智能超导电网是21世纪解决大型经济体系大容量、低损耗输电的最佳途径
特高压电网是20世纪六七十年代伴随着美国、苏联等国用电负荷的快速增长而开始研制的,但是,没有一个国家、一条线路特高压电网有好运气的。1985年苏联开始建设的890千米的1150KV特高压线路投入运行,因苏联解体长期降压至500KV运行。东京电力公司于1988年开始建设的190千米的柏崎-西群马-东山梨南北向特高压输电线路,1992年开始建设的240千米南磐城-东群马-西群马东西向特高压输电线路,从投入运行至今,一直都以500千伏降压运行,没有实现其升压到1000千伏的设计运行目标。这里除经济需求调整的原因外,特高压电网不是解决电网升级改造的最理想途径是重要原因,与其争锋的除传统电网外,就是超导电网,所谓的超导电缆就是采用高温超导材料制作的电缆,与传统电缆相比,它具有输电过程中的能量损耗低,输送容量大,体积小,电磁污染少的四大优点,在相同截面下,输电能力是常规电缆的3-5倍。
笔者将其好处主要归纳为十项:
其一就是可以开展智能电网管理,为人类实现电力、宽带、电视和其它网络整合奠定全新标准和基础。
其二可以营建超大规模电网。其三可以降低电网的占地面积和电网升级改造成本。
其四可以改善可再生能源的电能质量,实现与大电网有效地联结。
其五可以全面提高单机容量。
其六可以提高电网的输送容量。
其七可以大幅降低电网损耗。
其八可以改善电能的质量和提高电力系统运行的稳定性。
其九可以降低电压等级和提高电网的安全性。
其十可以推动电力产业的经济、环境和社会的协调发展。
因此,在主要经济体完成对特高压电网的试错检验之后,20世纪90年代以来,美国、日本、丹麦和韩国等相继开展了超导输电电缆的研究。2000年2月,美国Southwire公司研制了长30m、12.5kV/1.25kA三相高温超导电缆,并安装在公司总部供电运行;2001年5月,底特律福瑞斯比变电站地下铺设长360多米的超导电缆,这实际上是世界上第一条实用的超导输电线路;2001年日本东京电力公司与住友电工合作也研制出了100m、1kA/66kV三相高温超导交流电缆并进行系统试验;2006年,美国超导公司(AM-SC)、SuperPower公司研制出200m(13.5kV/3kA)、350m(34.5kV/0.8kA)和660m(138kV/2.4kA)三相高温超导交流电缆,分别安装在俄亥俄州哥伦布的Bixby变电站、纽约州的Albany和长岛等地,2008年4月长岛超导电网投入商业运行。2004年7月10日,由北京云电英纳超导电缆有限公司等研制的高温超导电缆在云南电力公司正式并网运行,2004年l2月中国科学院电工研究所与甘肃长通电缆公司等合作研制成功75m、10.5kV/1.5kA交流高温超导电缆,并接入到甘肃长通电缆公司6kV配电网中向车间供电运行。应该说,加快中国超导电网的商业化运行已经没有任何障碍。