超導電力技術(shù)中未來智能電網(wǎng)應(yīng)用探究
摘要:電力企業(yè)近幾年得到了飛速發(fā)展,特別是智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展取得了不錯的成績。智能電網(wǎng)的廣泛應(yīng)用為我國電力企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了許多機遇。但是,需要人們注意的是,智能電網(wǎng)的發(fā)展不能滿足于現(xiàn)狀,應(yīng)當對先進的超導技術(shù)進行合理應(yīng)用,從而使我國的智能電網(wǎng)系統(tǒng)可以得到進一步發(fā)展。
關(guān)鍵詞:智能電網(wǎng) 超導 電力技術(shù)
智能電網(wǎng)已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)電網(wǎng)。近幾年,電力企業(yè)在發(fā)展過程中不斷應(yīng)用新技術(shù)、新科技、新設(shè)備,在各項技術(shù)中,超導電力技術(shù)對智能電網(wǎng)的輔助作用十分顯著,一方面可以使智能電網(wǎng)的運行變得更加穩(wěn)定,另一方面也可以提高智能電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性。
一、超導電力技術(shù)
超導電力技術(shù)是對超導體材料的物理性質(zhì)進行應(yīng)用,同時與電力工程技術(shù)相結(jié)合的一門新技術(shù)。目前,超導電力技術(shù)得到西方國家的重視,其中美國將超導電力技術(shù)納入到了電網(wǎng)規(guī)劃中,對該項技術(shù)進行應(yīng)用,進行全國范圍內(nèi)的骨干電網(wǎng)建設(shè),并且將該技術(shù)擺在了突出位置。超導電力技術(shù)被認為是未來電力工業(yè)發(fā)展的的主要趨勢,因此得到了全世界的重視。近幾年,我國科技也得到了快速發(fā)展,在此背景下,我國也對超導電力技術(shù)予以了高度重視,各大高校也都加強了對超導技術(shù)的研究,并且從實際情況來看,也取得了不錯的成績,但是與發(fā)達國家相比還存在一定差距[1]。但是,超導電力技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)成為了我國工業(yè)的主要趨勢,雖然研究過程中面臨許多困難,但是我國不會放棄對該項技術(shù)的研究。超導電力技術(shù)內(nèi)容十分復(fù)雜,與許多科學領(lǐng)域都有著密切聯(lián)系,這使得研究工作面臨許多困難。超高溫導體產(chǎn)品是在其技術(shù)支持下發(fā)展而來的一種主要產(chǎn)品,其對確保智能電網(wǎng)系統(tǒng)運行可靠性和安全性來說意義重大。
二、提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性
依據(jù)目前智能電網(wǎng)的發(fā)展情況來看,其在運行過程具有自愈和自治能力,確保了智能電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和安全性。而對智能電網(wǎng)的發(fā)展進行分析可以確定,在未來智能電網(wǎng)將會實現(xiàn)能量雙向流動,通過對新技術(shù)、新設(shè)備的科學應(yīng)用,有效減少因為電力系統(tǒng)擾動而遭受的影響,滿足智能電網(wǎng)在未來的發(fā)展需求。作為控制智能電網(wǎng)運行穩(wěn)定性的一項重要手段,可以對超導儲能裝置進行應(yīng)用,從而使快速反應(yīng)、獨立輸出的電源功能能夠得到體現(xiàn),將該電源加設(shè)在電力系統(tǒng)中,可以保證系統(tǒng)的運行效率,即使系統(tǒng)在運行過程中發(fā)生了故障,也能夠作出快速反應(yīng),從而將故障率控制在最低。通過無功調(diào)節(jié),使系統(tǒng)的可控性能得到提高,確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性[2]。
與目前投入電網(wǎng)穩(wěn)定裝置相比,應(yīng)用超導電力技術(shù),可以對過剩能量進行回收,提升系統(tǒng)的反應(yīng)速度,從而使智能電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性能夠滿足要求。由此可見,在智能電網(wǎng)中,將超導儲能技術(shù)作為一項功能強大的裝置,從而實現(xiàn)電網(wǎng)和電能與有功功率的靈活交換,從而使電網(wǎng)由傳統(tǒng)的被動致穩(wěn)轉(zhuǎn)為主動致穩(wěn)。此外,要想確保電網(wǎng)穩(wěn)定運行,對故障區(qū)域進行及時隔離也是一種有效的方法。若系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)故障,而系統(tǒng)無法及時隔離故障,勢必會導致暫態(tài)失穩(wěn)。隨著電網(wǎng)容量的不斷加大,短路電流也會變大,但是在設(shè)計電氣設(shè)備時,以短路容量為標準,這大幅度增加了開關(guān)設(shè)計成本,甚至無法進行準確選型。
由此可見,為了對短路電流進行嚴格控制,從目前的應(yīng)用方法來看,無論是對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)還是運行方式的改變,亦或者是改變電氣設(shè)備,都將會導致成本上升,這對電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性來說都會造成較大麻煩;在系統(tǒng)中應(yīng)用超導故障限流器,對短路現(xiàn)象進行有效空控制,通過超導和常規(guī)導體之間的轉(zhuǎn)換,使零電阻可以在短時間內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)楦咦柚惦娮瑁瑥亩鴮崿F(xiàn)對短路的有效控制。由此可見,在電力系統(tǒng)中對故障限流器進行應(yīng)用,可以滿足智能電網(wǎng)運行過程中的穩(wěn)定性、精準性、快捷性,快速隔離故障,同時通過利用超導出儲能裝置,完成有功功率補償,保證智能電網(wǎng)的順利運行。
三、提升智能電網(wǎng)運行的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益
(一)提升電網(wǎng)輸送電能質(zhì)量
存取電能是電網(wǎng)輸送過程中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié),可以確保智能電網(wǎng)運行的可靠性。目前,比較常用的方式為抽水儲能技術(shù),該技術(shù)可以提供長時間大功率,但是從應(yīng)用情況來看,反應(yīng)速度較慢,無法應(yīng)對瞬間電能質(zhì)量與功率出現(xiàn)的失衡現(xiàn)象,無法對失衡狀態(tài)進行補償,這將會導致電網(wǎng)輸送電能質(zhì)量下降。此時,引入超導技術(shù),可以使該瓶頸問題可以得到有效解決。電網(wǎng)輸送質(zhì)量長期以來都困擾著電力企業(yè),智能電網(wǎng)輸送電能的質(zhì)量會受到外部因素和內(nèi)部因素的影響,導致電網(wǎng)輸送質(zhì)量偏低,特別是對于一些大功率遠距離輸送變電系統(tǒng)來說,輸電質(zhì)量所遭受的影響更為嚴重[3]。應(yīng)用超導電力技術(shù),可以使該方面缺陷得到改善,可以通過對超大型儲能裝置的應(yīng)用,提高系統(tǒng)遠距離輸變電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,在此過程中,超導儲能裝置所具備的瞬間釋放或存儲能量的能力,有效的避免了智能電網(wǎng)運行過程中出現(xiàn)的嚴重波動現(xiàn)象,并且利用超導儲能裝置,通過電壓無功支持,保證電壓穩(wěn)定性,提高電網(wǎng)輸送電能質(zhì)量,從而提高經(jīng)濟效益。
(二)提升對可再生能源的利用
電力企業(yè)雖然可以為人們提供能源,滿足人們對能源的需求量,但是在這個過程中也消耗了大量不可再生能源。為減少不可再生能源的消耗速度,可以利用可再生能源進行發(fā)電,這也是未來智能電網(wǎng)發(fā)展的主要趨勢。雖然,新技術(shù)的應(yīng)用使智能電網(wǎng)的運行效率得到了提升。但是,在對可再生能源的利用與研發(fā)中可以發(fā)現(xiàn),由于可再生能源具有間歇性和不穩(wěn)定性特點,這將會導致電力系統(tǒng)的工作出現(xiàn)波動,使電力系統(tǒng)的效率、安全、靈活等多方面都受到限制。而利用超導儲能系統(tǒng)可以使電網(wǎng)儲能系統(tǒng)的儲能備用作用得到進一步改善,對提高可再生能源的儲存率有著巨大作用,提升可再生能源的利用率。在對配電網(wǎng)進行供電時,利用超導儲能裝置,可以提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性,確保為用戶提供可靠的電源,提高了可再生能源的利用率,進而提高智能電網(wǎng)運行過程中的環(huán)境效益。
四、結(jié)語
超導電力技術(shù)是為了智能電網(wǎng)中所應(yīng)用的主流技術(shù),對該技術(shù)進行應(yīng)用對智能電網(wǎng)的運行有著莫大好處。例如,提高智能電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性、經(jīng)濟效益、環(huán)境效益等。當然,目前超導電力技術(shù)的發(fā)展并未成熟,需要相關(guān)工作人員對該項技術(shù)進行不斷的探索與研究,促進智能電網(wǎng)的發(fā)展。
參考文獻:
[1]方家琨.超導磁儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制中的應(yīng)用研究[D].華中科技大學,2012.
[2]劉瑜.智能電網(wǎng)中電力設(shè)備及其技術(shù)探析[J].科技展望,2015,(03):51-52.
[3]付偉,苗斌.對超導電力技術(shù)及其發(fā)展前景的探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015,(20):202.
作者:陳立娜 朱鋒 單位:國網(wǎng)河南內(nèi)鄉(xiāng)縣供電公司
責任編輯:電力交易小郭
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