分析超导电力技术的现状和发展趋势

摘要：作为目前最具有经济战略意义的尖端技术，超导电力技术具有广阔的发展和应用前景。就目前的电力工业而言，应用超导电力技术对于提升行业的整体水平具有重要意义。文章就目前超导电力技术的发展现状和发展趋势做出了深入的分析，同时指出了在超导电力技术领域中应当重点解决的问题。

关键词：超导电力技术；电力工业；电力系统

中图分类号：TM249 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）09-0071-02

2010年上半年，世界范围内的超导电力技术的生产总值已经达到了80亿美元，预计在未来几年，这个数值还将持续增加。国内外的专家、学者普遍认为：在未来的电力工业领域中，超导电力技术将作为一项尖端技术储备，并得到广泛的应用。超导电力技术的发展情况将作为衡量一个国家生产力水平的重要标准之一。国内外的一些专家、学者纷纷表示，一个国家想要保持电力工业的尖端优势，超导电力技术的应用和发展是重中之重。

1 超导电力技术的发展是国家的战略需求

我国想要在超导电力技术产业的竞争当中占得先机，就必须积极制定超导电力技术的发展规划，部署科学的、符合我国国情的发展战略。同时，对国内的各种资源加以充分利用，对现有的机制进行改革创新，我们要深刻地明白，超导电力技术的发展是关乎国民经济持续增长的大事。我国电力系统的容量和电网的规模越来越大，现如今，我们正在致力于电网一体化的工作，力求将全国各个省份的电网联接起来。如此大规模的电网对于其自身的稳定性和安全性要求非常之高，因为一旦发生电力事故，其影响的范围将会非常大。当下，网络技术和信息技术在人们的工作和生活中已经成为了不可或缺的元素，并逐渐呈现出向工业领域渗透的趋势，而这些都要仰仗于强大的电能支持，现在生产企业对于电能的质量要求也越来越高，因为电能的质量会对一些生产设备产生巨大影响，严重的情况会直接导致设备的停机，从而产生严重的事故，给企业造成严重的经济损失。也正是因为电力系统中存在的种种缺陷，很大程度上制约了我国电力工业的发展。

现如今我国电力系统的短路容量非常大，如果对这些短路电流不加以控制，势必会对企业的工业生产造成严重的危害，甚至会致使整个电力系统的崩溃。据不完全统计，历史上美国发生的两次重大的停电事故造成的直接经济损失高达1000亿美元。目前，美国已经将停电事故提升到了国家安全的高度。而在我国的输电系统中还没有设置限流设备，而且快速熔丝更加不具备自动复位的基本功能，我国目前只能够着力于对电网运行方式以及结构上的改造，然而此项改造的造价非常之高。国际上在处理短路故障问题上，普遍采用断路器对线路开断的方法，而这种方法也存在一定的弊端，相对较为被动，想要提高开断容量更是难上加难，因此，我们必须对现有的技术进行创新，利用高新技术有效控制短路电流，进而扩大电网的规模。我国的电力系统仍旧存在着一些缺陷，这些缺陷严重地制约了电力系统的有效性以及灵活程度。电力系统的关键在于：电能在产生、输送、供应等环节中需要达到一个平衡状态，一旦出现失衡，便会造成严重的电力事故，进而给国家和企业造成巨大的经济损失。而随着电力系统的不断完善，我国的电力事故发生率已经呈现出了逐年下降的趋势，但是每次电力事故的规模以及损失却在大幅度攀升，特别是在信息科技高度发达的今天，电力事故会对各行各业的信息系统造成严重的影响。因此，提升电能的品质，让电力系统更加趋于稳定、安全、可靠是从业人员需要深入探究的重要课题。

2 电力系统改造中遇到的问题和解决办法

我国现行的电力系统储备技术主要是以抽水的形式进行，这种技术的优点在于可以提供时间较长、功率较大的电能，其缺点在于，抽水储备技术的反应非常之慢，一旦电能功率发生瞬间失衡，不可能对其产生有效的补偿措施。对传统的电力系统进行改进和革新的工作难度很大，因为传统的电力系统中的导电材料主要以铜、铝等金属为主，这些金属材料具有不易更换、结构紧密的特点，这无形当中增加了系统改造的难度。此外，目前我国的大部分发电量都要依靠燃煤，这种形式会引发环境污染问题，严重不符合可持续发展战略。

在最近10年里，我国的经济发展速度令世人瞩目，城市化进程加快，这就使得城市人口越来越集中，人口密度的提高势必会导致电能需求量持续增加，同时电网建设的占地面积也会不断增长，想要从根本上解决这一问题，我们需要在工作中不断积累经验，拓展思维、积极创新，力求改变当前电力系统的格局，从实质上进行变革。此外，为了解决环境污染问题，我们应当将工作的重心转向开发新能源上，充分利用风力发电、太阳能发电等全新的发电模式，最大限度地降低环境压力。虽然目前这些利用可再生能源的发电方式还存在诸多不足，尤其会受到气候条件的影响，对此，我们应当开发出全新的技术手段，有针对性地弥补这些不足，进而改善电能品质。

3 超导电力技术的现状

现如今，国际上开发出的高温超导限流器、超导变压器已经进入了运行阶段，我国自主研发的高温超导电缆已经被广泛地应用到电力系统当中，在本世纪初，我国就成功研制出了交流高温超导电缆系统，并基于此提出了超导变压器原理，其开发工作仍旧在进行当中，预计在两年之内便可研制成功，到那时，我国将拥有世界上输出电流最高的超导变压器。目前，我国已经着手研制超导电动机，并在中国科学院的全面支持下，推动超导电力技术的快速发展。国内的一些科研单位启动了一个又一个高温超导技术科研项目。与此同时，国内的一些电力公司与国外企业的进行合作，致力于超导电缆的研发，并取得了一定的进展，单相高温超导电缆的开发已经初见成效，并预计在短期内投入运行。

4 超导电力技术的发展趋势

目前，高温超导限流器已经与高压输电网相适应，其开发原理应逐渐趋于多元化，未来的高温超导电缆将主要应用于距离短的场景，而对于长距离超导输电电缆目前还有许多技术障碍亟待解决，想要将其实用化仍旧需要克服许多技术难题。

就目前的超导变压器而言，容量只有达到一定标准才能发挥出其优势，所以我们应当重点开发出大型设备，然而有些场合对设备的占地具有明确的限制，而高温超导变压器恰恰可以发挥出其占地面积小的优势。

多电压等级和交直流输电功能仍旧存在于电力系统当中，这就导致了超载现象频发，加之电气设备的老化，严重影响电力系统的供电能力，而解决这一问题的最有效办法就是采用超导电力技术。因为该技术可以有效提高电网的输送量，同时最大限度地降低电网的损耗，对于电能的质量有明显的改善作用，而且利用此技术对电网进行改造，具有造价成本低、安全、稳定性能高等特点，加速了建造大规模电网的进程。除此之外，利用超导电力技术建造的输电系统，完全可以将发电厂建在远离市区或是煤矿附近，在节约能源的同时，更加有利于环境的改善，进而从实质上解决环境污染问题。

5 结语

超导电力技术的应用与开发在很大程度上推动了我国电力工业的发展，利用该技术可以解决电力系统中的诸多问题，进而使电力系统稳定、安全、高效地运行。可以说这是一项关系到工业生产和人民生活的重大课题，对于我国的经济发展具有重要的现实意义。

参考文献

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作者简介：梁章水，男，广东开平人，阳春市新光电力工程有限公司助理工程师，研究方向：电力施工技术。