超导电力技术在未来智能电网应用简析

超导电力技术在未来智能电网应用简析

冯殿闯

国网黄化供电公司 青海 黄南 811200

摘要：近年来，我国的电力系统得到了良好的发展，尤其是在科技手段的大力支持下，电力行业的智能化发展水平在逐步提升。因此，各种智能化的技术和设备都在电力系统中有较好的使用，进一步推动了我国电力系统的发展。而超导电力技术属于超导体材料和电力结合的一种全新技术，应用到智能电网中，可以起到十分重要的效用，因此，本文主要从超导电力技术的内涵出发，对其在智能电网的研究方向以及应用进行了分析，希望有参考意义。

关键词：智能电网；超导电力技术；应用

由于社会的快速发展，各个领域对用电的需求量以及供电质量要求在逐渐提高，在这样的情况下，电力行业不断寻求新的发展方向。在智能科技的支持下，智能电网逐渐替代了传统电网在电力系统中得到了良好的应用，使得电力系统的智能化水平得以有效提升。因此，各种新型技术、设备、材料等被应用到电网中，其中，超导电力技术属于超导体材料和电力工程有效结合的一种全新技术，在智能电网中使用，对电力系统稳定性、供电质量提升有较好的帮助。

1.技术简介

超导电力技术实际上属于超导体材料和电力工程有机结合的一种全新技术^[1]。这种技术是基于超导体材料的物理性能，将其和电力技术进行密切结合发展而来。这一技术的研发从世界范围来讲起步较晚，其技术核心是由西方发达国家领先掌握，并应用到电网系统中。现阶段，西方欧美国家很多都将该项技术应用到了电网输送中。而我国对这项技术的研究也加紧了步伐，同时在各项资源的投入方面也给予了大力的支持。超导电力技术的相关内容涉及到多个专业领域，复杂性较高，有关这方面的研究工作存在较大的难度，依靠科技的有力支持，研发出超导体电力装置，可以在智能电网的稳定性提升方面起到良好的帮助。

2.智能电网中应用超导电力技术的研究方向

和以往的电力装置相比较，超导电力装置具有不同的特性，对电网系统会产生较大的影响^[2]。将相应的装置使用到智能电网中，两者之间共同作用下，会引发较多专业学科问题，从研究方向上来看，主要涉及以下几方面。

其一，有关装置的动力学建模问题。从动作特性以及时间角度来讲，装置具有不同的特性，所以，在原有元件的基础上，主要考虑研究装置对电网系统动态稳定性的影响，进行相应的动力学建模。其二，有关超导电力系统控制和分级建模问题。在模型方面具有一定的特殊性，所以在转换和控制装置时，需要通过较大功率的电力电子实现，从装置以及系统的等级上进行建模和控制约束。其三，有关装置协同电网运行的问题。超导电力装置本身因为特性的不同，和电网系统之间适应性不足，所以，针对其运行的具体形式要进行合理的调节，以便使两者之间能够达到协同，共同发挥作用保证超导电力技术在智能电网中的使用价值。其四，有关控制方式的问题。从智能电网的角度分析，在决策控制方面具有较好的表现，而且实时性、操作性较好，所以，超导电力系统和智能电网之间的结合，需要依照其控制要求，相应改进超导系统，从供电质量、故障判断及预检能力方面进行有效提升。研究主要面向系统拓扑结构、控制方式以及系统应对策略等方面^[3]。其五，有关快速可控装置的协同控制问题。以往电力系统中快速可控元件的位置通常在电网端部节点，将超导电力装置使用其中，其分布的位置发生变化，在电网的各个节点中都能够设置快速可控元件，所以，需要针对各快速可控元件的协同性进行研究。

3.在未来智能电网中的应用

3.1用于提升系统稳定性

从现阶段智能电网的发展情况来看，未来智能电网会逐步实现能量的双向流动，所以，对于各种新型技术、设备以及材料等的使用，需要较好的降低电力系统的扰动影响，确保智能电网的稳定运行需求得到较好的满足。将超导电力技术使用到智能电网中，可以较好的回收过剩能量，使系统整体的响应速率得到提高，这样智能电网在运行时就会更加稳定。另外，现阶段电网的容量在逐步增大，这同时也增大了短路电流，电力设备在进行设计时，将短路容量作为标准，就会使开关设计成本增大，所以，针对短路电流问题需要进行良好的解决。将超导故障限流器设置到电力系统中，出现短路的情况可以得到较好的控制，借助普通导体和超导体之间的相互转换，在极短时间内就能够使零电阻转变为高阻值电阻，以此控制短路现象。所以，将超导故障限流器使用到智能电网中，能够将系统故障进行高效精准的隔离，而且借助超导储能装置，可以实现有功功率补偿，保证智能电网的顺利运行。

3.2用于提升电网输送电能的质量

电网在输送电能的过程中，电能存储是一项十分关键的工作，关系到智能电网的运行质量^[4]。现阶段，应用较为普遍的是抽水储能技术，这种技术在功率提供方面具有较好的优势，然而从具体的使用情况看来，其响应速率还存在一定的不足，对于瞬时电能质量以及功率方面的失衡问题难以有效应对，出现失衡问题时不能给予补偿，使得电网输送电能的质量受到影响。而将超导电力技术使用其中，就能够对这一问题进行较好的应对。智能电网相比较传统电网，能够更好地满足负荷侧要求，所以通常关注的主要是供电的质量。对于部分传输距离远、大功率地输变电系统，将超导电力技术使用其中，主要是通过超大型的储能装置改进系统的供电质量。通过超导储能装置，能量可以被瞬时吸收和释放，这样频率稳定性得到更好的保障，同时利用无功支持对电压极进行稳定，这样就能够避免智能电网运行中产生波动，电网输送过程更加可靠，从而使电能的输送质量得到较好的提升。

3.3用于提升可再生能源利用率

电力行业通过电网输送电能，主要是满足社会发展对电能的需求，然而在过程中会用掉较多的不可再生能源，为了能够缓解这一问题，需要加强对可再生能源的使用，这是未来智能电网的发展趋势。所以，在智能电网的运行中，比较注重新技术的使用。在智能电网中应用新技术后，可以使其运行的效率和质量得到较好的提升。然而，从可再生能源的利用情况来看，因为可再生能源的连续性不足，而且在稳定性方面也有待进一步提升，所以电力系统在实际的工作过程中容易出现不稳定现象，从而使系统的安全性和运行效率都受到一定的影响。而将超导电力技术应用其中，通过其储能系统，可以有效地改进电网储能系统，进一步增强系统的储能备用作用，这样可再生能源的存储率可以得到较好的提升，电网在进行供电时，可再生能源就能够得到更充分的使用，增强其连续性，而且通过超导储能装置，电网稳定性进一步增强，对可再生能源利用效率的提升起到较好的帮助。

结束语：

综上所述，超导电力技术作为一种全新技术，在电力系统中使用具有较大的价值。尤其是近年来智能电网也得到了良好的发展，将这一技术应用到智能电网中，可以较好地解决以往电网系统存在的问题，有效提升系统运行的稳定性，改善电能输送的质量，同时也能够较好的提升可再生能源的利用率。不过由于我国针对超导电力技术的研究还处在初步发展时期，需要在技术研究理论和具体实践中进一步加强，在未来不断加深超导体材料和电力工程的融合程度，确保其技术在我国电网智能化发展中更好地发挥效用。

参考文献：

[1]胡开胜. 超导电力技术在未来智能电网应用研究[J]. 2021(2016-5):191-191.

[2]罗磊. 探究超导电力技术在未来智能电网的应用[J]. 信息系统工程, 2018(12):1-1.

[3]李德刚. 超导电力技术在未来智能电网运用[J]. 2021(2012-13):26-26.

[4]梁金川. 浅谈超导电力技术在未来智能电网中的应用[J]. 明日, 2018(40):1-1.