，均能提高电力系统的小干扰稳定性，以满足智能电网对小干扰安全稳定的基本要求；③在提升电网的抗打击能力方面，超导储能能量备用技术和超导电缆大容量能量输送技术均能有效增强智能电网的防御能力，对于应付极端情况有积极的应用前景；④在对可再生能源的包容性方面，分布式中小型超导储能技术以及与超导电缆技术的综合应用契合了智能电网的兼容性要求，提高了智能电网对可再生能源的包容性；⑤在提升电网的电能质量方面，超导储能技术能在输电和配电两个层面上提高电网电能质量，以满足智能电网的电能优质性要求；⑥在建立集约型电力系统方面，超导电缆具有的大容量、低损耗、结构紧凑的特点满足智能电网高效性、经济性的要求，同时，超导变压器和超导电机具有占地面积小，能量密度高、损耗小等特点，适用于对自然环境要求特别高的场合。上述的相关超导技术，将在本章的下一节展开更为详细的介绍。