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超导输电满负荷 上海超导电缆创新形成产业联盟
2024-05-23 01:12:50 | 作者:BOB体育开户
 
 
 

  今年夏天,上海的电力“主动脉”不仅平稳度过迎峰度夏的挑战,还刷新了一项历史纪录:世界首条35千伏公里级超导输电示范工程首次实现满负荷运行,刷新了我国商用超导输电工程最大实际运行容量的纪录。

  日前,记者走进该项目的自主研发核心技术团队——申能旗下上海电缆研究所。历经三代工程师20年的努力,超导电缆梦终圆上海。

  据中国工程院院士、上海电缆研究所专家黄崇祺介绍,超导输电是当今电力行业最具革命性的前沿技术之一。在-196℃的液氮环境中,利用超导材料的超导特性,使电力传输介质接近于零电阻,电能传输损耗趋近于零,以此来实现低电压等级的大容量输电。一条超导电缆的输送容量相当于四到六条相同电压等级传统电缆。

  与同规格的常规电缆相比,高温超导电缆具有体积小、重量轻、损耗低、传输容量大、绿色环保等优点。如果高温超导电缆得到普遍应用,将解决像上海这样的特大型城市用电密度高、建设用地紧张问题,为特大型城市提供最佳输电方案,其带来的经济效益与社会效益不言而喻。上海电缆研究所制定了一个长期的高温超导产业化规划,并于2003年组建攻关团队,打造“科研铁军”。

  这些年来,平均每条生产线次,与此同时,团队通过努力在10年内将国外垄断的原材料价格降低了近2/3。

  2010年,经过长期的基础性研究和关键技术攻关,一套电压35千伏、电流2000安的30米超导电缆系统在研究所中压大厅成功搭建,并顺利通过超导电缆的型式试验,这在国内尚属首次。团队在进行超导电缆试验时遇到了一项世界级的难题——局部放电测试。超导电缆系统的特殊性让微弱信号检测隔离变得十分复杂,很容易测试失败,导致没办法获取数据。面对挑战,团队持续研究,终于在2019年底完成了这个关键数据的测量。

  凭借这一关键试验数据,上海电缆研究所在全球首个超导电缆国际标准制订大会上参与了国际标准的制订,这也极大地提升了我国在超导领域的话语权。

  技术难关攻克之后,如何推动其产业化,又成为新的重要课题。上海电缆研究所牵头,联合中科院计算所、上海交通大学、上海大学、国网上海电力公司等从事超导材料研究的单位组成超导产业联盟,形成了一套以市场为主、政府支持、围绕产业链布局创新的机制与生态,成功整合了各方资源,激发市场活力。

  2018年,上海电缆研究所注册成立了国际超导公司,陆续建成了可连续大长度生产的超导电缆工艺车间、超导低温实验室、智能化超导电缆数据中心、超导电缆电气研究实验室、超导高压试验大厅,实现集高温超导电缆系统模块设计、研发、生产、检测评估及技术咨询于一体,为深入开展超导电缆成果转化打下了良好的基础。

  2019年,申能集团和上海电缆研究所完成联合重组。此后,申能集团在人才强企行动、新技术新业态培育、产业协同创新、体制机制改革、数据融合创新、产学研用合作等方面向上海电缆研究所及其系统公司可以提供了全方位支持。集团决定对国际超导公司实施混改,引入超导产业链联盟的核心单位,不但为超导电缆的研制提供系统的人才组合,更为未来随着材料、装备等的发展,“解锁”更多高温超导应用提供了强大的人才储备。

  2021年12月22日,世界首套全商业化运行35千伏公里级超导电缆示范工程在上海徐汇区正式投运。总长度1.2公里,连接两座变电站。目前已连续安全稳定运行超过600天,累计为徐家汇商圈、上海体育馆等核心区域4.9万户用户供电近3亿千瓦时,开创了公里级超导电缆在大型城市核心区域运行的先例。

  1.2公里的示范工程建设项目,在全球实现了五个方面的领先和突破:它是目前为止全世界所有超导电缆系统工程中唯一一条在核心城区投运的线路;是目前为止全世界最长的一条公里级超导电缆示范工程建设项目;是全世界唯一采用全程排管敷设的超导电缆,在解决城市中心输电用地难题的同时,大幅度降低了安装成本;是世界上唯一拥有双接头的超导电缆工程,这一技术让大长度工程成为可能,对超导电缆产业化推广具有重大意义;在35千伏的电压等级上,它的传输容量是最大的。

  今年夏天示范工程建设项目在电流高负荷水平下实现稳定运行,这也验证了该系统在复杂工况条件下的可靠性。

  超导电缆示范工程的成功投运是一个新的起点。记者通过调查了解到,上海电缆研究所将继续开展超导电缆的大规模应用,逐步减少相关成本,利用超导电缆完善电厂电网的主架构系统,帮助能耗高、污染多的行业减少碳排放,把超导电缆的产业化系统化真正落到实处。(记者 查睿)



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