我國首條公里級高溫超導(dǎo)電纜工程開工

我國首條公里級高溫超導(dǎo)電纜工程開工

來源：中國電力新聞網(wǎng) 時間：2020-11-11 10:25

我國首條公里級高溫超導(dǎo)電纜工程開工

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、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)。該項目核心技術(shù)國產(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？國網(wǎng)上海電科院超導(dǎo)電力應(yīng)用研究團(tuán)隊的系列化研究為工程得以實施奠定了堅實的基礎(chǔ)。

體積小容量大

4月30日，由國家電網(wǎng)有限公司興建的國內(nèi)首條35千伏公里級高溫超導(dǎo)電纜示范工程在上海開工，是國內(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，從而實現(xiàn)低電壓等級的大容量輸電。

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、工程實施復(fù)雜，工程將更具商業(yè)應(yīng)用價值、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，國家電網(wǎng)公司此次開展的國產(chǎn)化公里級高溫超導(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，是國網(wǎng)上海市電力公司超導(dǎo)團(tuán)隊數(shù)年頗有成效的研究。

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

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

通過工程實施，我國在超導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域?qū)⑷〉枚囗椡黄疲瑒?chuàng)造世界和國內(nèi)的多個首次，成功打破國外對我國的技術(shù)封鎖：在世界范圍首次實現(xiàn)最大施工難度的全埋管敷設(shè)超導(dǎo)電纜、國內(nèi)首次研發(fā)成功全國產(chǎn)化超導(dǎo)電纜、實施投運(yùn)前現(xiàn)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(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，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”，如何對它進(jìn)行有效監(jiān)護(hù)？上海電科院超導(dǎo)團(tuán)隊通過研究率先建立多物理場耦合的超導(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)的對接難題。

隨著示范項目的啟動，上海也開始對產(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2500億元，占全部戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的四分之一。公里級高溫超導(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，這種具有中國特色的產(chǎn)業(yè)結(jié)合模式，有力推動了我國超導(dǎo)材料從實驗到實用的跨越，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。