我國首條自主研制的新型超導(dǎo)電纜在深投運

 9月28日，我國首條自主研制的新型超導(dǎo)電纜在深圳投入使用，這也是全球應(yīng)用于超大型城市中心區(qū)的超導(dǎo)電纜，標志著我國已全面掌握新型超導(dǎo)電纜設(shè)計、制造、建設(shè)的關(guān)鍵核心技術(shù)。

    該條新型超導(dǎo)電纜直徑僅17.5厘米、長400米，輸電容量高達43兆伏安，相當于可同時滿足4列時速350公里高鐵的用電需求，實現(xiàn)以5倍于常規(guī)電纜的輸電能力，為粵港澳大灣區(qū)高樓——深圳平安金融中心帶來高可靠性供電。

    作為南方電網(wǎng)公司的重大科技專項，該工程是深入實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，推進科技自立自強的有力舉措，不僅實現(xiàn)了關(guān)鍵裝備國產(chǎn)化，也將為全球解決超大型城市高負荷密度區(qū)域供電問題提供新方案。

    高溫超導(dǎo)輸電技術(shù)被譽為下一代電力傳輸戰(zhàn)略性技術(shù)，具有線損低、傳輸容量大、走廊占地小、環(huán)境友好等優(yōu)點。該技術(shù)發(fā)揮超導(dǎo)材料的導(dǎo)電特性，讓電力在低壓輸送過程中的損耗幾乎為零。超導(dǎo)電纜傳輸容量遠大于常規(guī)電纜，一條10千伏三相同軸高溫超導(dǎo)交流電纜的電能輸送能力比一條常規(guī)110千伏電纜還大，但輸電損耗僅是常規(guī)電纜的1/4到1/5，非常適用于高負荷密度區(qū)域供電。

    近年來，全球范圍內(nèi)特大型城市中心區(qū)供電均面臨挑戰(zhàn)，城市中心區(qū)負荷需求持續(xù)增長、能耗“雙降”要求逐年增強、城市走廊飽和、電網(wǎng)建設(shè)用地難等問題逐年暴露。深圳是國內(nèi)電力負荷密度的城市，其中央商務(wù)區(qū)的負荷密度更是“高峰上的高峰”，該項目“一攬子”解決了高供電可靠性、高負荷密度、高電能質(zhì)量、土地資源受限的現(xiàn)實難題。

    “如果采用現(xiàn)有的供電手段，要給福田中心區(qū)重要負荷、特別是新增負荷供好電，用常規(guī)技術(shù)實現(xiàn)擴容，在寸土寸金的深圳難度很大。”南方電網(wǎng)深圳供電局創(chuàng)新與數(shù)字化部總經(jīng)理呂志寧介紹，而10千伏超導(dǎo)電纜在滿足供電需求的同時，可減少城市電網(wǎng)中高壓電纜的使用，簡化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，減少110千伏變電站的建設(shè)，可節(jié)省500平方米土地。

    本次研制投產(chǎn)的超導(dǎo)電纜，采用三相同軸構(gòu)型，為結(jié)構(gòu)型式緊湊、帶材用量少、研發(fā)難度的超導(dǎo)電纜。項目攻關(guān)團隊歷經(jīng)4年時間，通過自主創(chuàng)新，在超導(dǎo)電纜系統(tǒng)總體設(shè)計制造、國產(chǎn)大冷量GM制冷機研制等多項關(guān)鍵技術(shù)取得重大突破，實現(xiàn)關(guān)鍵裝備國產(chǎn)化，填補了國內(nèi)技術(shù)空白。

    超導(dǎo)電纜造價合理，才有可持續(xù)推廣的可能。據(jù)了解，超導(dǎo)帶材成本占整個超導(dǎo)電纜造價約50%，三相同軸超導(dǎo)電纜比其他構(gòu)型超導(dǎo)電纜節(jié)省近一半超導(dǎo)帶材。

    此外，本次投運的超導(dǎo)電纜，使用能在液氮環(huán)境冷卻(相比零度高出70℃左右，故稱“高溫”)下的超導(dǎo)體代替常規(guī)的銅鋁導(dǎo)體來輸電。而液氮是一種制備較簡單、價格較低廉的冷卻介質(zhì)，因此高溫超導(dǎo)就有重要的應(yīng)用價值。為解決超導(dǎo)電纜低溫制冷裝備“卡脖子”問題，項目團隊全國成功研制全國產(chǎn)化大冷量GM制冷機，并實現(xiàn)了制冷機在線“即插即用”，可讓超導(dǎo)電纜在零下200度的液氮環(huán)境下長期維持高可靠運行。

    記者從南方電網(wǎng)公司創(chuàng)新管理部了解到，與常規(guī)技術(shù)相比，此次投產(chǎn)的高溫超導(dǎo)示范項目已基本上達到了經(jīng)濟上的平衡點，下一步，南方電網(wǎng)公司還將進一步加大投入力度，積極推動配網(wǎng)超導(dǎo)應(yīng)用的科研和示范工程的建設(shè)。