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世界第一“超強電纜”今夏首次滿負荷運行

文章出處：責任編輯：發(fā)布時間：2023-11-10 15:21:11 點擊數(shù)：- 【大 中 小】

今年夏天，上海的電力“主動脈”不僅平穩(wěn)度過迎峰度夏的挑戰(zhàn)，還刷新了一項歷史紀錄：世界首條35千伏公里級超導輸電示范工程首次實現(xiàn)滿負荷運行，刷新了我國商用超導輸電工程最大實際運行容量的紀錄。
日前，記者走進該項目的自主研發(fā)核心技術(shù)團隊——申能旗下上海電纜研究所。歷經(jīng)三代工程師20年的努力，超導電纜夢終圓上海。
20年打造“科研鐵軍”
據(jù)中國工程院院士、上海電纜研究所專家黃崇祺介紹，超導輸電是當今電力行業(yè)最具革命性的前沿技術(shù)之一。在-196℃的液氮環(huán)境中，利用超導材料的超導特性，使電力傳輸介質(zhì)接近于零電阻，電能傳輸損耗趨近于零，從而實現(xiàn)低電壓等級的大容量輸電。一條超導電纜的輸送容量相當于四到六條相同電壓等級傳統(tǒng)電纜。
與同規(guī)格的常規(guī)電纜相比，高溫超導電纜具有體積小、重量輕、損耗低、傳輸容量大、綠色環(huán)保等優(yōu)點。如果高溫超導電纜得到廣泛應用，將解決像上海這樣的特大型城市用電密度高、建設用地緊張問題，為特大型城市提供最佳輸電方案，其帶來的經(jīng)濟效益和社會效益不言而喻。上海電纜研究所制定了一個長期的高溫超導產(chǎn)業(yè)化規(guī)劃，并于2003年組建攻關(guān)團隊，打造“科研鐵軍”。
這些年來，平均每條生產(chǎn)線被改造超過10次，與此同時，團隊通過努力在10年內(nèi)將國外壟斷的原材料價格降低了近2/3。
2010年，經(jīng)過長期的基礎性研究和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，一套電壓35千伏、電流2000安的30米超導電纜系統(tǒng)在研究所中壓大廳成功搭建，并順利通過超導電纜的型式試驗，這在國內(nèi)尚屬首次。團隊在進行超導電纜試驗時遇到了一項世界級的難題——局部放電測試。超導電纜系統(tǒng)的特殊性讓微弱信號檢測隔離變得十分復雜，很容易測試失敗，導致無法獲取數(shù)據(jù)。面對挑戰(zhàn)，團隊持續(xù)研究，終于在2019年底完成了這個關(guān)鍵數(shù)據(jù)的測量。
憑借這一關(guān)鍵試驗數(shù)據(jù)，上海電纜研究所在全球首個超導電纜國際標準制訂大會上參與了國際標準的制訂，這也極大地提升了我國在超導領(lǐng)域的話語權(quán)。
產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟助力成果轉(zhuǎn)化
技術(shù)難關(guān)攻克之后，如何推動其產(chǎn)業(yè)化，又成為新的重要課題。上海電纜研究所牽頭，聯(lián)合中科院計算所、上海交通大學、上海大學、國網(wǎng)上海電力公司等從事超導材料研究的單位組成超導產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，形成了一套以市場為主、政府支持、圍繞產(chǎn)業(yè)鏈布局創(chuàng)新的機制與生態(tài)，成功整合了各方資源，激發(fā)市場活力。
2018年，上海電纜研究所注冊成立了國際超導公司，陸續(xù)建成了可連續(xù)大長度生產(chǎn)的超導電纜工藝車間、超導低溫實驗室、智能化超導電纜數(shù)據(jù)中心、超導電纜電氣研究實驗室、超導高壓試驗大廳，實現(xiàn)集高溫超導電纜系統(tǒng)設計、研發(fā)、生產(chǎn)、檢測評估及技術(shù)咨詢于一體，為深入開展超導電纜成果轉(zhuǎn)化打下了良好的基礎。
2019年，申能集團和上海電纜研究所完成聯(lián)合重組。此后，申能集團在人才強企行動、新技術(shù)新業(yè)態(tài)培育、產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新、體制機制改革、數(shù)據(jù)融合創(chuàng)新、產(chǎn)學研用合作等方面向上海電纜研究所及其系統(tǒng)企業(yè)提供了全方位支持。集團決定對國際超導公司實施混改，引入超導產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟的核心單位，不但為超導電纜的研制提供系統(tǒng)的人才組合，更為未來隨著材料、裝備等的發(fā)展，“解鎖”更多高溫超導應用提供了強大的人才儲備。
創(chuàng)下全球五大領(lǐng)先
2021年12月22日，世界首套全商業(yè)化運行35千伏公里級超導電纜示范工程在上海徐匯區(qū)正式投運?？傞L度1.2公里，連接兩座變電站。目前已連續(xù)安全穩(wěn)定運行超過600天，累計為徐家匯商圈、上海體育館等核心區(qū)域4.9萬戶用戶供電近3億千瓦時，開創(chuàng)了公里級超導電纜在大型城市核心區(qū)域運行的先例。
1.2公里的示范工程項目，在全球?qū)崿F(xiàn)了五個方面的領(lǐng)先和突破：它是目前為止全世界所有超導電纜系統(tǒng)工程中唯一一條在核心城區(qū)投運的線路；是目前為止全世界最長的一條公里級超導電纜示范工程項目；是全世界唯一采用全程排管敷設的超導電纜，在解決城市中心輸電用地難題的同時，大幅降低了安裝成本；是世界上唯一擁有雙接頭的超導電纜工程，這一技術(shù)讓大長度工程成為可能，對超導電纜產(chǎn)業(yè)化推廣具有重大意義；在35千伏的電壓等級上，它的傳輸容量是最大的。
今年夏天示范工程項目在電流高負荷水平下實現(xiàn)穩(wěn)定運行，這也驗證了該系統(tǒng)在復雜工況條件下的可靠性。
超導電纜示范工程的成功投運是一個新的起點。記者了解到，上海電纜研究所將繼續(xù)開展超導電纜的大規(guī)模應用，逐步降低成本，利用超導電纜完善電廠電網(wǎng)的主架構(gòu)系統(tǒng)，幫助能耗高、污染多的行業(yè)減少碳排放，把超導電纜的產(chǎn)業(yè)化系統(tǒng)化真正落到實處。

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