超导技术在电力系统中的应用分析

田捷元

搏世因北京高压电气有限公司 101500

摘要：在电力系统中使用超导技术，可以使电网的输送容量增大，传输过程中的损耗度降低，系统运行的稳固性得到大幅度提升，在一定程度上使电能的质量得到有效改善，并对环境的保护起到一定的促进作用。随着社会的迅猛发展，超导技术在电力系统中有着十分广阔的应用前景，是当前社会中最具有发展潜力的电力科学技术之一，超导技术在超导电缆、超导电机、超导储能器等设备中的应用将有效地把电力科技带入到一个崭新的发展方向。

关键词：超导；电力系统；应用

超导技术在电力系统中的应用给我们在电能的输送以及配送电力的使用过程中带来了意义深远的影响。随着社会的进步，人们普遍也认识到超导技术所拥有的超强潜能，超导技术的应用可以使电网的容量越来越大、供电密度变得越来越高、电网向更大规模的方向有力发展，使电网的安全稳定问题日益突出，同时电力系统安全也保障了国家安全、社会稳定，以及国家全方面的改革发展。

1. 超导技术的重要性

超导材料鉴于其特殊的性质在特定条件下拥有零电阻与完全抗磁性，使其拥有广泛的应用用途。超导技术在超导性变压器、超导性电动机、超导性输电电缆、超导性储能等设备与系统中被广泛使用。通过这些设备我们可以更为直观的了解到超导技术的影响及作用。超导性变压机和超导性电动机能有效的减少空间占用率，以及设备的使用效率得到大幅度提升，超导性输电电缆可以作为后期给电网发展提供损耗性能低、电力输送功率大的一种使用设备与方案，同时还能有效的解决电力在输送过程中产生的损耗相对较高的问题，超导性储能系统可以有效的提高电力系统运行的稳固性，以及超导性储能作为系统备用容量以提高发电机的利用率，增加系统的输电容量和负载容量，同时其作为可再生能源来发电，拥有独立的电源系统，以及作为微型电网的主要组成之一，力在保障电力的高效性、优质优量性、可靠环保性，其重要作用是改善电力能源的质量。经过一个多世纪的不断发展，超导技术已经在电力相关行业得到了广泛运用例如医疗行业、通信电力行业，以及在科学研究领域也都取得了显著的成效，给社会的发展，人们的生活带来的稳定与便捷。

根据世界银行相关数据预测分析，2020年，全球超导产业方面的总产值预计将达到2500亿美元以上，目前在各国科学家和相关产业领域界的不懈努力下，同时各国的政府和相关企业都加大了对超导技术领域的支持与资金投入，有效的促进了超导技术的飞速发展，同时也能有效的使超导技术的生产能力得到提升，同时在”十三五”国家性的科技研发计划重点项目指南过程中，以及国家在自然科学设立的基金项目指南中，还有在国家能源局规划的发展路线方针中都有对超导技术的战略总体规划做出过正确合理的战略部署。

2. 超导技术的应用

2.1、提高电力系统的稳定性

伴随着科技的飞速发展，超导技术在近年来也被广泛的应用，同时技术也在日益更新，人们常常利用超导体的超导及常态转变的特性，将零电阻快速转变为高电阻，从而有效的达到系统的短路电流被降低的结果，满足了超导技术对电力系统的快速与稳定性要求，以及在电力日常输电过程中，能有效的做到对功率在超越限额的情况下进行实时补偿，在运行功率过高的时候及时做到吸收，反之及时做到有效的释放，力求达到平稳运行，超导电缆在输电过程中具有容量传输大、输电损坏小、空间使用率小、污染相对较小等特点，是目前能有效解决电力系统中传输瓶颈的最佳方案，在电力系统用采用超导电缆技术，能有效的加大系统之间相互的电气连接，并在应用过程中产生相对较小的阻力，同时超导技术的合理应用还能有效增加电力系统的抗打击能力，超导电缆相对大容量的输送技术和超导储能技术两者有效的运用能大大增强电力系统的防御能力，对于极端情况的出现及应对有行之有效的解决方针，有效的提升了电力系统的稳定性与安全性，从而有效的给人们带来生活上的便捷与稳定。

2.2、对可再生能源的包容性

可再生能源必然成为未来电力能源的主要组成部分，要将这种新型能源充分有效的被利用起来，我们必须要采用新的超导技术应用措施来最大程度的改善其特性，要做到将再生能源与电力系统两者有机的结合，以及能和其他能源产生运行互动，从而有效的提升了电力能源系统的总效率，电力系统对各种类型能源的包容性，也有效的达到了发展可在生能源的要求。

2.3、建立电力系统集约型

超导技术的高效性提高了电力设备的利用率、减少了应用过程中的线损问题、降低了运输过程中产生的成本，通过新型技术的大力应用有效的提升了电力系统的整体高效性，超导电缆拥有输电容量大、输电过程中损耗低等特点满足了电力系统的经济适用性、运行高效性的要求，在日常应用中具有广泛的前景，超导变压器与超导电机因为其输电容量相对有限，但其体积小、损耗性能低、能量相对集中等特性，在自然环境要求比较高的场合可以得到应用，因此超导技术对建立集约型电力系统起到一定的促进作用，如图所示：

2.4、超导技术在应用中的不足

超导材料因其零电阻与抗磁性被广泛使用且市场需求量巨大，在一些特定的场合下能够发挥其重大的技术性作用，但就当前的发展前景来分析被大规模的推广仍然存在技术上的困难，超导技术缺乏严格标准化的技术方针，当前随着超导技术的不断发展与进步，相关政府部门，以及超导技术相关的行业联盟，还有有关企业都陆陆续续制定出台了一系列超导技术标准方面的规章制度，但就目前情况来看尚未理想化的程度，同时也限制了超导材料在实际中的广泛应用，但是随着超导技术的与时俱进，高温超导技术有望在各行各业得到广泛的运用。

结束语:通过上述陈述，简要概述了超导技术的发展过程，以及实际在电力系统中的应用情况，并简单阐述了超导技术在未来电力系统中发展的规划性方向。超导技术作为一种高端的电力技术涉及了诸多技术性学科，同时在各行各业也具有重大的使用价值，电力系统中引用超导技术是对其在发展过程中进行的一次革命性的改革，为坚定电网行业的发展与建设提供崭新的技术方案。虽然当前的超导技术存在一定的技术性缺陷，尚未能达到电力系统被广泛普及的现象，但随着相关技术的日益成熟，超导技术必将发挥其强大的作用。

参考文献: [1]梁俊国,李振明，等.超导变压器的性能检测研究[J].超导技术,2014,42(1).

[2]王家素,王素玉.超导技术运用[M].成都科技大学出版社，1995.