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        我國首條公里級高溫超導電纜工程開工

        2020-11-12 08:32:17

        今年年底,世界上輸送容量大、距離最長、全商業化運行的35千伏超導電纜將在上海電網投入運行,承擔在中心城區兩座變電站間的電能輸送任務。該項目核心技術國產化率達100%,也將是全球范圍內首次在超大城市的腹地引入超導電纜。超導電纜為何落滬?國網上海電科院超導電力應用研究團隊的系列化研究為工程得以實施奠定了堅實的基礎。

          體積小容量大

          4月30日,由國家電網有限公司興建的國內首條35千伏公里級高溫超導電纜示范工程在上海開工,是國內高溫超導電纜輸電工程的里程碑。

          高溫超導輸電,是當前電力行業具革命性意義的工程技術之一。所謂高溫超導,是在接近零下200攝氏度的液氮環境下,利用超導材料的超導特性,使電能傳輸損耗接近于零,從而實現低電壓等級的大容量輸電。

          據悉,此次新建的高溫超導電纜示范工程選址位于上海徐家匯地區,線路總長度約1.2千米。為何選址徐家匯?上海電科院超導電力應用研究團隊負責人魏本剛介紹,“作為核心城區其可利用空間有限、工程實施復雜,工程將更具商業應用價值、代表性和推廣性。高溫超導輸電具有損耗低、容量大、體積小、無污染的優點,較以往可節省70%的地下管廊空間,大大降低綜合建設成本,因此非常適合于大容量電能在城市中心區域的輸送?!?/span>

          據了解,國家電網公司此次開展的國產化公里級高溫超導電纜示范工程建設,將為破解城市中心電網負荷“過熱”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域打造環境友好、資源友好的城市能源互聯網。

          由跟跑到領跑

          將超導電纜引入中心城區,這一“吃螃蟹”之舉的背后,是國網上海市電力公司超導團隊數年頗有成效的研究。

          近年來,上海電科院超導電力應用研究團隊圍繞超導電纜技術的應用,開展系列化研究,進行了產品技術方案、線路設計選點、特殊施工技術等方面的研究和分析,為工程得以實施奠定了堅實的基礎。

          此次工程在規模和技術層面都創下了數個世界一。據魏本剛介紹,“建成后的超導示范項目將是大型城市負荷中心供電的超導電纜工程,是世界輸送容量大、輸送距離最長的商業化運行超導電纜工程,是世界采用

          通過工程實施,我國在超導技術領域將取得多項突破,創造世界和國內的多個首次,成功打破國外對我國的技術封鎖:在世界范圍首次實現大施工難度的全埋管敷設超導電纜、國內首次研發成功全國產化超導電纜、實施投運前現場交接試驗考核、全故障場景下線路備自投自切等難題。

          從實驗到實用

          即將在上海敷設的這根超導電纜,為了讓電纜保持超導特性,在地下鋪設超導電纜的同時,將配套建設制冷系統,從而讓超導線材持續泡“冷水浴”。

          超導電纜如此“傲嬌”,如何對它進行有效監護?上海電科院超導團隊通過研究率先建立多物理場耦合的超導電纜仿真模型,形成了超導電纜接入電網系統的完整仿真體系,解決了超導電纜安全運行區間的定量分析難題;建立涵蓋超導電纜系統全部部件的多狀態量綜合監測系統模型,形成了完整的狀態量異常預警方案,解決了系統狀態異常時的快速響應難題;提出綜合保護策略,形成了保護配置方案,解決了超導電纜特有保護與傳統保護的對接難題。

          隨著示范項目的啟動,上海也開始對產業化進行深度布局。作為上海市七大戰略性新興產業之一,新材料目前年產值超過2500億元,占全部戰略性新興產業的四分之一。公里級高溫超導電纜示范工程是新材料應用與電網發展深度融合的產物,這種具有中國特色的產業結合模式,有力推動了我國超導材料從實驗到實用的跨越,也將為上海建設具有全球影響力的科技創新中心和新興產業培育提供重要的支撐。


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