高温超导电缆的本体结构及基本设计原理

作为一种新型的输电方式,高温超导输电是当前最为热点的研究方向之一。相比于传统的输电方式,高温超导技术输电在能效上更有优势。本文简要介绍了高温超导电缆的结构,重点介绍了支撑体、载流层及绝缘层设计的基本原理,为高温超导电缆的研究提供基础理论支撑。     

基于MgB2高温超导材料的吉瓦级远程直流输电研究

本文主要探究以具有成本效益和环保特性的新型高温超导材料(MgB_2)作为直流输电电缆,以液氢作为冷却剂,实现吉瓦级远程直流输电的可能性。首先分析超导直流输电的必要性及其优势,说明超导直流输电的基本模型,然后介绍MgB_2超导电缆和液氢制冷系统,接着阐述基于十二脉动换流器的直流输电控制策略。最后使用PSCAD软件完成超导直流输电系统仿真,在相同传输条件下进行MgB_2高温超导电缆和传统电缆的线路功率损耗比较,证明了超导直流输电系统具有线路损耗低,容量不受限制的优点,为MgB_2高温超导材料在超导直流输电领域的开发设计提供初步依据。     

国外变压器文摘（080038-080049）

080038具有连续饼式绕组的输电级的高温超导变压器的绝缘设计/Cheon H.G.…//Physica.C,Superconductivity and Its Applications,2007,463-465:1218-1222介绍了韩国公司和大学正在研究的输电级的高温超导变压器概况,并介绍了其复合式连续饼式绕组及绝缘设计。080039用于154kV级高温超导变压器的套管的     

关于发展高温超导输电的建议

为解决我国日益突出的能源资源和负荷分布不均的矛盾,提高能源、环境和经济等综合利用效率,中国科学院学部于2011年12月设立了"高温超导输电"的咨询项目,力求前瞻思考和探讨高温超导输电的可行性并为国家发展此项前沿技术提供咨询意见。本项目在严陆光院士的主持下,组织20多位院士和专家,经过一年多的深入调研和研讨,形成了《关于发展高温超导输电的建议》咨询报告。报告分析了国内外高温超导输电技术发展和示范应用情况,认为高温超导输电具有大容量、低损耗、体积小、重量轻、系统可靠性高、节约资源、环境友好等优势,有望在我国未来电网发展中发挥重要作用。报告还针对我国相关技术和政策等方面的问题,提出了我国发展高温超导输电路线图和设立"高温超导输电"项目等政策建议。     

高温超导输电电缆的研究情况

介绍了当今研制的无损耗,大容量高温超导输电电缆的结构和性能。综述了其终端设备及世界各国的研制情况,并提出目前高温超导输电电缆在实际应用中存在的问题。     

高温超导电缆发展及其应用概述

随着高温超导技术的发展,高温超导电缆已经在输电系统中有了实际应用。与传统电缆相比,高温超导电缆具有传输容量大、损耗低、体积小、重量轻、可靠性高、节约资源、环境友好等优势,有望在未来电网发展中发挥重要作用。本文介绍了高温超导电缆的结构及特点、基本设计原理、传输电流与导体层电流分布及交流损耗等技术问题,并对高温超导电缆在交流和直流输电系统中的应用以及目前世界各国对高温超导电缆的研究及成果做了介绍。     

高温超导输电电缆的研究情况

介绍了当今研制的无损耗、大容量高温超导输电电缆的结构与性能。综述了其终端设备及世界各国的研制情况，并提出目前高温超导输电电缆在实际应用中存在的问题。     

高温超导输电电缆的现状与发展

超导输电电缆具有截流能力大、损耗低和体积小的优点,是解决大容量、低损耗输电的一个重要途径。文章概括介绍了高温超导电缆的结构、电缆的损耗、低温冷却系统,以及中国科学院电工研究所等单位研制的75 m长高温超导电缆。文中还简要提出了高温超导电缆的应用领域和前景。     

高温超导电缆在城市地下输电系统应用的可行性研究

大城市有可能最先采用商业化运行高温超导电缆 ,用于城市地下交流输电系统。其主要应用目标是用于地下电缆工程改造 ,利用现有排管以高温超导电缆取代现有的常导电缆 ,增加地下电缆传输容量以及采用高温超导电缆将巨大电能 (1GVA以上 )输入到城市负荷中心。采用常导电力电缆传输 1GVA以上的电能进入中心城区 ,输电电压一般要求为 5 0 0 k V。在城市中心区不可能建设 5 0 0 k V变电站。 5 0 0 k V电缆线路所需的 5 0 0 k V大长度电缆和相应附件 ,目前尚未研制开发。采用高温超导电缆将有可能降低输电电压等级 ,可以采用 2 2 0 k V高温超导电缆将 1GVA以上的电能输入到城市负荷中心 ,满足特大型城市负荷中心供电需求。采用 110 k V高温超导电缆 ,亦有可能传输 1GVA左右电能。本文通过对交流高温超导电缆系列设计计算对额定电压 35 k V、110 k V、2 2 0 k V的高温超导电缆 ,按不同传输电流 (或传输容量 ) ,以高温超导电缆的传输效率 (损耗与传输容量比 )、高温超导电缆外径限值和超导导体绕制结构限制条件 ,确定高温超导电缆适用性界定条件 ,提出城市地下输电、配电系统用高温超导电缆可行方案。     

高温超导电缆展开全球竞争

据美国有关部门的市场预测表明,到2020年,全世界超导电缆应用的总市场将达到2440亿美元,高温超导电缆约占5%。届时,全世界现有总长约13万km的地下电缆将会被高温超导电力电缆所陆续取代。据了解,高温超导电缆采用价格低廉的液态氮作为冷却介质,其传输损耗仅占输电量的0.5%,比常     

超导电缆的应用系统——柔性超导直流配电环网综述

进入2010年代后,高温超导电缆技术呈现出从单机设备到应用系统的发展新趋势。最具代表性的应用系统一方面是以"柔性超导直流"实现交流电网之间的互联,大幅度提高交流电网之间的潮流容量;另一方面则是将超导交流电缆应用于城市配电网,在不增加变电站及地下电缆沟道的场地空间前提下实现"扩容"。"柔性超导直流配电环网"则是利用"柔性超导直流"将城市临近两座变电站连接起来形成闭环运行模式,以提高城市配电网的安全可靠性及供电质量和效率。本文对高温超导电缆应用系统的发展进行综述,对"柔性超导直流配电环网"的技术方案进行简要分析。     

超导电力技术的发展与超导电力装置的性能检测

充分利用国内各种优势资源开展超导电力技术的研究与开发,对于提高我国电力设备行业在国际市场上的竞争力及电力系统的技术经济性能均有重大的意义。基于对国内外超导电力技术及超导电力装置的充分调研,概括了超导电力技术的研究现状,归纳了超导电力技术中的关键课题,即超导电力装置;超导电力系统的协调运行与系统理论研究;超导电力系统中的在线监测与控制策略;超导电力相关学科的基础研究。指出了未来超导电力装置的研究重点,并给出了具有代表性的超导电力装置的试验、检测内容和性能检测方法,迈出了超导电力装置性能检测方法与规程研究的第一步。     

超导输电技术在电网中的应用

超导输电技术在提高线路输送能力、优化电网结构、降低网损、减少设备用地等方面有着明显优势,本文重点介绍了高温超导电缆及其输电技术的国内外研究现状和一些电网应用实例,总结了目前技术发展的主要特征,结合技术经济性分析展望其应用前景,围绕规模化应用探讨了今后技术研发的重点。     

First trial of the electric power transmission of 3.8 kV–460 kVA through the prospective power transmission model system integrated under superconducting environment (PROMISE)

Superconducting technology is regarded as a breakthrough to future electric power transmission because of its highly densified and large transmission capability. This paper proposes a concept of the future power system composed of various superconducting apparatuses. A prototype model system called “PROMISE (PROspective power transmission Model system Integrated under Superconducting Environment)” is constructed to prove the realization of the above concept. PROMISE is composed of a superconducting transformer (60 Hz, 6/3 kV, 1000 kVA class), superconducting fault current limiter (6 kV, 200 A class), and superconducting power cable (5 m, 6 kV, 650 A class). This paper also shows that PROMISE realized the transmission of the electric power of 3.8 kV–460 kVA (50 Hz). This is the first achievement in the world. The voltage-current synthetic test verified that PROMISE can withstand ac voltage of 6 kV while carrying ac current of 170 A (60 Hz). The ac loss of superconducting cables, the heat leak of cryostat and the core loss of the superconducting transformer are measured to estimate the transmission loss of PROMISE. These fundamental performances of PROMISE may indicate the feasibility of the future introduction of superconducting technology for electric power systems.     

基于高温超导的远距离直流输电及其性能仿真研究

提出采用一种基于高温超导直流输电的长距离大容量联络线输电方案,并对该方案的实现进行概念性设计,建立相应的模型。在该模型基础上结合CIGRE标准高压直流输电模型参数,对系统的性能进行量化评估。采用高温超导技术可以在较低运行成本的情况下大大降低长距离输电带来的损耗,但是输电线路电阻的下降造成输电系统对整个电力系统的阻尼不足。为此,根据简化的模型讨论输电系统电阻对系统阻尼的影响,并采用Matlab/Simulink!对输电性能进行仿真研究,为超导直流输电系统控制系统的设计提供初步的依据。     

引发输电技术革命的高温超导电缆

阐述了高温超导电缆具有可增加电网输送容量、降低损耗、降低输电成本、提高系统运行稳定性、节约能源和保护环境等优点,论述了发展超导电力技术是21世纪电力工业的高科技储备,以提高技术储备水平,提高效率和环境保护为目标,依靠我国自己的力量,加强自主开发,引进、消化、吸收国外成熟技术,实现跨越式发展,提高我国电力工业水平。     

Operating characteristics of a superconducting fault current limiting transformer (SFCLT) and enhancement of electric power system stability

We have been investigating the feasibility of a superconducting fault current limiting transformer (SFCLT) with the functions of fault current suppression and system stability improvement. This paper discusses these functions with consideration of overvoltage and thermal characteristics of SFCLT, and their dependence on recovery time into superconducting state after the quench of SFCLT. Simulation results using EMTP suggested that SFCLT would be coordinated with the background power system under the appropriate superconducting recovery time. The operating parameters of SFCLT were also optimized in a simplified power transmission model system. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 142(2): 40–47, 2003; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10070     

超导电力装置研究的进展

简要介绍了超导电力装置的基本应用特性,重点介绍了高温超导电力电缆、超导限流器、超导磁储能装置的应用优势,讨论了超导电力装置的待研问题。     

超导电力技术在未来智能电网应用研究

智能电网将成为电力工业的重要发展方向,超导电力技术为智能电网的发展提供解决方案。本文基于我国目前电力系统现状,从电力系统角度出发,对超导电力技术在智能电网的应用做出具有前瞻性的探讨,重点讨论了超导储能技术、超导电缆技术、超导限流器技术等超导新技术在智能电网的应用前景及其主要研究发展方向。     

海底超导电缆交流损耗的抗损伤特性研究

海上新能源发电的快速发展急需大容量高效率的海上电力传输网络与之匹配。为促进海底超导电缆的发展,需要研究局部损伤对超导电缆的影响,尤其是对其损耗特性的影响。这关系到损伤是否会导致损耗骤升而冷却系统无法及时排出多余热量,进而导致低温平衡被破坏,超导电缆无法继续工作,甚至发生进一步大范围损伤。基于陆上超导电缆建立了包含单层到多层电缆的物理模型,并使用有限元方法分析电缆的电流分布、内部磁场分布和输电损耗。通过比较损伤前后电缆损耗特性的变化,分析并总结得出了最适宜用于海底输电的超导电缆结构。结果表明,在单根带材损伤的情况下,一层和二层电缆的损耗大幅度提升,而六层电缆的损耗不到5%。因此六层电缆较为适应海底环境。