智能電網(wǎng)建設(shè)中超導(dǎo)電力技術(shù)的應(yīng)用策略

殷彥增 田小龍

摘要

近年來，我國電力領(lǐng)域發(fā)展速度不斷加快，這也使電力領(lǐng)域中智能化設(shè)備的應(yīng)用不斷深入，從而使電力領(lǐng)域的智能電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，并已經(jīng)成為電力領(lǐng)域發(fā)展的未來方向。與此同時(shí)，智能電網(wǎng)建設(shè)的同時(shí)，也使超導(dǎo)電力技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用變得日益深入，并具備廣闊的應(yīng)用前景，其在智能電網(wǎng)建設(shè)中正發(fā)揮著越來越重要的作用。鑒于此，本文便對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)中超導(dǎo)電力技術(shù)的應(yīng)用策略進(jìn)行探討，以期能夠?yàn)槌瑢?dǎo)電力技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)用的進(jìn)一步深入與普及帶來一定的參考作用。

【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng) 超導(dǎo)電力技術(shù) 應(yīng)用策略

超導(dǎo)電力技術(shù)是眾多新技術(shù)中最具代表性的一種，通過超導(dǎo)電力技術(shù)的應(yīng)用能夠使電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性及運(yùn)行效率得到顯著的提高，其在電力領(lǐng)域的發(fā)展中起到不可替代的作用。

1 超導(dǎo)電力技術(shù)

超導(dǎo)電力技術(shù)是以電力原理為基礎(chǔ)，借助于超導(dǎo)體材料所具備的物理性質(zhì)，將其和電力工程進(jìn)行有機(jī)結(jié)合而形成的一種新型技術(shù)。超導(dǎo)電力技術(shù)自出現(xiàn)以來便引起了國內(nèi)外各個(gè)國家的高度關(guān)注與重視。美國便將超導(dǎo)電力技術(shù)應(yīng)用到骨干電網(wǎng)建設(shè)當(dāng)中，并取得出非常理想的應(yīng)用效果。這也使超導(dǎo)電力技術(shù)成為電力領(lǐng)域未來發(fā)展的重要趨勢(shì)，其經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略意義是十分重要的?，F(xiàn)階段，我國對(duì)超導(dǎo)電力技術(shù)的關(guān)注度非常高，諸多國內(nèi)專家和學(xué)者都對(duì)超導(dǎo)電力技術(shù)開展了積極的研究，并獲得了很大的突破與進(jìn)展。不過，相比于其他發(fā)達(dá)國家，我國在超導(dǎo)電力技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用水平上尚存在一定差距。但其在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用是具有深遠(yuǎn)意義的，因此，超導(dǎo)電力技術(shù)必將成為我國的重點(diǎn)研究技術(shù)。

2 智能電網(wǎng)建設(shè)中超導(dǎo)電力技術(shù)的應(yīng)用策略

2.1 在電力系統(tǒng)小干擾動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性中的應(yīng)用

目前，越來越多的可再生能源被智能電網(wǎng)所應(yīng)用，這使智能電網(wǎng)建設(shè)向著環(huán)保、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的方向進(jìn)行發(fā)展。不過，我國現(xiàn)階段仍舊采取大機(jī)組、大電網(wǎng)式的發(fā)展，對(duì)電能的輸送也主要是以大容量和遠(yuǎn)距離為主，這無疑會(huì)在很大程度上影響電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)安全性。對(duì)電力系統(tǒng)來說，其具有的小干擾動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的高低是由區(qū)域中聯(lián)絡(luò)線的功率振蕩決定的，當(dāng)其功率超出限定值時(shí)，則輸電系統(tǒng)會(huì)獲得一定的實(shí)時(shí)補(bǔ)償，從而使聯(lián)絡(luò)線中的功率得以平穩(wěn)，進(jìn)而提高電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性。在智能系統(tǒng)建設(shè)中，通過設(shè)置儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠起到快速充放電作用，并提供有功功率和無功功率，進(jìn)而使阻尼控制器能夠?qū)€路功率進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。對(duì)互聯(lián)系統(tǒng)的電氣聯(lián)系進(jìn)行增強(qiáng)也能使其動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性得以提高，對(duì)超過500KV的特高壓系統(tǒng)來說，其設(shè)計(jì)是往往非常困難的，尤其是電纜的應(yīng)用要求是非常嚴(yán)格的，而通過超導(dǎo)材料來制作電纜，則能使系統(tǒng)的電氣聯(lián)系得以顯著增強(qiáng)，使電纜的損耗更小，并且能夠?qū)Υ笕萘康碾娔苓M(jìn)行傳輸，降低阻抗，從而使電力系統(tǒng)的小干擾安全性得以大幅提高。

2.2 在電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性中應(yīng)用

智能電網(wǎng)能夠針對(duì)電力系統(tǒng)中存在的不安全因素來進(jìn)行自我治愈，這也是智能電網(wǎng)的智能化特點(diǎn)的重要體現(xiàn)，對(duì)智能電網(wǎng)進(jìn)行建設(shè)，能夠從根本上確保電網(wǎng)運(yùn)行的安全、可靠與穩(wěn)定。為了使電網(wǎng)的發(fā)展更加良好，需要確保智能電網(wǎng)中電能能夠進(jìn)行雙向流動(dòng)，而這就需要新技術(shù)與新設(shè)備能夠有效緩解和消除不安全因素給電力系統(tǒng)帶來的擾動(dòng)。利用超導(dǎo)電力技術(shù)來設(shè)置超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置，能夠有效提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，當(dāng)智能電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置能夠進(jìn)行快速的有功和無功，進(jìn)而使系統(tǒng)可靠性得以增強(qiáng)。超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置和一般的穩(wěn)定裝置相比，其能夠?qū)^剩的能量進(jìn)行回收，以減輕資源浪費(fèi)和流失現(xiàn)象?？蓪⒊瑢?dǎo)儲(chǔ)能裝置當(dāng)作一種靈活性非常高的交流輸電系統(tǒng)，其功能十分強(qiáng)大，能夠大幅提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。如果智能電網(wǎng)發(fā)生故障，智能電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性能夠?qū)收蠀^(qū)域進(jìn)行及時(shí)的隔離，從而有效降低和減輕故障給整個(gè)電網(wǎng)帶來的影響。此外，超導(dǎo)電力技術(shù)還能利用超導(dǎo)故障限流器來限制短路電流現(xiàn)象，其能夠?qū)⒘汶娮柘蛑咦柚颠M(jìn)行短時(shí)轉(zhuǎn)換，進(jìn)而控制短路電流現(xiàn)象，以避免短路電流給整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行造成危害。

2.3 在智能電網(wǎng)抵御能力中的應(yīng)用

在智能電網(wǎng)建設(shè)中，其經(jīng)常會(huì)受到各種外部因素的影響，這些外部因素主要包括環(huán)境因素和人為因素，只有確保智能電網(wǎng)具備一定的抵御能力，才能使電力系統(tǒng)在復(fù)雜的外部環(huán)境中得以可靠運(yùn)行。而在智能電網(wǎng)的抵御能力中，其關(guān)鍵便在于負(fù)荷供電，而利用超導(dǎo)電力技術(shù)在智能電網(wǎng)中設(shè)置中等或小規(guī)模的超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)，能夠顯著提高智能電網(wǎng)的抵御性能。其能夠在某些情況下充當(dāng)備用電源，以使系統(tǒng)中的敏感負(fù)載得到可靠保護(hù)，并且當(dāng)外部因素對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生影響時(shí)，還能使電力系統(tǒng)中的重要負(fù)載實(shí)現(xiàn)大容量電力的輸送。在應(yīng)用超導(dǎo)電力技術(shù)時(shí)，考慮到電力系統(tǒng)會(huì)在中低電壓情況下運(yùn)行，因此可利用超導(dǎo)電纜來進(jìn)行電力運(yùn)輸，以使電能能夠輸送到城市負(fù)荷中心當(dāng)中。這樣，即使系統(tǒng)中的輸電走廊發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞，電力系統(tǒng)也能向重要負(fù)荷維持正常的供電。

2.4 在智能電網(wǎng)輸電質(zhì)量中的應(yīng)用

智能電網(wǎng)的輸電質(zhì)量直接關(guān)乎到系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此確保智能電網(wǎng)的輸電質(zhì)量是非常必要的。而通過超導(dǎo)電力技術(shù)中的超導(dǎo)儲(chǔ)能設(shè)備，能夠使智能電網(wǎng)中的有功與無功功率得到有效調(diào)節(jié)，從而有效控制功率的瞬時(shí)波動(dòng)，以確保電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定，使電網(wǎng)中的次諧波振蕩能夠始終處于平衡狀態(tài)，以改善智能電網(wǎng)的供電質(zhì)量。此外，在智能電網(wǎng)輸電中，還可利用大型的超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置來對(duì)輸變電系統(tǒng)在對(duì)大功率電能進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)的電能質(zhì)量予以可靠保證，該裝置能夠?qū)δ芰窟M(jìn)行釋放與瞬時(shí)吸收，從而使電網(wǎng)中的電壓波動(dòng)更小，使電壓趨于穩(wěn)定。

3 結(jié)語

總而言之，在智能電網(wǎng)建設(shè)中，超導(dǎo)電力技術(shù)在其中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，其能夠顯著提高智能電網(wǎng)的小干擾動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性、暫態(tài)穩(wěn)定性，還能使智能電網(wǎng)的抵御能力得以顯著增強(qiáng)，并提高智能電網(wǎng)的輸電質(zhì)量。相信在不久的未來，超導(dǎo)電力技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用必將變得更加深入，其應(yīng)用范圍也必將得到進(jìn)一步拓展。

參考文獻(xiàn)

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