未來(lái)電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是智能電網(wǎng)，智能電網(wǎng)有發(fā)、輸、變、配、送等多個(gè)環(huán)節(jié)，各個(gè)環(huán)節(jié)都需要大量的電氣設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電力技術(shù)也得到了空前的進(jìn)步。超導(dǎo)電力技術(shù)作為一種全新的技術(shù)，其發(fā)展速度已經(jīng)超乎我們的想象。本文就結(jié)合我國(guó)電力系統(tǒng)建設(shè)的現(xiàn)狀，結(jié)合我國(guó)的國(guó)情和世界電網(wǎng)的發(fā)展實(shí)情，對(duì)未來(lái)智能電網(wǎng)超導(dǎo)電力技術(shù)的運(yùn)用展開(kāi)討論，客觀的指出電力系統(tǒng)所需要發(fā)展的核心技術(shù)。
在經(jīng)濟(jì)全球化的背景下，我國(guó)未來(lái)智能電網(wǎng)的發(fā)展不能滿(mǎn)足于現(xiàn)在已取得的成績(jī)，而是應(yīng)該充分利用已經(jīng)研發(fā)成功的超導(dǎo)電力技術(shù)來(lái)進(jìn)一步提升綜合的技術(shù)，只有這樣，才能夠?qū)崿F(xiàn)未來(lái)智能電網(wǎng)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。智能電網(wǎng)已經(jīng)逐漸成為諸多電力企業(yè)的重要部分，而電力企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的發(fā)展，新技術(shù)、新科技的應(yīng)用是必不可少的，因?yàn)檫@對(duì)提高智能電網(wǎng)的運(yùn)行效率以及提高電力運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性具有關(guān)鍵作用。下面我們來(lái)具體介紹一下：
1.超導(dǎo)電力技術(shù)簡(jiǎn)介
隨著各國(guó)對(duì)各種先進(jìn)的電力技術(shù)的廣泛應(yīng)用，智能電網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)成為各國(guó)普遍關(guān)心的問(wèn)題。可是由于現(xiàn)在的技術(shù)并沒(méi)有那么成熟，所以對(duì)于超導(dǎo)電力技術(shù)還沒(méi)有一個(gè)確切的含義。從理論上來(lái)講，超導(dǎo)電力技術(shù)就是利用超導(dǎo)體的特殊物理性質(zhì)與電力工程相結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新的技術(shù)[1]。超導(dǎo)體具有一些特別的性質(zhì)，如具有使自身電阻突然消失的電阻特性。這種特性對(duì)于完善我國(guó)的電力系統(tǒng)具有重要的作用。我國(guó)相關(guān)的部門(mén)也認(rèn)識(shí)到了這一點(diǎn)，現(xiàn)在，我國(guó)已經(jīng)把超導(dǎo)電力技術(shù)列為重點(diǎn)研究的項(xiàng)目之一。
2.對(duì)未來(lái)智能電網(wǎng)中超導(dǎo)電力技術(shù)的應(yīng)用的探討
現(xiàn)在國(guó)際上著名的超導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域的研究專(zhuān)家普遍認(rèn)同的一種觀點(diǎn)就是，新一代的超導(dǎo)技術(shù)，例如釔系高溫超導(dǎo)材料，在商品化大潮的背景之下，在不遠(yuǎn)的未來(lái)將會(huì)很快商品化，并且會(huì)得到全面的引用。美國(guó)率先行動(dòng)，制定了“電網(wǎng)2030計(jì)劃”，這表明已經(jīng)把超導(dǎo)技術(shù)放在了一個(gè)極其重要的位置上。美國(guó)宣布計(jì)劃不久，日本、韓國(guó)以及歐盟的許多國(guó)家也相繼行動(dòng)，制定了有關(guān)研究超導(dǎo)技術(shù)的政策，標(biāo)志著全球正式進(jìn)入了超導(dǎo)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的階段。在這種情況下，我國(guó)不甘示弱，面對(duì)嚴(yán)峻的競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)，積極部署超導(dǎo)技術(shù)的戰(zhàn)略應(yīng)用，加大科技和人才的投入，加快技術(shù)創(chuàng)新，為研究超導(dǎo)技術(shù)提供充分的有利條件，以求搶先占領(lǐng)戰(zhàn)略制高點(diǎn)。
詳細(xì)來(lái)講，未來(lái)電網(wǎng)有了超導(dǎo)技術(shù)有以下的優(yōu)點(diǎn)。
2.1能夠大幅減輕電力系統(tǒng)線的損壞程度
隨著我國(guó)電網(wǎng)容量和規(guī)模的迅速增長(zhǎng)，在整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行當(dāng)中的短路容量也在不斷增加。在這種情況下，如果短路的電流不采取有效的措施來(lái)限制，必定會(huì)對(duì)電氣設(shè)備造成不小的損壞。超導(dǎo)電力技術(shù)對(duì)這類(lèi)問(wèn)題的提供了有效的方法，超導(dǎo)電力技術(shù)的應(yīng)用，把電線的損壞率降到最低，大幅提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。
提高電力系統(tǒng)運(yùn)行水平的關(guān)鍵是智能電網(wǎng)，這是因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)在供電的過(guò)程中可以減少運(yùn)營(yíng)的成本，減輕電線的損壞程度。更應(yīng)該值得一提的是，在應(yīng)用了超導(dǎo)電力技術(shù)之后，電纜的傳輸能力得到了大幅度的提高，實(shí)現(xiàn)了傳輸過(guò)程的超導(dǎo)無(wú)阻，從而大大提高了智能電網(wǎng)的運(yùn)行效率。
在許多大城市以及工廠的供電過(guò)程中，由于人口眾多，工業(yè)農(nóng)業(yè)等等用電量極大，所以線損量也很大，而線損量的日益增多勢(shì)必會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成毀滅性的影響。如果將超導(dǎo)電力技術(shù)的應(yīng)用到這些場(chǎng)合當(dāng)中，將有效地提升電纜的傳輸功率，最大程度的降低對(duì)電纜的損壞程度。并且，超導(dǎo)電纜受壞境的影響很小。就整體而言，超導(dǎo)電纜的優(yōu)勢(shì)還是很明顯的。在寸土寸金的大城市，超導(dǎo)電纜不僅能夠節(jié)約土地資源，在安裝和運(yùn)行等方面也比較方便，減少了工作人員的工作量，節(jié)省了大量的人力、物力和財(cái)力。
2.2提升可再生資源的利用率
社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的日新月異使得能源的開(kāi)發(fā)率和利用率越來(lái)越高。不可再生能源早晚有一天會(huì)枯竭，世界各國(guó)正努力解決資源枯竭問(wèn)題，積極發(fā)展科技，尋找代替能源。當(dāng)前，人們對(duì)電力的需求主要是通過(guò)電力企業(yè)的電力供應(yīng)來(lái)解決的。電力企業(yè)在滿(mǎn)足人們的用電需求的同時(shí)，也消耗了大量的能源。
因此，利用可再生資源進(jìn)行發(fā)電是未來(lái)智能電網(wǎng)發(fā)展的必然要求和趨勢(shì)。許多電力企業(yè)正積極研發(fā)新技術(shù)，應(yīng)用新的設(shè)備，以此研發(fā)出的新產(chǎn)品能夠極大的提升電網(wǎng)的運(yùn)行效率。然而，可再生能源的缺點(diǎn)也是很明顯的，比如具有間歇性和不穩(wěn)定性等等。這極大地限制了電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠在很大程度上提高可再生能源的利用效率。有了超導(dǎo)儲(chǔ)存裝置，配網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率就會(huì)得到大幅度的提高。
2.3減輕環(huán)境等外部因素對(duì)電網(wǎng)的影響
交直流電共存和多電壓等級(jí)現(xiàn)象是現(xiàn)在的電力系統(tǒng)中較為常見(jiàn)的問(wèn)題，以傳統(tǒng)的銅線和鋁線作為傳導(dǎo)材料更會(huì)加重電網(wǎng)的老化程度。如果運(yùn)用超導(dǎo)技術(shù)，就能起到很大的緩解作用。
智能電網(wǎng)不是萬(wàn)能的，也會(huì)受到各種外部因素的影響。不可避免的自然災(zāi)害，人為的一些因素等等。只有不斷增強(qiáng)電纜和線路的防御能力才能更好的應(yīng)對(duì)這些突發(fā)的狀況。只有防御能力較好的電線和電纜才能大量承載負(fù)荷，而如果在輸電路徑較長(zhǎng)的路段應(yīng)用超導(dǎo)電纜，就能夠保證高負(fù)荷的供電，智能電網(wǎng)的性能就能得到很好地保障。
2.4電能質(zhì)量的提高
電網(wǎng)輸送中一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)就是電能的存取工作，這是保障電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵步驟。抽水儲(chǔ)能技術(shù)是目前廣泛應(yīng)用的解決技術(shù)，盡管這一技術(shù)能提供很大的功率，但是缺點(diǎn)也是很明顯的，諸如不能對(duì)狀態(tài)失衡進(jìn)行補(bǔ)償，反應(yīng)速度極慢等等。這些缺點(diǎn)將使得電能的質(zhì)量大幅下降。這個(gè)短板問(wèn)題，超導(dǎo)技術(shù)能夠很好地解決。
電力企業(yè)所要面臨的主要問(wèn)題就是保障電網(wǎng)輸送的質(zhì)量。但是導(dǎo)致電網(wǎng)輸送的電力質(zhì)量不高的原因是多方面的，尤其是一些大功率遠(yuǎn)距離輸變電系統(tǒng)，更會(huì)使輸送電力的質(zhì)量受到極大的影響[2]。應(yīng)用了超導(dǎo)電力技術(shù)的智能電網(wǎng)，能在很大程度上避免輸電過(guò)程中的頻率的波動(dòng)現(xiàn)象，保障電壓的穩(wěn)定性，從而保證輸送的電力的質(zhì)量。
結(jié)語(yǔ)：
21世紀(jì)，把超導(dǎo)電力技術(shù)應(yīng)用到智能電網(wǎng)當(dāng)中是一件具有戰(zhàn)略意義的大事，這關(guān)系到我國(guó)電力技術(shù)的改革與進(jìn)步，更關(guān)系到我國(guó)的國(guó)際地位。如果超導(dǎo)電力技術(shù)研發(fā)成功，我國(guó)將躋身電力技術(shù)領(lǐng)先國(guó)家之一，反之，沒(méi)有技術(shù)，就會(huì)處處收到發(fā)達(dá)國(guó)家的限制。所以我國(guó)應(yīng)該認(rèn)清現(xiàn)在的工作重點(diǎn)，加快研發(fā)速度，加大科技投入，盡快研發(fā)出超導(dǎo)技術(shù)，盡快投入應(yīng)用。
總而言之，未來(lái)智能電網(wǎng)的主流技術(shù)是超導(dǎo)電力技術(shù)，可以提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。在看到成績(jī)的同時(shí)，我們也應(yīng)該清楚地認(rèn)識(shí)到，現(xiàn)在的超導(dǎo)電力技術(shù)還并沒(méi)有完全成熟，只有我們不斷進(jìn)行研究和探索才能進(jìn)一步完善這項(xiàng)技術(shù)，保障我國(guó)智能電網(wǎng)的使用，促進(jìn)我國(guó)電力事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
原標(biāo)題:未來(lái)智能電網(wǎng)超導(dǎo)電力技術(shù)的運(yùn)用