智能電網

智能電網與電纜的關系區別解析

2025China.cn   2019年07月04日

智能電網與電力電纜

  智能電網另一個大型工程,就是加大城市配電網、農村配電網建設和改造力度,特別是加大中低壓配電網投資比例,解決供電和卡脖子等突出問題。由此可見,中低壓交聯聚乙烯絕緣電力電纜將分得較大的市場份額。10kV和35kV移動型乙丙橡膠絕緣軟電力電纜的需求也會上升。110kV和220kV交聯電力電纜年需求量也將逐年增加,500kV交聯電力電纜,若干年后,也會逐步走向國產化。另外,海上大型風力發電建設和并網,需要35kV淺海電力電纜的支持,數量也很可觀。

智能電網與超導電纜

  美國超導電纜技術基本成熟,但是傳輸參數和經濟效應,目前尚未達到大量推向商業化的程度,因此超導電纜能真正地在智能電網中應用,還存在較長的時期。

超導電纜聯網

  美國打算在智能電網中推廣應用超導電纜,而并非超高壓輸電技術,目標是超越四個時區將全國主要電網連接起來,以提高電網的安全性和電力調配能力。由于超導輸電電壓相對較低,與超高壓線路相比,可減少輸電損耗、電磁污染、占用走廊寬度降至最低,代表了世界先進的技術方向。美國紐約長島電力局(LIPA)與美國超導公司更聯合建設的世界上第一條高溫超導(HTS)電纜已于2008年4月22日投入商業運行。這一超導輸電系統在滿負荷運轉時能夠滿足30萬戶家庭的用電需求,僅由三根138千伏的電纜組成。相比同樣粗細的銅導線,他們的輸電能力高達150 倍。盡管這一工程造價昂貴,但是新型超導電纜的造價將降低五分之四,輸電纜溝的寬度僅為一米左右。它的另一個優點是這種電纜能夠防止由電網短路造成的故障電流。超導體有一種天生的電流限制能力,一旦電流增強到一定程度,它們就會失去超導性而變得像普通導體一樣有電阻,使電流衰減。因此,該技術也得到美國國土安全部的支持。

熱核聚變應用

  超導托卡馬克實驗裝置(所謂“人造太陽”),也就是國際熱核聚變實驗堆計劃(ITER)建設工程。

  作為當今世界迄今為止最大的熱核聚變實驗項目,該項目所需要的高溫環境必須由超導磁體提供的巨大磁性容器所提供,因此,超導電纜屬于核心部件,“人造太陽”需要大量的超導電纜,這項應用有可能超前于電網連接超導的應用。

近期應用領域

  比較近期的高溫超導電纜應用,可能包括以下領域:城市密集居住區、摩天大廈等;金屬冶煉設備等大電流、短距離、小空間的應用中;電站和變電站內大電流傳輸母線等。國內曾有人提出,超導電纜有望取代八成城市地下電纜的觀點。

經濟和商業反應

  智能電網正成為拉動世界經濟的下一個引擎,對中國而言,智能電網對投資的拉動作用非常大。世界銀行也曾預測,2020年,高溫超導電纜將取代80%的城市傳統地下電纜,世界市場超導電纜銷售額將達300億美元。輿論驅動了股市狂熱,一些打算投資超導的電纜企業,已經大肆宣傳其股份前途一片光明,甚至鼓吹“超導是新能源最后的處女地!”,超導作為大牛股的最低也得漲10倍!有許多股份從低部買入,翻番后仍然拿住的不多,能拿5倍以上的更是鳳毛麟角。但是也有人認為,早期發現大牛股其實并不是問題的關鍵,關鍵的是在逆境中能否堅持住。當然這些只是不屬于技術的題外話。

  中國超導電纜已經研究了一段時期,實際上國內有多個領域的研究項目,其中上海電纜研究所、上海交通大學,上海工業大學和上海電纜廠協作的超導項目研究正在進展之中。

智能電網與高壓輸配電架空導線

  根據以華北、華中和華東為超高壓同步電網為受端,東北超高壓電網、西北750千伏電網為送端,電網需要大量高壓輸配電架空導線。

  上海電纜研究所會同各著名電纜廠,合作研發了多種高壓架空輸配電架空導線,建立了高壓架空輸電線試驗基地,具備各種精良試驗設備,可為智能電網架空導線提供優質服務。

  智能電網與光纜、電纜和綜合光-電纜四網融合是國家電網公司發展規劃之一,公司成立了智能電網部,專門負責推進這項工作,電力網的最大優勢是包羅了一切用戶。目前只有部分家庭擁有電話和寬帶,但所有家庭都用電,電力線上網比其他各種上網方式都擁有更多接入用戶。至于技術上問題不大,實際上電力線上網早在5年前技術已經基本成熟,并在多個地區進行了試點。如果多網合一,主要是在400伏的配電網中加一根光纖,現在光纖的成本非常低,如果光纖跟著電纜走,在技術上來說也有好處。但是四網融合涉及到多個政府部門管轄的事,不是輕易能解決的問題。目前電網系統內部,也需要很大的信息傳遞,所以光電合一是智能電網中必不可少的一頁。

當前智能電網的國際趨勢

  近年來,歐美一些發達國家大力提倡和積極發展智能電網,將其提升到國家能源、環境與經濟可持續發展戰略的高度來全力推行,并試圖通過投資建設智能電網達到近期刺激經濟發展的效果。

  智能電網的核心價值是提高能效,減少溫室氣體排放,利用各種高科技手段提升發、輸、配、用電各環節的運行管理水平,節約資源,保護環境,最終能下降電價,廣大用戶受益。智能電網將現有電網所強調的安全、可靠、穩定,提高到一個全新的高度,進一步體現了電網對環境、經濟乃至整個社會的積極貢獻。

  美國能源部部長和商務部部長訪華時指出,智能電網是世界電網發展的新趨勢,可以引導各方更加高效地用電,實現節能減排,并希望中美雙方能夠在解決相關問題方面攜手合作。

  中國各地區差異太大,不但環境不同,生活習俗不同,用電和缺電不平衡,完全實現智能電網目標,還存在漫長的路程,所以中國的智能電網發展必須走循序前進的道路,有地區試點逐步走向全國,先解決用電和缺電的平衡,再解決更加高深的全面智能化技術。

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