9月28日,中國首條條獨立開發的新型超導電纜在深圳投入使用,也是世界上首條應用于超大城市中部的超導電纜,標志著中國對新型超導電纜設計、制造和建設的關鍵核心技術的完全掌握。
新型超導電纜直徑僅為17只.5厘米,長400米,輸電容量高達43兆伏安,相當于滿足4列350公里高速鐵路的電力需求,實現傳統電纜輸電能力的5倍,為廣東、香港、澳門大灣區首座高樓深圳平安金融地區帶來高可靠性供電。
該項目作為南方電網公司的重大科技項目,是進一步實施創新驅動發展戰略、帶動科技自力更生和自我完善的有力措施。它不僅實現了100%關鍵設備的定位,而且為世界解決超大城市高負荷密度區域供電問題提供了新的解決方案。
高溫超導輸電技術被稱為下一代電力傳輸戰略技術,具有線路損壞低、傳輸容量大、走廊占地面積小、環境友好等優點。該技術充分發揮了超導材料的導電性,使低壓輸送過程中的電力損耗幾乎為零。超導電纜的傳輸容量遠大于傳統電纜。10kV三軸高溫超導交流電纜的傳輸能力大于傳統110kV電纜,但傳輸損耗僅為傳統電纜的1/4至1/5,非常適合高負荷密度區域的供電。
近年來,世界特大城市供電面臨挑戰,城市用電負荷需求持續增長、能耗雙重下降需求逐年增加、城市走廊飽和、電網建設用地困難等問題逐年暴露。深圳是中國電力負荷密度較高的城市,經融商務區的負荷密度是高峰。該項目的一攬子解決了高供電可靠性、高負荷密度、高電能質量和土地資源有限的實際問題。
南方電網深圳供電局創新與數字化部總經理呂志寧表示:如果采用現有的供電手段,就很難為福田中部區的重要負荷提供良好的電力,特別是新負荷,并利用傳統技術擴大容量。。在滿足供電需求的同時,10kV超導電纜可以減少城市電網中高壓電纜的使用,簡化電網結構,減少110kV變電站建設,節約500平方米土地。
本次開發投產的超導電纜采用三個相同的軸結構,是結構類型很緊湊、帶材用量較少、研發難度非常大的超導電纜。經過四年的自主創新,項目研究團隊在超導電纜系統的整體設計制造和我國大冷量GM制冷機開發等關鍵技術取得重大突破,實現了100%的關鍵設備本地化,填補了我國技術空白。
超導電纜只有成本合理,才能可持續推廣。據了解,超導帶材的成本約占整個超導電纜的50%,三軸同軸超導電纜比其他超導電纜節省了近一半的超導帶材。
此外,本次投產的超導電纜可在液氮環境中冷卻(比接近零度高70℃左右,所以被稱為高溫)下的超導體取代了傳統的銅鋁導體進行輸電。液氮是一種制備簡單、價格低廉的冷卻介質,因此高溫超導具有重要的應用價值。為了解決超導電纜低溫制冷設備的頸部問題,項目團隊成功開發了全國本地化的大卻GM制冷機,實現制冷機在線即插即用,使超導電纜在零下200度液氮環境下長期保持高可靠運行。
記者從南方電網公司創新管理部獲悉,與傳統技術相比,高溫超導示范項目已基本達到經濟平衡。下一步,南方電網公司將進一步加大投資,積極推進配網超導應用科研示范項目建設。
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